干细胞细胞再生

【顺昊细胞微课91】干细胞的“七十二变”，让再生成为可能

近年来新进展、新成果简直令人瞠目结舌。有人提出，我们这一代人也许是“最后一代原装人”，因为再生医学的发展可以使我们活到120岁、150岁甚至更长。...

还记得《西游记》里孙猴子跟随菩提老祖学艺，这也不学那也不学，就是要学“长生不老”，而菩提老祖背地里三更半夜地教给孙猴子的本事，正是有名的“七十二变”！从科学上讲，怎么才能做到“长生不老”？绝对的长生不老目前是不可能的，但以现代医学的水平，让大家活得更长、活得更好还是可能的。就像孙猴子的换头术——一个器官坏了，我们就换一个，再坏了就再换，似乎就可以说是长生不老了？再生医学就是研究这方面的一个学科。

可是怎么才能做到器官坏一个就换一个？就要用到孙猴子的“七十二变”了——找出一些会“七十二变”的细胞，让它们变成所有我们需要的类型的细胞，组成我们需要的器官就行了。这些细胞正是我们所说的“干细胞”。再生医学就是以干细胞为“种子”，培育出器官组织等，来替换被损伤的、自身病变或衰老的器官组织。所以，美国《科学》杂志1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一，排名尚在人类基因组测序和克隆技术之前。

我国人口“老龄化”的速度已快于世界“老龄化”速度，而且还呈现出“未富先老”的特征。怎么办？大家都寄希望于“老有所医”。如果每个老人都健健康康，不但不需要耗费社会资源，还能继续发挥余热，创造社会财富，问题是否就能轻松解决了？所以减缓、制止甚至逆转衰老过程，正是再生医学所要达到的目的之一。

编者按：

最近都在讲精准医学，大致可以理解为一种“根据每个患者的个体特征‘量身定制’的治疗方法”。针对不同的病情，有目的地修改基因是精准医学的一大重点与难点。从另一方面来说，干细胞技术带来的再生医学，也应该算是精准医学的一个重要部分。然而什么是干细胞技术，很多人并不真正了解。干细胞技术远不像你我想象的那么简单。

概念

干细胞大家族

干细胞可是一个大家族，根据不同的分法可以分为以下几类。

根据它的发育等级和分化能力，可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

全能干细胞，顾名思义就是啥样的细胞都能变，实际上全能干细胞能形成一个新的生命个体。也就是说，从这一个细胞出发，经过分裂、增殖、分化最终可以得到一个完整的生物。目前，对人体来说这样的细胞只有两种：一是，受精卵；二是，四分体时期的细胞（有的科学家认为四分体时期的细胞也具备全能性，不过没有达成广泛共识）。可惜的是，后者以目前的科学技术还没有办法把它们分离出来传代培养（就是让它们不停地分裂还能保持原有的功能特点），所以我们实际上很少研究它。

多能干细胞与全能干细胞的区别，是后者“啥都能变”，前者却是“能变很多种”。也就是说，多能干细胞可以变成几种不同的细胞，但不是所有种类的细胞都能变，比如“造血干细胞”，所以它们永远没办法形成一个完整的生物个体。

单能干细胞自然就是只能变一种至多是两种细胞的干细胞。

其次，根据干细胞的来源，我们还可以把它们分成胚胎干细胞和成体干细胞。最新的研究中还有一类新的干细胞，就是诱导多能性干细胞。而我司的自体脂肪干细胞就是一种类胚胎多功能的干细胞。

热门美剧《实习医生格雷》第七季里有一集，讲到一个小女孩因为肿瘤失去了气管，医生们用她自己的干细胞再造气管，进行移植的故事。虽然这个故事被讲得错漏百出，但利用自身的干细胞治疗和修复机体，确实是现实中已经被广泛应用的一系列技术了。这些医疗手段的基础就是成体干细胞。成体干细胞正是在现实医疗中应用最多的干细胞治疗手段。

此外，2008年有一部很好看的电影《本杰明·巴顿奇事》，由布拉德·皮特主演，讲一个婴儿一出生就是一副古稀老人的状态，被寄养在老人院，结果居然越长越年轻，最终变成了一个婴儿死去了。抛开它的哲学内涵不谈，人世间是不是真的会有这样的“奇事”呢？事实上，作为一个“人”当然不会有，但是“人”的细胞却确实可以“越活越年轻”——当然，这是在科学家们的调控之下做到的。这就是我们所讲的“诱导多能性干细胞”。

研究

干细胞技术令再生不是梦

事实上，人体之所以有一定的再生能力，主要是靠着成体干细胞。比如，表皮的再生、血细胞的换新、头发指甲的生长之类。关于再生医学中的成体干细胞的研究，最早始于20世纪60年代对造血干细胞的研究，造血干细胞目前为止是应用得最成熟的成体干细胞，可应用于治疗多种血液系统恶性肿瘤、某些实体瘤、某些自身免疫性疾病和某些遗传病；之后，人们又发现了对皮肤的修复和再生至关重要的上皮干细胞、在神经组织中起重要作用的神经干细胞等。

还记得系列科幻电影《超人》的主要扮演者克里斯多夫·李维吗？身高193公分、拥有美国康乃尔大学学历的李下，不幸于1995年参加马术比赛时摔落马下，脊椎严重受伤，颈部以下全部瘫痪。但他一直努力想要重新站起来，不仅离开了病床积极接受复健，更致力于推动胚胎干细胞的研究，只可惜他最后还是于2004年因为心脏衰竭在纽约过世，终年52岁。或许有一天，科学家们可以依靠神经干细胞的研究，让这些“折翼的天使”重新康复。

此外，诱导多能性干细胞则无疑是最近几年干细胞学界、甚至是生物学界最重要的发现。最重要的优势就是，它规避了胚胎干细胞研究的伦理壁垒，用成体干细胞来培养出胚胎干细胞，完全可以做到“用你自己的细胞治疗你自己的疾病”。

总之，现代的再生医学早已经取得了飞速的发展：2004年8月，德国科学家斯米勒等人成功地复制了一位56岁患者的下颌骨，就像吴宇森的电影《变脸》一样，那位原本不能正常进食的患者成功地获得了一张“新脸”，而且还恢复了正常的饮食生活。

斯米勒等人先用电脑扫描，模拟出患者下颌骨的尺寸大小，做出钛合金的金属支架，再从患者的骨髓中取出骨髓干细胞，与生长激素混合在一起，涂抹在钛合金金属支架上，一起移植在患者的右肩胛骨里，经过8个星期的“体内”培养之后，成功的复制出了患者的下颌骨。他们再将培养好的下颌骨取出，移植到患者的下巴上，这样，患者就成功地得到了一个“新下巴”。这是世界上首例成功使用背部肌肉血液培养下颌骨的案例。

后来，美国俄亥俄州克利夫兰的亚特里奥赛特公司利用约翰霍普金斯大学研究出的一种以纳米纤维为基础的体外细胞扩增的新技术，还可以利用造血干细胞在体外大量生产血液。

近年来新进展、新成果简直令人瞠目结舌。有人提出，我们这一代人也许是“最后一代原装人”，因为再生医学的发展可以使我们活到120岁、150岁甚至更长。在这100年左右的时间里，人类科技的发展就有可能使我们“长生不老”——又也许是可以不要肉体，只把我们的意识保留在计算机中，云云。