From cells to embryos: How does the mysterious process of SCNT work?

在基因学和发展生物学中,体细胞核转移(SCNT)是一种在实验室中创建可行胚胎的技术,这种胚胎来自于体细胞和卵细胞。这一技术首先需要取出一个去核的卵细胞,然后将一个供体的细胞核植入其中。 SCNT 不仅用于治疗克隆,还用于生殖克隆。 1996年,名为多莉的羊因为成为首个成功生殖克隆的哺乳动物而闻名于世。而在2018年1月,上海的一组科学家宣布成功克隆了两只名为中中和华华的雌性食蟹猴,这再次引发了人们对SCNT技术的关注。

“治疗性克隆”指的是SCNT在再生医学中的潜在应用,这一技术被视为解决胚胎干细胞(ESCs)使用问题的答案。

SCNT的基本原理及过程

体细胞核转移的过程需要两种不同的细胞。第一种是女性生殖细胞,即卵细胞(卵子/卵泡)。在人体的SCNT实验中,这些卵子通常免费提供,并通过卵巢刺激技术获得。第二种则是体细胞,指的是人体内的各种细胞,例如皮肤细胞、脂肪细胞和肝细胞等。

在SCNT过程中,供体卵细胞的遗传物质被移除,留下去编程的卵细胞。然后,这些去核的卵细胞与体细胞融合,由此形成的胚胎会开始分裂,最终形成一个具有完全基因信息的单一来源的个体。这一过程中,卵子中的细胞质因子会对插入的体细胞进行重新编程,最终导致卵子开始分裂,形成早期胚胎。

SCNT的关键在于如何持续地使得核内基因被有效地激活,这对于胚胎的正常发展至关重要。

SCNT的应用与挑战

体细胞核转移技术在干细胞研究中受到广泛关注,其主要目的是从克隆胚胎中获得多能细胞,这些细胞与其来源个体基因完全配对,因而有潜力用于特定患者的治疗。

然而,SCNT的过程面临着许多挑战,包括低效率和高死亡率。在1996年,多莉的诞生实际上是基于277个卵子,最终仅成功形成了29个可行的胚胎,这反映出SCNT的成功率非常低。此外,胚胎的重塑和发育过程涉及复杂的生物化学反应,目前对此还存在诸多未知。

许多科学家开始探索新的方法,如诱导性多能干细胞技术(iPSCs),这一技术的出现或许会减少对SCNT的依赖。

道德与伦理问题

SCNT技术引发了许多伦理争议。首先,许多人担心SCNT会促使人类克隆的实现,这与生殖克隆的可行性息息相关。其次,SCNT需要大量的人类卵细胞,而这些卵细胞的获取往往需要透过妇女的捐赠进行,可能带来一定的健康风险。在这样的背景下,应当如何平衡伦理与科学进步的关系?

虽然SCNT提供了许多潜在的生物医学应用,但其中隐含的道德考量仍然需引起重视。未来人类是否能在不违背伦理的前提下,利用这一技术开展更多的研究?

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