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线粒体移植术艰难前行 精选

已有 6168 次阅读 2014-5-22 15:39 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

神经病学家Douglass Turnbull曾接诊过许多不治之症患者,但他遇到Sharon Bernardi和她患病的儿子Edward后仍会有罕见的无帮感。

Bernardi曾经失去3个孩子,这些孩子都是在出生后几个小时内死亡,原因是这些孩子出现神秘的血液酸中毒。当她发育正常的儿子Edward出生后,她才松了一口气,Bernardi对儿子出生后的表现非常骄傲,但是当Edward 2岁时,这孩子开始出现问题并最后发展为癫痫。1994年,当Edward4岁时,他被诊断为亚急性坏死性脑脊髓病即Leigh氏病,这是一种线粒体病,会出现中枢神经系统发育异常。

目前医学对这种疾病简直是束手无策,毫无办法。Turnbull在英国纽卡斯尔大学工作对这种病有深刻的影响,面对这种疾病给他带来的挫折,他决定开发一种方法帮助这样的家庭。这种方法就是三个父母的体外受精技术,涉及将来自父母的受精卵细胞核转移到另一个健康妇女的卵子细胞内,这样的一个新细胞就拥有来自两个女性和一个男性的基因,出生的孩子等于有两个妈妈一个爸爸。Turnbull先后用小鼠、猴子和人的卵细胞进行体外研究。现在他认为已经具备进行人体试验的技术了。英国国会年内将投票,如果获得通过,英国将成为国际上第一个允许使用这一技术的国家。相对来说,这种技术比转基因粮食的风险性不知道要大多少倍,不知道反转人士如何评价这种转基因人类的问题。

一些科学家对这一技术的安全性十分担心,一些民间活动家、伦理学家和政治家组成的联合阵营认为,如果这种技术获得批准,那么这将会导致设计婴儿的出现。美国政府和科学家对这一争论也十分关注,因为他们也正在考虑类似的问题。纽约干细胞基金会干细胞学家Dieter Egli说,他很敬佩英国的这一做法,这一进程比美国快的多。

目前流行的观点认为,线粒体在进化史上是一种细菌,被其他细胞捕获吞噬后变成一个细胞器。线粒体具有产生能量物质ATP的能力,也拥有自己独立于细胞核的遗传基因,当然在进化过程中已经失去部分基因,需要依靠细胞核的基因协助编码一些功能蛋白。例如人类的线粒体只有37个基因。

线粒体基因和细胞核最大的区别是只能来自母亲的卵细胞,出现这种现象的具体原因目前仍在研究中。线粒体基因由于复制周期短,出现突变的几率是细胞核基因的1000倍。大约5000名新生儿中就会出现1名因为线粒体基因突变导致的疾病。线粒体基因突变会影响线粒体功能,导致一些能量需求大的组织器官如脑和肌肉的功能异常。其严重程度决定于来自母亲基因突变的线粒体比例。

Turnbull70年代开始关注线粒体病,当时他是神经科的住院医生。一名皇家空军飞行员来他们这里看一种神秘的疾病,他跑步训练时,肌肉会突然停止工作,迫使他停止运动。Turnbull怀疑这名飞行员是线粒体病,虽然后来证明他判断错误,但这已经勾起他的研究兴趣。

Turnbull发现线粒体病患者的各种治疗方法效果都非常有限,例如用抗癫痫药物只能纠正癫痫发作,但对其发病细节完全不清楚。年轻的Turnbull后来攻读PhD研究线粒体病,并决定终生致力于克服这一疾病的方法。Turnbull最早见到Sharon Bernardi是在90年代中期,她已经被诊断为线粒体病肌肉萎缩,但是她看上去很健康,这种诊断让Sharon理解了她和家庭存在的一些健康问题,她的妈妈失去许多孩子,50多岁出现心脏病,一个阿姨和其他一些家庭成员也失去她们的孩子,Sharon自己也失去3个孩子。这一家庭悲剧再次激发了Turnbull寻找解决线粒体病的技术。

80年代,胚胎学家开始将核转化技术用于小鼠研究细胞浆对发育的作用。这一技术涉及将细胞核DNA从一个受精卵转移到另一个受精卵,这也可以理解为包括线粒体的大部分细胞浆转移。1995年,科学家提出这种技术能作为治疗人类粒体病的可能方法。

http://www.nature.com/news/reproductive-medicine-the-power-of-three-1.15253 


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