《自然》发表验证STAP细胞的研究论文 酸处胞荧验假象

现代化研

《自然》发表验证STAP细胞的研究论文

2015-9-24 07:12 |系统分类:海外观察

日本发育生物学研究所小保方STAP细胞是2014年最著名的学术不端闹剧，从2014年1月在《自然》发表两篇论文，随后被人指出论文存在伪造部分研究数据的嫌疑，被日本理化研究所调查证实存在学术不端，很快人们发现这一突破研究无法被重复而怀疑全面伪造，并被进一步调查，相关研究人员或者认为没有错误，或者认为属于伪造，甚至重要研究人员因为无法忍受事件带来的折磨上吊自杀，《自然》2篇论文也全部撤回。最后甚至通过试图重复该研究来确认这一论文的真假，但也没有给她们提供支持的证据，最终宣布这一研究属于子虚乌有或细胞被污染。

应激可以使细胞发出特定波长荧光，这一现象是荧光显微镜存在的一个问题，可能是小保方去年宣称应激刺激干细胞STAP细胞的根本原因，她提出用简单的酸和挤压方法可以获得诱导干细胞。

来自7家当初试图重复该研究结果的实验室，本周在《自然》报道了各自发现的导致当时误导小保方错误宣称诱导干细胞的原因。

MIT干细胞学家Rudolf Jaenisch说，这些研究并不能为小保方错误开脱，因为严谨的科学家不会被这些现象误导。他曾经用2个月试图重复STAP细胞结果，在最新论文中也有他们的贡献。

STAP论文中，美国和日本研究人员声称对细胞进行酸和挤压处理可以诱导这些成熟细胞变成胚胎干细胞，这些细胞具有分化为所有细胞类型的能力。论文包括大量实验结果，不仅因为这种处理方法实在简单，而且因为这种细胞能形成胎盘细胞，这是其他胚胎干细胞不具备的能力。

但是论文很快受到质疑，主要是许多试图重复该研究的实验室都无法重复出该研究结果，包括完全同样的细胞来源和方法，论文作者之一随后怀疑这种STAP细胞可能是被胚胎干细胞污染导致的伪数据，调查委员会调查过程中也发现小保方个人存在其他学术不端的证据，2014年12月，她辞去研究员职务。

小保方最早开展的STAP实验是在美国哈佛大学麻醉学家Charles Vacanti实验室，Vacanti一直坚持这种实验结果没有问题，并更新了制造该细胞的实验方法，最后一次更新是2014年9月。

来自Vacanti实验室的线索也提示，他自己也被实验假象蒙蔽。STAP论文发表时，哈佛大学干细胞学家George Daley实验室开发出一种分析单细胞基因活性的方法，Daley联系Vacanti，建议使用这个方法帮助他们鉴定细胞来源，Vacanti完全接受这一建议，并邀请Daley的学生Alejandro De Los Angeles参观他如何制作STAP细胞。Daley很快发现Vacanti的实验结果属于假象。

STAP是使用携带Oct4报告基因标记动物，这种动物一些细胞能在某波长照射下发出绿色荧光，因这些基因只在干细胞中表达，所以可根据这一特征鉴定是否属于干细胞。非常不幸的是，酸处理细胞也能发出荧光，这导致这些学者误认为这些酸处理细胞来自原来的动物细胞。De Los Angeles对这些实验进行重复时，也能看到这些细胞发出的绿色荧光。

不过这种酸处理导致的荧光强度远远低于报告基因引起的荧光，这种酸诱导的荧光属于一种细胞自发荧光的普遍现象，这种现象在许多细胞都可以发生，主要发生在细胞处于死亡或不健康状态下。因此只要对荧光显微镜观察比较熟悉，就不会出现这种低级错误的判断。

北京大学教授Hongkui Deng认为，熟悉的学者把这种现象和报告基因的荧光混淆是不容易的。但是没有实验经验的学者则有可能。

STAP细胞论文宣称这种细胞能形成畸胎瘤，这种肿瘤组织包括多种组织细胞类型，给免疫功能缺陷动物注射异体细胞时也可以发生这种结果。Vacanti和小保方等使用了一个经过改造的技术，先将细胞接种在聚合物凝胶内，然后给动物皮下注射。Daley重复该研究，发现这种方法只能产生瘢痕组织，不会形成畸胎瘤。Vacanti拒绝对最新这一论文评论。

Daley说，STAP细胞发表后几个月，许多重复该研究的实验室都发现类似现象，这些科学家开始对这些结果进行比较，所有人都发现是因为实验假象。最后大家决定应该把这些数据进行汇总投稿给《自然》杂志，给这一悬疑论文一个说法。

这一论文包括对STAP论文数据的重新分析，他们确认了RIKEN的调查结果，供体动物属于雄性，但是论文报道的STAP细胞来自雌性。他们还有数据支持，这种STAP细胞携带滋养层干细胞特定遗传标记，这种细胞是形成胎盘的细胞，也是一种胚胎干细胞系。这些结果绝对不可能是用酸处理能产生的结果，因为这些细胞需要不同的细胞培养条件。

科学所以能成就今天的繁荣，是因为它具有自我纠正的能力。这一研究就是典型案例，关于STAP细胞的争论，可以作为学术诚信教育，学术研究规范和学术研究社会的研究案例。