「哪裡不行換哪裡」，幹細胞究竟有多能幹？

日前，日本東京醫科齒科大學宣布，利用老鼠的胚胎幹細胞成功培養出了迷你心臟。研究小組稱，在培養過程中，胚胎幹細胞分化出了心肌細胞，並在大約兩星期裡發育成了直徑約1毫米左右的心臟類器官。它和老鼠胎兒的心臟類似，具備心房及心室等構造，能像真正的心臟那樣有規律地跳動，令人驚奇。

（圖源：央視網）

提及幹細胞，我們最熟悉的，可能是造血幹細胞與癌症治療，以及其被化妝品行業神化的抗衰老、修復肌膚損傷等功能。

但是99.99%的幹細胞保健護膚產品都是不靠譜的智商稅，任何細胞都不能在護膚品中存活，更何況是幹細胞。

（圖源網絡，侵刪）

正經說，在再生醫學領域，幹細胞研究是其重要組成部分，甚至可以說，在再生醫學的研究和應用中，最具有價值的就是幹細胞技術。

「種子」細胞——幹細胞

幹細胞（stem cell）是一類具有自我複製能力的多潛能細胞，在一定條件下可以分化成多種功能細胞。由於具有增殖和分化的特性，幹細胞作為「種子」細胞可參與細胞替代和組織再生。

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幹細胞技術幾乎涉及人體所有的重要組織和器官、所有的生命科學和醫藥學領域、及人類面臨的眾多醫學難題。如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、惡性腫瘤、老年性痴呆、帕金森病、嚴重燒傷、衰老等疾病的治療。在人體組織損傷、修復中, 分化潛力最強的胚胎幹細胞尤其受到科學界的關注。

按照發生學分類，天然幹細胞有胚胎幹細胞和成體幹細胞兩種。胚胎幹細胞是來源於胚胎內細胞團或原始生殖嵴的一種多能細胞系，能以一種不確定的未分化狀態擴增，幾乎可以向所有成年組織分化。

（圖源網絡，侵刪)

成體幹細胞存在於胎兒和成人的各種組織和器官中，平時處於靜止狀態或分裂緩慢，在損傷或血小板活化，釋出組織生長因子的作用下被激活，取代失去生理活性的細胞或通過修復損傷來維持組織內環境的穩定。

胚胎幹細胞受倫理學間題及取材困難等因素限制，僅用於動物實驗，臨床應用不廣。成體幹細胞來源廣泛，不涉及倫理間題，取材容易，臨床應用多年，已有豐富經驗，發展前景廣闊。

成體幹細胞來源有胎盤、臍血、精子、卵子、骨髓、外周血及其他各種組織細胞，目前已發現造血幹細胞、間充質幹細胞、神經幹細胞、肝臟幹細胞、皮膚幹細胞和腸上皮幹細胞等。

（圖源：123RF）

其中造血幹細胞是研究最深人、應用最成熟的成體幹細胞，具有較強自我更新和造血分化潛能，可分化成所有種類血細胞，在特定條件下還可跨系統分化，向骨、軟骨、神經膠質細胞、心肌、骨骼肌、肝細胞、血管內皮細胞、皮膚、消化道細胞、肺基質等組織細胞轉化。

幹細胞與再生醫學

廣義上講, 再生醫學是一門研究如何促進創傷與組織器官缺損生理性修復以及如何進行組織器官再生與功能重建的新興學科, 其主要通過研究幹細胞分化以及機體的正常組織創傷修復與再生等機制, 尋找促進機體自我修復與再生, 並最終達到構建新的組織與器官以維持、修復、再生或改善損傷組織和器官功能之目的。

幹細胞用於再生治療有如下三方面的特點：

1.治療適用性強：幹細胞可以從單個細胞分化成內胚層、中胚層和外胚層所有的細胞，最終形成機體的所有組織和器官，其成品可以在生物內環境中移植、存活並保持長期穩定。因而其治療範圍理論上可涵蓋人體任何組織器官及相關疾病（如神經系統損傷、免疫功能障礙、器官衰竭、美容、斷肢等），在自體組織器官移植方面有不可替代的作用。

（圖源：123RF）

2.獲取容易：細胞技術發展初期，細胞來源往往局限於生物組織甚至體內採集，不可避免產生創傷及相應副作用，隨著技術發展，幹細胞已經可以通過人工誘導獲取，是目前免疫治療和基因治療的最佳載體。

3.副作用少且效果持久：幹細胞治療是能夠以患者自身的細胞為基礎，製作相應的幹細胞並形成適用於疾病的治療手段，在應用時減少了組織相容性的問題，減低乃至消除了治療、移植過程中的排斥反應及使用免疫抑制劑所產生的副作用，且植入細胞並非快速消耗品，其定植於體內後可產生持久的治療效果。

在組織幹細胞方面, 科學家們能成功從皮膚、骨、骨髓、脂肪等組織器官中分離培養出幹細胞, 並嘗試用這些細胞用於疾病的治療。利用幹細胞構建各種組織、器官並將其作為移植的來源將成為幹細胞應用的主要方向。

基於幹細胞修復與再生能力的再生醫學，有望幫助人類實現修復創傷和病理組織、治癒終末期疾病，給疾病的機理研究和臨床運用帶來革命性變化。

我國幹細胞研究處於領先水平

再生醫學的發展經歷了3個發展階段：

第一個階段源於1981年小鼠胚胎幹細胞系和胚胎生殖細胞系建系的成功 (這項成果直接導致了基因敲除技術的產生) , 這是再生醫學理論的誕生；

第二個階段始於1998年美國科學家Thomson等人成功地培養出世界上第一株人類胚胎幹細胞系, 從此, 在全球範圍內, 科學家希望將胚胎幹細胞定向分化以構建一個豐富的健康組織庫用來替代一些被疾病損傷及老化的組織或器官, 以達到治療與康復的效果, 這是再生醫學的真正開始。但由於獲取胚胎幹細胞所帶來的倫理等問題一直受到來自多方面的制約, 因而幹細胞研究進展有限；

第三個階段便是2006年底日本京都大學Ymanaka和美國科學家Thomson兩個研究組分別在Cell與Science上報導的利用4種轉錄因子聯合轉染人的體細胞成功地誘導出多能幹細胞， 這意味著科學家們已克服了因倫理而不能採用胚胎幹細胞進行細胞治療的瓶頸, 使得再生醫學離臨床又近了一步。

作為再生醫學基礎的幹細胞研究, 我國與世界幾乎同時啟動。國家自然科學基金委在成立之初便資助過動物幹細胞建系方面的研究，1999年將人類幹細胞建系研究列為重點招標領域；2000年科技部也將幹細胞研究列為「973」招標領域。

目前我國在幹細胞領域的研究已經處於國際領先水平，據有關資料顯示，2011-2015 年，SCI 資料庫共收錄幹細胞相關論文 115697 篇，其中我國發表論文 19145 篇，僅次於美國，位居世界第二位。

總之，圍繞再生醫學所開展的幹細胞研究在改善人類健康方面有著巨大的前景和價值。試想有朝一日，幹細胞可被成熟穩定地引導分化，人工培養為各種細胞、組織、器官甚至人體，「哪裡不行換哪裡」，用以治療疾病及抵抗衰老，就簡單得多了。

編輯：春雨醫生

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