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約翰·格登(John Gurdon)，2012年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者，英國發育生物學家，主要以在細胞核移植與克隆方面的先驅性研究而知名。2018年9月8日，約翰·格登教授受邀出席了在海口舉辦的第五屆諾貝爾獎獲得者醫學峰會，并在分論壇上發表主題演講。

以下是格登教授的演講摘要：

非常高興能夠來作這個演講。我要講到的内容包括我的課題的背景、發育過程中細胞不同分化的逆轉以及一些抵抗性，抵抗性是和細胞分化的穩定性相關的，之後再講一下細胞置換的前景。

需要解決的問題是細胞核的核重編碼是否能夠用作替代細胞治療的方法？是否能夠去置換沒有功能的細胞？

重編程的發展過程

首先講下我的課題的背景，這張幻燈片顯示了重編程的過程，這段曆史很長，我們從皮膚獲取細胞，然後分離細胞，再拿出一部分細胞，把一個皮膚的細胞核放到卵細胞中，在某些情況下這種組合會使這個細胞核在卵細胞中發育成為動物，這個原則用于克隆動物，不管這種動物是小鼠還是哺乳動物，這是克隆技術的根本原則。

大家可以看到，1958 年，第一個克隆成功的是成年脊椎動物，顯示出有從細胞克隆動物的可能性，這隻脊椎動物存活了很多年，細胞核的移植當時被證明是成功的。

當然，這項技術本身有很多問題，有的時候大家很感興趣想了解這些問題是什麼。

• 第一個問題是，我們需要有一個恰當的細胞核注射針，這個針對能夠将所獲取的細胞核注入到卵細胞當中，但是針不能穿透卵細胞，這是一個需要解決的技術問題。我們能夠殺滅卵細胞當中的一些物質，使得卵細胞外膜上的物質通過覆罩透過針紮進去。

當年市場上是買不到這樣的注射針的，我們需要自己去打造直徑10 毫米的細胞核注射針的尖端形态。

• 另外一項要解決的是編遺傳标記物，這是左邊的一個細胞核，它一般有左右兩個核仁，這樣就有克隆出來的動物的遺傳标記。

細胞分化的逆轉

我要講的第二塊内容是細胞分化的逆轉，我們需要知道的是細胞分化的方向是不一樣的，它們會成為具體的特定的細胞。上世紀五六十年代認為幹細胞分化成成熟細胞之後是沒辦法逆轉的。當時的問題就是，是否能将已經分化的成熟的細胞核再逆轉回來，使不再具有分化能力的細胞重新變成具有分化能力的細胞。

這是我們在當時做的實驗，這是一段小腸，這是我們所做的蝌蚪的測試，喂食蝌蚪然後去看它的腸道。我們把小腸的上皮細胞中的細胞核轉到卵細胞中，讓它去成長。一開始這是完全不成功的，幾個小時之後，接受了細胞核的卵細胞變得非常奇怪，這個卵細胞就不能用了，實驗之初就這樣的失敗了。

過一段時間我們發現改進操作方法能夠更好地做實驗，我們現在能夠把胚胎做成這樣子。大家看上面，右上角有一些分化比較正常的細胞，但是活不過一天就死亡了，但是我們發現還是有可能把細胞核從圖片上端的細胞當中取出來，再進行移植，如此獲得了一些正常的受精卵。大家可以看到左側是正常的受精卵，右側是核移植，這兩個看起來還是比較相似的。

這是一個肌肉細胞，當看一個眼睛的時候，這個眼睛是比較正常的，它有晶體、視網膜層、虹膜色素層，這些細胞都是正常的。把這些特殊分化細胞的細胞核重新逆轉回去，這是我們當時做的事情。當我們把一個高分化的細胞的細胞核拿出來放到卵細胞中，當時做出來是沒有結果的。

克隆羊多莉的誕生

非常有意思的是，在1997 年，在最開始的工作完成40 年之後，我們成功地克隆出了克隆羊多莉，用的技術核心是一樣的，隻不過這次用的是哺乳動物而非蟾蜍或青蛙。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樣的，隻不過技術上有些差異。

當一個技術在一個生物種類上适用的時候，再把這個技術轉到另外的生物種類上的時候要稍微當心一點。顯示給大家看的是，這是細胞領域的克隆程度，這是我同事所做的工作，大家實驗的方法是類似的，也是對于哺乳動物，首先從左邊這隻猴子的皮膚當中獲得細胞核，再從右邊的猴子獲得卵細胞，把左邊猴子的細胞核放到右邊猴子的卵細胞當中，進行細胞合成形成胚胎。如中間的圖所示，所謂的胚胎幹細胞就會增加數量、增加因子，細胞會有分化。做這個實驗的人獲得了諾貝爾獎，他能夠獲得這些胚胎幹細胞然後繼續深入分化存活幾個月。主要的一點是，他所制造的這些細胞能夠繼續分化下去，成為胚胎幹細胞。

看看最下面，能夠通過不斷地培養增加細胞的數量，它增加了一些機制、一些經常由細胞分泌的因子，它就增加了幹細胞，然後幹細胞開始分化。當時它能夠分化出有搏動的心肌細胞（當時它所分化出來的搏動的心肌細胞的視頻我沒辦法拿到），大家可以想象可以搏動的心肌細胞的細胞核是來自于一隻猴子的皮膚細胞。

逆轉的抵抗性

通過這麼多分化出的細胞其實是沒有辦法做腫瘤治療的。這些實驗的成功率非常非常低，把最初的實驗品克隆出動物的話最多2%。逆轉的抵抗力主要就是細胞分化的穩定性，其實主要的問題之一就是去理解細胞正常的穩定性是什麼，也就是說了解了穩定性之後，會了解核移植之後會有怎樣的抵抗性。

最近出現的一個情況是記憶，就算能夠讓細胞逆轉分化并且形成新類型的細胞，這些分化逆轉的細胞還是能夠記得住它們之前分化好的細胞。這是對于編靶抵抗的不利因素。

這是内胚層的細胞剛才的分化。大家可以看到左邊640 ON 的記憶，如果進行組蛋白去甲基化去減少ON 和OFF記憶，就能夠改變基因也能夠改變它們的基因，通過去甲基化的過程表達去影響、逆轉細胞的記憶。當這麼做的時候，如紅線所示，就要做神經軸胚然後去甲基化，這樣它能夠再次恢複到正常形态。這就是目前如何應用逆轉細胞技術對把細胞進行相應的處理，預期将來能夠增強細胞逆轉的能力，從而阻止這種細胞變得功能失調，成為癌細胞。

以上得出的結論是細胞分化的記憶能夠降低重編碼，并且能夠降低細胞分化的穩定性，确實是因為細胞分化能力的降低導緻了很多異常的細胞以及很多細胞功能的失調最終形成腫瘤或癌症。能夠穩定細胞分化的機制在編碼時會被逆轉，需要對其進行增強以防止細胞功能失調或者可能的癌症。尤其去甲基化機制的表達目前來看對于消除細胞記憶是有一定用處的，這是非常傑出的工作，我們了解到分子層面的修飾确實能夠起到作用，甲基化、去甲基化和對于細胞的修飾、對于組蛋白的修飾能夠影響到細胞的記憶。

細胞置換的前景

從50年前開始，就能夠逆轉特殊分化的細胞，然後把它們逆轉成幹細胞，讓它們從頭再來，這樣就提供了一個可能性，把一個細胞轉化成另一種我們需要的細胞。例如用皮膚細胞進行逆轉，日本山中伸彌教授提出了這樣的技術。

• 我舉個例子——黃斑變性，這是一個老年人常見的眼科疾病，進而導緻老年人喪失視力，最終緻盲，是一個非常嚴重的疾病。也許細胞置換會成為黃斑變性的治療方向。

在黃斑變性治療方面，我們做了哪些工作呢？上面是正常的視椎視感細胞，這是視網膜色素上皮細胞，上面有視椎、視感細胞，都屬于光感細胞，這是正常解剖學所見。我們需要視椎、視感細胞去接受光感，在病理狀态下大家可以看到失望色素上皮細胞有一些消失、有一些死亡，附着于其上的視椎、視感光感細胞也喪失了一部分，所以Coffey 和DaCruz 在倫敦做了一個整形支架，包含替代的視網膜色素上皮細胞，他們把這種視網膜色素上皮細胞覆蓋到支架上，這些細胞類似于細胞塗層（3~6 毫米），将這一支架通過手術放到眼球後面。這個手術是需要高超的手術技巧，眼科醫生是能夠學會，隻需要一天的時間去做這個手術。當你這麼做的話，就能夠治愈因為缺乏有功能的光感細胞所導緻的黃斑變性，目前這種技術正在廣泛測試和驗證。很多測試和驗證權威管理部門對于結果還是滿意的，将來可能會擁有這樣的技術。

所有的細胞基因都一樣，不管是上皮細胞、體細胞還是卵細胞，它的遺傳内容都是一樣的。我們所要研究的是其背後的機制，目前并不是所有的分子機制都了解，對于卵細胞的移植顯示出了基因激活的機制和對于重編碼的抵抗。

（内容摘自2018·第五屆諾貝爾獎獲得者醫學峰會暨國際腫瘤研究高峰論壇演講）

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