2005年1月24日
据加利福尼亚州拉霍亚的加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院和索尔克研究所的研究人员称，目前可获得的人类胚胎干细胞系已被一种非人分子污染，该分子会损害其在人体中的治疗潜力。.
在一项于 2005 年 1 月 23 日在线发表在《自然·医学》杂志上的研究中，研究人员发现，包括目前在美国联邦资助下获准研究的人类胚胎干细胞在内，它们含有一种非人类的细胞表面唾液酸，称为 N-乙酰神经氨酸（Neu5Gc），尽管人类细胞在基因上无法产生它。在《生物化学杂志》（JBC）上于 2004 年 11 月 29 日发表的一篇相关论文中，Varki 课题组还发现了这一现象发生的精确细胞机制。.
在一项使用联邦批准的人类胚胎干细胞系的研究中，研究人员发现，当人类胚胎干细胞在含有非人类 Neu5Gc 分子动物来源的实验室培养物中生长或衍生时，它们会吸收 Neu5Gc。所有用于培养人类胚胎干细胞的传统培养皿方法都包含动物来源的材料，包括来自小鼠的结缔组织细胞（所谓的“饲养层”）和胎牛血清。.
“人类胚胎干细胞即使在含有市售血清替代品的特殊培养条件下生长，仍然会被 Neu5Gc 污染，这显然是因为这些替代品也源自动物产品，”两篇论文的资深作者、加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 医学和细胞与分子医学教授、UCSD 糖生物学研究与培训中心联合主任 Ajit Varki 医学博士说道。.
《柳叶刀》杂志上的这项研究是在以下实验室中进行的，使用了在实验室中培养的人类胚胎干细胞 弗雷德·盖奇, 博士，教授，加利福尼亚州拉霍亚市萨克生物研究所遗传学实验室，加州大学圣迭戈分校神经科学兼职教授，以及《自然·医学》论文的作者。.
此前，Varki实验室于1998年发现，人类与其他哺乳动物在某些方面存在独特性差异，即人类不表达Neu5Gc*。在2003年的一项研究**中，加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，人类体内天然存在针对Neu5Gc的抗体。在发表于《自然·医学》的最新论文中，科学家们发现，被Neu5Gc污染的人类胚胎干细胞，实际上变得像动物细胞一样，会被人类抗体攻击，从而使其作为潜在的治疗工具在人体内失效。.
“这是一个重要的安全问题，因为它提出了蛋白质在细胞间转移的可能性，”盖奇说。“具体来说，培养基的成分能够改变人类ES细胞的免疫学特征。需要更多的研究来了解为治疗应用制备人类细胞的最佳条件。”
“我们认为，解决该问题的一个部分方案是使用人血清作为生长培养基，” Varki 说。当团队在经过特殊筛选、含有低浓度抗 Neu5Gc 抗体的加热灭活人血清中培养细胞时，免疫反应显著降低，但并未完全消除。.
在他们的实验中，研究人员使用了新开发的探针来检测在传统培养条件下生长的人类胚胎干细胞表面是否存在Neu5Gc。科学家们还通过一种称为电喷雾质谱法的工艺进一步确认了Neu5Gc的存在。胚胎干细胞中以Neu5Gc形式存在的总唾液酸的百分比从2.5%到10.5%不等。在那些被允许分化成类胚体（EB）——这是为可能用于人体做准备的第一步——的人类胚胎干细胞中，以Neu5Gc形式存在的总唾液酸的百分比仍然在5%到17%之间。.
瓦尔基及其团队指出，在过去几年中，人们已做出许多努力来尝试消除人类干细胞培养中的任何动物源性培养成分。 然而，许多用于生长和分化的专业培养基仍含有动物源性物质，因此受到Neu5Gc的污染。.
除了使用人类血清外，研究人员还提出了使用一种被称为“ feeder cells（饲养细胞）”的可能性，这种细胞来自一种在 Neu5Gc 产量方面具有类人缺陷的小鼠。他们指出，他们最近生产了这样一种小鼠。世界其他地方的团队正在尝试的另一种可能性是使用人类胚胎来源的结缔组织细胞作为培养中的饲养层。.
科学家们表示，另一种可能的解决方案是在即将接受治疗的患者自身热灭活血清中进行短期培养。然而，由于Neu5Gc已代谢成目前可用的、由联邦资助的人类胚胎干细胞系的一部分，因此完全消除它仍可能很困难。.
“通过这项发现，先前关于使用动物产品获取人胚胎干细胞的普遍担忧变得更加具体，并用分子术语进行了定义，”瓦尔基说。.
“当然，如果通过获得从未接触过任何含 Neu5Gc 的动物产品的新人类胚胎干细胞，从而能够完全清除 Neu5Gc，那么这些问题就将变得无关紧要了，”研究人员在《自然·医学》杂志的论文中说道，他们指出，没有一种建议的方法能保证完全清除现有培养物中的 Neu5Gc。“因此，最好是重新开始，获得从未接触过任何动物产品的新人类胚胎干细胞，而且最好是仅接触过预期移植受者的血清。”
“然而，根据现有的联邦拨款使用规定，这种方法是不可行的，”瓦尔基说。.
《自然医学》研究的第一作者是 Maria J. Martin 博士，她是加州大学圣地亚哥分校 Varki 实验室的博士后研究员。另一位重要的附加作者是 Gage 实验室的博士后研究员 Alysson Muotri 博士。这项研究获得了美国国立卫生研究院普通医学研究所、Lookout Fund 以及纽约 G. Harold 和 Leila Y. Mathers 慈善基金会的资助。.
除了 Varki，JBC 相关研究的作者还包括博士后研究员 Muriel Bardor 博士和 Dzung Nguyen 博士，以及研究助理 Sandra Diaz。他们确定 Neu5Gc 通过被液体液滴吞噬，然后通过一种称为溶酶体唾液酸转运体的“泵”被运送到细胞质，从而进入人体细胞。.
Varki指出，这条通路是一种不寻常且先前未知的通路，该通路也可能与其它小分子进入细胞有关。此外，JBC的研究表明，来自动物的膳食蛋白上的Neu5Gc如何能够被整合到衬砌胃和结肠的细胞中，这些器官的红肉消费量与癌症风险有关。.
“了解该分子进入人体细胞的机制，可能会为解决其在各种情况下可能引起的问题提供线索，”Varki 说。.
人类与猿类的区别与一个丢失的氧原子有关
http://health.ucsd.edu/news/2004/09_25_98_Varki.html
UCSD研究人员研究指出：非人类分子通过食用红肉被吸收
http://health.ucsd.edu/news/2003/09_29_Varki.html
宣传办公室
电话：(858) 453-4100
press@salk.edu
