诺奖得主约翰·格登 | 发育过程中细胞分化的稳定性和逆转（上）

约翰·格登(John Gurdon)，2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者，英国发育生物学家，主要以在细胞核移植与克隆方面的先驱性研究而知名。2018年9月8日，约翰·格登教授受邀出席了在海口举办的第五届诺贝尔奖获得者医学峰会，并在分论坛上发表主题演讲。

以下是格登教授的演讲摘要：

非常高兴能够来作这个演讲。我要讲到的内容包括我的课题的背景、发育过程中细胞不同分化的逆转以及一些抵抗性，抵抗性是和细胞分化的稳定性相关的，之后再讲一下细胞置换的前景。

需要解决的问题是细胞核的核重编码是否能够用作替代细胞治疗的方法？是否能够去置换没有功能的细胞？

重编程的发展过程

首先讲下我的课题的背景，这张幻灯片显示了重编程的过程，这段历史很长，我们从皮肤获取细胞，然后分离细胞，再拿出一部分细胞，把一个皮肤的细胞核放到卵细胞中，在某些情况下这种组合会使这个细胞核在卵细胞中发育成为动物，这个原则用于克隆动物，不管这种动物是小鼠还是哺乳动物，这是克隆技术的根本原则。

大家可以看到，1958 年，第一个克隆成功的是成年脊椎动物，显示出有从细胞克隆动物的可能性，这只脊椎动物存活了很多年，细胞核的移植当时被证明是成功的。

技术难题

当然，这项技术本身有很多问题，有的时候大家很感兴趣想了解这些问题是什么。

• 第一个问题是，我们需要有一个恰当的细胞核注射针，这个针对能够将所获取的细胞核注入到卵细胞当中，但是针不能穿透卵细胞，这是一个需要解决的技术问题。我们能够杀灭卵细胞当中的一些物质，使得卵细胞外膜上的物质通过覆罩透过针扎进去。

当年市场上是买不到这样的注射针的，我们需要自己去打造直径10 毫米的细胞核注射针的尖端形态。

• 另外一项要解决的是编遗传标记物，这是左边的一个细胞核，它一般有左右两个核仁，这样就有克隆出来的动物的遗传标记。

细胞分化的逆转

我要讲的第二块内容是细胞分化的逆转，我们需要知道的是细胞分化的方向是不一样的，它们会成为具体的特定的细胞。上世纪五六十年代认为干细胞分化成成熟细胞之后是没办法逆转的。当时的问题就是，是否能将已经分化的成熟的细胞核再逆转回来，使不再具有分化能力的细胞重新变成具有分化能力的细胞。

这是我们在当时做的实验，这是一段小肠，这是我们所做的蝌蚪的测试，喂食蝌蚪然后去看它的肠道。我们把小肠的上皮细胞中的细胞核转到卵细胞中，让它去成长。一开始这是完全不成功的，几个小时之后，接受了细胞核的卵细胞变得非常奇怪，这个卵细胞就不能用了，实验之初就这样的失败了。

过一段时间我们发现改进操作方法能够更好地做实验，我们现在能够把胚胎做成这样子。大家看上面，右上角有一些分化比较正常的细胞，但是活不过一天就死亡了，但是我们发现还是有可能把细胞核从图片上端的细胞当中取出来，再进行移植，如此获得了一些正常的受精卵。大家可以看到左侧是正常的受精卵，右侧是核移植，这两个看起来还是比较相似的。

这是一个肌肉细胞，当看一个眼睛的时候，这个眼睛是比较正常的，它有晶体、视网膜层、虹膜色素层，这些细胞都是正常的。把这些特殊分化细胞的细胞核重新逆转回去，这是我们当时做的事情。当我们把一个高分化的细胞的细胞核拿出来放到卵细胞中，当时做出来是没有结果的。

克隆羊多莉的诞生

非常有意思的是，在1997 年，在最开始的工作完成40 年之后，我们成功地克隆出了克隆羊多莉，用的技术核心是一样的，只不过这次用的是哺乳动物而非蟾蜍或青蛙。所用的方法和之前在青蛙身上工作的方法道理上是完全一样的，只不过技术上有些差异。

当一个技术在一个生物种类上适用的时候，再把这个技术转到另外的生物种类上的时候要稍微当心一点。显示给大家看的是，这是细胞领域的克隆程度，这是我同事所做的工作，大家实验的方法是类似的，也是对于哺乳动物，首先从左边这只猴子的皮肤当中获得细胞核，再从右边的猴子获得卵细胞，把左边猴子的细胞核放到右边猴子的卵细胞当中，进行细胞合成形成胚胎。如中间的图所示，所谓的胚胎干细胞就会增加数量、增加因子，细胞会有分化。做这个实验的人获得了诺贝尔奖，他能够获得这些胚胎干细胞然后继续深入分化存活几个月。主要的一点是，他所制造的这些细胞能够继续分化下去，成为胚胎干细胞。

看看最下面，能够通过不断地培养增加细胞的数量，它增加了一些机制、一些经常由细胞分泌的因子，它就增加了干细胞，然后干细胞开始分化。当时它能够分化出有搏动的心肌细胞（当时它所分化出来的搏动的心肌细胞的视频我没办法拿到），大家可以想象可以搏动的心肌细胞的细胞核是来自于一只猴子的皮肤细胞。

（内容摘自2018·第五届诺贝尔奖获得者医学峰会暨国际肿瘤研究高峰论坛演讲）