小保方造假疑案

来源: 科学世界

发布日期: 2014-10-09

2014年,小保方晴子的STAP细胞研究引发全球关注,但其论文因无数质疑被《自然》杂志撤回。研究中的基因数据分析显示,STAP细胞数据可能由已知细胞拼凑而成,实验过程中细胞被偷换的可能性极大,导致日本科学界信誉受损。

2014年10月7日,早稻田大学宣布,取消理化学研究所的“美女研究员”小保方晴子的博士学位,不过设定了1年的“缓刑”时间,只要她能对论文进行符合博士论文要求的修改,就可以维持其学位。在此之前,小保方晴子的日方导师、干细胞科学家笹井芳树已自缢身亡。牵涉其中的美国科学家查尔斯·瓦坎蒂也表示将辞去在哈佛大学附属布莱根妇女医院的职务,并“休假一年”。

有关STAP细胞的研究成果,被称作“推翻了生物学界的常识”,在2014年1月30日发表的同时就传遍了全世界。但是,由于受到无数质疑,2014年7月2日,英国的学术期刊《自然》撤回了与STAP细胞有关的论文。STAP细胞究竟是什么?小保方晴子的论文为何令人生疑?通过对保存下来的STAP干细胞和之前对基因分析的数据进行分析,谜团正在逐渐解开。

STAP是Stimulus-Triggered Acquisition of Pluripotency(刺激触发性多能性获得细胞)的缩写。在这两篇被撤回的论文中,小保方晴子(下称小保方)宣称的STAP细胞是一种什么样的东西呢?小保方等首先把弱酸性溶液滴入刚出生的实验小鼠的脾脏细胞中,浸泡30分钟给予刺激,然后继续对这些细胞进行培养。

于是他们发现,这样做使得这些细胞具备了能变成(分化成)各种各样的细胞的能力。这就是小保方宣称的STAP细胞。STAP细胞不仅能够分化成构成机体的所有细胞,还能够分化成胎盘细胞。它具有非常低的增殖能力,数目几乎不增加。据说小保方还用含有被称为“ACTH”的激素的培养液培养STAP细胞,从而发现了STAP细胞变成了具有高增殖能力的细胞。但是,这种细胞丧失了分化成胎盘细胞的能力。

小保方就称它们为“STAP干细胞”。被称为“世纪大发现”的这项研究,从论文发表的1月30日至今,引起了众多研究者的关注。全世界为之做了各种各样的重复实验,但是没有任何一个人获得成功。加上人们找出了论文中好几个图片有被修改的痕迹,慢慢就导致了人们对STAP细胞是否真的存在产生了怀疑。最后《自然》杂志宣布撤回论文,对STAP细胞的研究成果就正式回到了白纸一张的状态。

目前,对论文共同执笔者之一、日本山梨大学的若山保存在他的研究室里的STAP细胞的基因和互联网上公开的STAP细胞的基因数据进行重新分析。根据重新分析的结果,论文中列出的STAP细胞的数据,很有可能就是用至今为止众所周知的“ES细胞”等各种各样的细胞拼凑出来的。STAP细胞或STAP干细胞主要是由小保方和若山照彦教授(下文称若山)制作的。

因此,若山的实验室还保存着STAP干细胞和制作STAP细胞时使用的小鼠。3月18日,若山受到对之所发表的论文的源源不断的质疑,便委托第三方机构对所保存的STAP干细胞进行分析。结果令人震惊。制作STAP细胞时使用的小鼠竟然和应该用这只小鼠的细胞制作的STAP干细胞的遗传信息不一样。而在制作STAP干细胞的实验中并不包含转基因实验。

也就是说,这个分析结果意味着,在制作STAP干细胞的实验过程中的某个环节,细胞被偷换的可能性极大。让我们接着仔细分析。在若山的实验室里是这样制作STAP细胞的。首先,若山让“B6”品系的小鼠和“129”品系的小鼠交配,生出实验小鼠。若山把这些实验小鼠交给小保方,小保方摘出这个实验小鼠的脾脏细胞,用酸刺激制成STAP细胞。然后,若山接收小保方制成的STAP细胞,将它制成STAP干细胞。

若山提供的用于制作STAP细胞的小鼠的细胞内,插入了能使细胞发出绿色荧光的“GFP基因”。第三方机构检查了这个“GFP基因”插入在染色体的哪个位置。染色体是来自父体(1组)和母体(1组)的遗传物质。每组染色体为20条,所以,实验鼠每个细胞内有40条(20条×2组)染色体。6月16日,若山召开记者招待会,公布了第三方机构的分析结果。

根据分析结果,小保方用于制作STAP细胞的小鼠的细胞内,第18号染色体上插入了GFP基因。可是,在若山的实验室里保存着的名为“FLS”的STAP干细胞内,GFP基因却插入在了第15号染色体。并且确定,第18号染色体上并没有所插入的GFP基因。在制作STAP细胞的一系列实验方法中,GFP基因的插入位置是固定的。也就是说,只可能是在实验的什么环节中细胞被偷换了。除此之外,还存在着很多疑惑。

比如说,STAP细胞的第8号染色体是三体性的。然而,通常第8号染色体是三倍性的胎儿,会死在母体内,也就是说这种小鼠根本不可能出生。难道STAP细胞是用根本没有可能出生的小鼠来制作的吗?另外,既然是同样的STAP细胞,发现的基因怎么会不一致?为什么说,被当做F1干细胞来分析的细胞,可能就是ES细胞和TS细胞以9:1的比例混合而成的?而科学家又是用什么方法来进行分析的?

关于STAP细胞的一连串事件,使日本科学界的整体信誉受损。从理研开始到各级机关,目前正处于挽回信誉的关键时刻。更多关于小保方晴子造假疑案的详细分析,请阅览《科学世界》第10期热点:小保方造假疑案。

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