干細胞就是會(huì )“變”的細胞

最后，它是一類(lèi)在細胞發(fā)育過(guò)程中處于較原始階段的、尚未充分分化的、尚不成熟的細胞。就像菩提祖師給孫悟空起名字的時(shí)候說(shuō)的那樣：“猻字去了獸傍，乃是個(gè)子系。子者，兒男也；系者，嬰細也。正合嬰兒之本論。教你姓‘孫’罷?！痹叫≡侥贻p越是有變化的能力。

總結一下，干細胞就是體內能“分”會(huì )“變”的“嬰兒”細胞。

·干細胞的全家福

干細胞可是一個(gè)大家族，根據不同的分法可以分為以下幾類(lèi)：

首先，根據它的發(fā)育等級和分化能力，可以分為全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞。

全能干細胞，顧名思義就是啥樣的細胞都能變，嘻嘻，實(shí)際上不是的，光“啥都能變”有啥了不起的？全能干細胞的能耐可不止這么點(diǎn)！它的能耐是：它能形成一個(gè)新的生命個(gè)體。也就是說(shuō)，從這一個(gè)細胞出發(fā)，經(jīng)過(guò)分裂、增殖、分化最終可以得到一個(gè)完整的生物。這樣的細胞對人體目前來(lái)說(shuō)只有兩種：一是，受精卵；二是，四分體時(shí)期的細胞（有的科學(xué)家認為桑椹胚時(shí)期的細胞也具備全能性，不過(guò)沒(méi)有達成廣泛共識）?？上У氖?，這樣的細胞太少了，而且以目前的科學(xué)技術(shù)還沒(méi)有辦法把它們分離出來(lái)傳代培養（就是讓它們不停的分裂還能保持原有的功能特點(diǎn)啦），所以我們實(shí)際上很少研究這一類(lèi)的干細胞。

多能干細胞才是所謂的“啥都能變”的干細胞呢！為了區別期間，也有人把“啥都能變”的細胞叫“萬(wàn)能干細胞”，而把“能變很多種”的叫“多能干細胞”?！吧抖寄茏儭本褪钦f(shuō)人體的各種各樣的細胞它都能變（當然要給它適當的環(huán)境），而“能變很多種”則是可以變成幾種不同的細胞，但不是所有種類(lèi)的細胞都能變，比如“造血干細胞”。但無(wú)論如何，它們可以變出不同的細胞、組織、器官，卻沒(méi)有辦法形成一個(gè)完整的生物個(gè)體。

單能干細胞就悲劇了，它是只能變一種至多是兩種細胞的干細胞，是干細胞中等級最低的一種，甚至被有“細胞種族歧視”的人不稱(chēng)其為“干細胞”，比如說(shuō)“成肌細胞”啥的。其實(shí)人家還是具備一些干細胞的特性的，如自我更新能力、分化能力和相對的處于原始階段（單能干細胞：“就是嘛！別拿村長(cháng)不當干部！”）。

其次，根據干細胞的來(lái)源，我們還可以把它們分成胚胎干細胞和成體干細胞。最新的研究中還有一類(lèi)新的干細胞，就是誘導多能性干細胞。

胚胎干細胞當然就是來(lái)自于胚胎的干細胞，實(shí)際上是來(lái)源于胚胎早期的干細胞。在胚胎的早期有一個(gè)階段叫做胚泡，在這個(gè)階段胚胎的樣子像一個(gè)小泡泡，在這個(gè)小泡泡里有一小團細胞叫內細胞團，胚胎干細胞就是從這一小團細胞中分離出來(lái)的。胚胎干細胞是一類(lèi)“萬(wàn)能干細胞”，它們具有分化成各種細胞類(lèi)型的能力。

成體干細胞則是來(lái)源于成體的干細胞，它們根據組織來(lái)源的不同，又可以分為骨髓干細胞、神經(jīng)干細胞、臍血干細胞、間充質(zhì)干細胞等等，根據分化能力的不同，也可以分為造血干細胞、神經(jīng)干細胞、肌肉干細胞、脂肪干細胞等等。其實(shí)同一種組織來(lái)源可以有多種不同分化能力的干細胞，比如骨髓和臍血里就都有造血干細胞和間充質(zhì)干細胞，而功能不同的成體干細胞有時(shí)也會(huì )分化出相同的細胞，比如間充質(zhì)干細胞和肌肉干細胞在一定的條件下可以分化成血細胞，這叫做干細胞的橫向分化。

最后一種就是誘導多能性干細胞了。這可是近幾年干細胞研究中最熱的熱點(diǎn)。這種細胞的來(lái)源是成體細胞，甚至是終末分化的細胞（也就是沒(méi)有任何分化能力的細胞），比如胃腺細胞、淋巴細胞等，通過(guò)體外人工誘導的方法，比如用病毒給它插入幾個(gè)基因之類(lèi)，使它們回到最初的幼稚狀態(tài)（返老還童？），重新具備了多能性，成為多能性細胞。這種細胞理論上講是要與胚胎干細胞有著(zhù)同樣的功能和特點(diǎn)的多能性干細胞，只是來(lái)源有所不同罷了。

最近還有科學(xué)家天才地誘導成功了成體干細胞，就是用終末分化的細胞在體外誘導出來(lái)了具備分化成某種類(lèi)型的細胞（心肌細胞）的干細胞，這也是一種誘導多能性干細胞。

·干細胞的“商標”

這兒存在一個(gè)問(wèn)題，我們區分干細胞都是根據它們的分化能力來(lái)區分的。比如骨髓干細胞，這位說(shuō)了，我從骨髓里拿出這么多細胞，看上去都差不多我怎么知道哪些細胞是可以分化的，哪些細胞不能呢？

所以我們就要給干細胞們都帶上標簽，也就是它們的“商標”。

以胚胎干細胞為例，鑒別它們的方法有很多，一步一步來(lái)：

首先，從長(cháng)相上來(lái)看，胚胎干細胞還是有一定的特點(diǎn)的，比如細胞比較小，核比較大，核仁（在顯微鏡下能看到的細胞核內較致密的團塊區域）比較明顯，細胞排列致密（也就是擠在一起長(cháng)啦），而且小鼠的胚胎干細胞團會(huì )長(cháng)成一個(gè)一個(gè)小鼓包，就像紐扣一樣；而人的則長(cháng)成一個(gè)個(gè)小圓盤(pán)，和周?chē)募毎ㄗ甜B層細胞）有著(zhù)比較明確的分界線(xiàn)。

其次，胚胎干細胞應該具有正常穩定的整倍體核型。這是什么意思呢？大家都知道絕大多數的動(dòng)物的染色體數都是雙數，染色體都是成對存在的。但是在人工培養的環(huán)境下，分離出的細胞的染色體往往會(huì )發(fā)生丟失，這兒丟一條、那兒丟一條；有時(shí)又會(huì )增加（在分裂過(guò)程中核物質(zhì)沒(méi)有平均分裂啥的）；還可能有斷裂了、重連了的，總之就是染色體不再是規規矩矩的雙數的完整的了。這種情況在體外培養的腫瘤細胞中特別多見(jiàn)。但體外培養的胚胎干細胞卻不能容忍這種情況的存在，胚胎干細胞必須是完完整整、漂漂亮亮的整倍體。

第三，端粒酶活性。有一種理論，認為人的終極預期壽命是120歲，這是怎么算出來(lái)的呢？它是通過(guò)計算人的細胞的分裂次數的極限算出來(lái)的，也就是說(shuō)，人類(lèi)細胞最多只能分裂50次。為什么呢？就是因為在人類(lèi)染色體的末端有個(gè)叫端粒的區域，每一次分裂都會(huì )短一截，分裂50次就沒(méi)有啦。而端粒酶則可以合成端粒的DNA序列。不過(guò)端粒酶只在生殖系細胞和胚胎組織中表達，所以胚胎干細胞里應該有高水平活性的端粒酶表達。

第四，細胞表面標志物。不同的細胞會(huì )表達一些不同的蛋白，如果這些蛋白主要表達在細胞膜上，使我們比較容易的能檢測到，我們就叫它們“細胞表面標志物”。對于胚胎干細胞來(lái)說(shuō)也是如此，比如人的胚胎干細胞就會(huì )表達階段特異性胚胎抗原3（SSEA-3）、階段特異性胚胎抗原4（SSEA-4）、高分子量糖蛋白TRA-1-60和TRA-1-81、以及最常見(jiàn)的堿性磷酸酶（AP）等。此外，一些不是在膜上表達，但在胚胎干細胞中比較特異性的高表達的蛋白，也被用于鑒定胚胎干細胞，比如：Oct4、Sox2、Nanog等等。

最后，鑒定一株培養的細胞是否是胚胎干細胞的最終的標準（金標準）是看它有沒(méi)有分化潛能。一種方法是將胚胎干細胞皮下注射到免疫缺陷（也就是沒(méi)有或只有很弱免疫排斥能力）的小鼠體內，比如SCID-bg小鼠，如果這些細胞可以在這樣的小鼠體內發(fā)育形成有三個(gè)胚層成份的畸胎瘤，那么就說(shuō)明了這株細胞具有“多能性”，是實(shí)至名歸的“胚胎干細胞”。另外，也可以在體外培養，鑒定分化潛能。實(shí)際上，當改變培養環(huán)境時(shí)，比如去除滋養層細胞（胚胎干細胞喜歡長(cháng)在某些其他種類(lèi)的細胞上，這些細胞就好像是胚胎干細胞的保姆）、或者不再在培養基內加入某些生殖因子如白血病抑制因子時(shí)，胚胎干細胞就會(huì )自發(fā)的發(fā)生分化，形成類(lèi)胚體，若將類(lèi)胚體進(jìn)一步分化，就可以形成許多種不同的細胞，如造血、內皮、神經(jīng)和肌肉譜系的細胞，通過(guò)檢測成體細胞的特異性細胞表面標志物，就可以成功的把它們鑒定出來(lái)了。

看到了吧？干細胞的鑒定是一個(gè)非常復雜而細致的工作，科學(xué)研究就是這樣，絕大多數都是艱苦細致無(wú)聊的重復勞動(dòng)，真正激動(dòng)人心的時(shí)刻并不多。但是沒(méi)有這些艱苦細致的工作，也就不會(huì )有真正激動(dòng)人心的時(shí)刻了。

2 干細胞有啥用？

·干細胞的強大功能

就像孫悟空一樣，干細胞本事大，所以就非常有用，可以用于醫學(xué)和基礎研究的很多個(gè)領(lǐng)域。不過(guò)離現實(shí)最近的，還是再生醫學(xué)。就是以干細胞為“種子”，培育出器官組織等，來(lái)替換被損傷的、自身病變或衰老的器官組織。所以，美國《科學(xué)》雜志1999年將干細胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排名尚在人類(lèi)基因組測序和克隆技術(shù)之前。

最早的干細胞治療開(kāi)始于骨髓移植，早在20世紀60年代就已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)驗性治療，到70年代，異體骨髓移植已經(jīng)在治療血液系統疾病中得到了廣泛利用。但是因為配型不易，骨髓資源稀缺，真正能夠得到救助的病人還是少數。20世紀80年代，開(kāi)始出現了自體造血干細胞移植的研究，就是先用化療藥物清除病人體內殘存的癌細胞，然后再將事先提取的病人自己的骨髓細胞分選出“好”的細胞，采用特殊的培養體系，選擇性的讓正常的造血細胞生長(cháng)，重新移植回病人的體內。這樣，雖然復發(fā)率較異體移植要高一點(diǎn)，但不存在配型和骨髓來(lái)源問(wèn)題，所以得到了廣泛的應用。自體骨髓移植不僅可以用于治療白血病，還可以用于淋巴瘤和某些實(shí)體瘤的治療。

隨著(zhù)醫學(xué)研究的深入和醫學(xué)科技的發(fā)展，之后又出現了外周血造血干細胞移植和臍帶血造血干細胞移植。前者是利用藥物，讓本來(lái)待在骨髓等邊緣池（造血干細胞休息的地方）的造血干細胞跑到血液中，然后再用特殊的機器將它們分離出來(lái)，用于移植。后者，則是在胎兒分娩時(shí)將臍帶里的血液保存下來(lái)，因為臍帶血細胞幼稚程度低，免疫原性也低（就是不易引發(fā)免疫反應），所以不但可以用于自體移植（保存在臍血庫，需要用時(shí)再拿出來(lái)），還可以用于異體移植（造福他人）。在以后的章節中我們會(huì )分別對這些應用做一些介紹。

美國杰龍生物醫藥公司（Geron Corporation）2010年10月11日宣布，佐治亞州亞特蘭大“牧者中心”醫院已于2010年10月8日利用該公司培植的GRNOPC1人類(lèi)胚胎干細胞，展開(kāi)全球首宗人類(lèi)胚胎干細胞治療的人體臨床試驗。

·干細胞的使用規范

利用干細胞進(jìn)行再生醫學(xué)的研究與治療，有的是用體細胞在體外培養后再植入人體為主的細胞治療產(chǎn)品、還有單純的移植用人體細胞或組織，甚至還有結合生物基質(zhì)、人體細胞與生長(cháng)因子于一身的組織工程醫療產(chǎn)品，它們都是人體細胞組織產(chǎn)品。它們根據來(lái)源不同，又可以分為：自體、異體和異種移植產(chǎn)品。

這些來(lái)源于人體的細胞組織產(chǎn)品的生物學(xué)特性千差萬(wàn)別，而從藥品、醫療器材的角度講，也與其他的藥品、醫療器材完全不同。鑒于目前世界上干細胞治療領(lǐng)域的迅速發(fā)展，美、歐各國都已經(jīng)先后研究評估出了各自的管理機制。首先，是根據人體細胞組織產(chǎn)品的生物學(xué)特性來(lái)對產(chǎn)品進(jìn)行分級和分類(lèi)；其次，就是對這些產(chǎn)品的人類(lèi)傳染病及其病原體的篩查與監控，以及在處理過(guò)程中確保不受微生物污染。

總的來(lái)說(shuō)，以干細胞為主的用于再生醫學(xué)的人體細胞組織現在已經(jīng)成為了一類(lèi)“產(chǎn)品”，正在走向產(chǎn)業(yè)化道路，對這一類(lèi)產(chǎn)品的監控，已經(jīng)在各國法律中提到了議事日程上來(lái)了。

對于我們普通老百姓來(lái)說(shuō)，我們所要知道的就是，從正規來(lái)源獲得的用來(lái)修復我們的組織器官的無(wú)論是干細胞還是用干細胞構建的組織、器官，都是在國家的嚴密監控之下，有嚴格的法規規定的，其安全性和可靠性還是可以信賴(lài)的。

還有一點(diǎn)是，一旦一類(lèi)科學(xué)研究走上了產(chǎn)業(yè)化之路，那就是說(shuō)它走上了發(fā)展的快車(chē)道，在利益的驅使下，這項研究將不只是國家資助下的實(shí)驗室研究，而會(huì )擴展到商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域，這無(wú)疑是廣大患者的福音，再生醫學(xué)的發(fā)展將大有可為。