公開(kāi)課

　　廣州科技解碼

　　采寫(xiě)/廣州日報全媒體記者羅樺琳  通訊員黃博純

　　統籌/廣州日報全媒體記者王曉云  手繪/廣州日報全媒體記者黃思勤

　　在之前的公開(kāi)課（廣州科技解碼）中，我們請各界精英解碼了天河二號的構造功用、拆解了廣汽車(chē)間內使用到的大量汽車(chē)機器人、分析了人臉識別在現在的應用及未來(lái)的前景、探索了新型的外科傷口縫合處——人體“焊接”，今天這節課，我們走進(jìn)中科院，請生物專(zhuān)家科普當下大行其道的干細胞的知識。

　　將尿液中的體細胞轉化成為干細胞，是中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院正在進(jìn)行的研究項目，它將告訴你：長(cháng)生不老不是夢(mèng)。我們正在走向長(cháng)生的路上。

　　近年來(lái)，關(guān)于干細胞的熱點(diǎn)新聞不斷。但這些都是打著(zhù)“干細胞”旗號進(jìn)行的“偽科學(xué)”操作。今天這節“公開(kāi)課”就帶領(lǐng)大家走進(jìn)中科院廣州生物院，請潘副院長(cháng)為大家普及一下干細胞的基本知識。

　　錯誤的決定

　　案例1：一些診所宣稱(chēng)，注射從流產(chǎn)胎兒身上提取的胚胎干細胞可以使人“返老還童”，一次胚胎干細胞治療可以年輕5到10歲，6次以上身體機能年輕30歲……中國富豪以400萬(wàn)元的價(jià)格，到國外診所注射胚胎干細胞。很多人注射后身體發(fā)熱。

　　案例2：部分美容院宣稱(chēng)，在臉部注射干細胞，有醫學(xué)美容效果，可以讓皮膚緊致，重返青春。有人表示注射后面色確實(shí)紅潤了。

　　應用

　　再生醫學(xué) 與長(cháng)生不老

　　干細胞本事大，所以就非常有用，可以用于醫學(xué)和基礎研究的各個(gè)領(lǐng)域。不過(guò)離現實(shí)最近的，還是再生醫學(xué)?！　≡煅杉毎悄壳盀橹寡芯康米钋宄?、應用最成熟的成體干細胞，應用造血干細胞移植可以治療多種血液系統惡性腫瘤、某些實(shí)體瘤、某些自身免疫性疾病和某些遺傳病。目前，科學(xué)家們正在研究干細胞在神經(jīng)系統、心臟、肌肉、肝臟、胰臟等器官組織的治療。未來(lái)，神經(jīng)干細胞、間充質(zhì)干細胞、肌肉干細胞、肝臟干細胞、胰臟干細胞等一系列干細胞將作為“種子”，培育出器官組織，來(lái)替換那些被損傷的、自身病變或衰老的器官組織。

　　將尿液中的體細胞轉化成為多能干細胞，并成功運用于人體組織修復和器官再造，是中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院正在進(jìn)行的研究項目。關(guān)于這一內容，將在下篇中著(zhù)重介紹。

　　什么是干細胞

　　我們每個(gè)人，都是從細胞發(fā)育來(lái)的。在發(fā)育過(guò)程中，有一類(lèi)細胞處于較原始階段，尚未充分分化，在不同的培養條件下，它可以變成不同種類(lèi)、具有不同功能的細胞。這類(lèi)細胞被稱(chēng)為“干細胞”。

　　干細胞是一個(gè)龐大的家族，根據發(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。其中的“全能干細胞”，就是受精卵，可以發(fā)育成一個(gè)新的生命個(gè)體。而“多能干細胞”，沒(méi)有辦法形成完成生物個(gè)體，但可以分化出不同的細胞、組織、器官等等，也是科學(xué)家們目前主要研究的對象。

　　為什么要獲得干細胞

　　這是目前科學(xué)研究的重點(diǎn)

　　正因為具備分化成不同組織、器官的功能，干細胞可以用在醫學(xué)和基礎研究的很多領(lǐng)域。其中，距離“現實(shí)”最近的是再生醫學(xué)領(lǐng)域。以干細胞為“種子”，通過(guò)特定的培養方式，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。由于前面說(shuō)過(guò)的原因，目前科學(xué)家主要將精力放在多能干細胞的獲得上。

　　如何獲得多能干細胞

　　天然的多能干細胞需從胚胎中提取，這樣會(huì )破壞到胚胎本身，且存在倫理問(wèn)題，現在，人們通過(guò)體外人工誘導的方式獲取多能干細胞。這種方式被稱(chēng)為“誘導多能干細胞”。具體來(lái)說(shuō)，是在人的身上提取成體細胞，比如尿液細胞、皮膚上皮細胞等，通過(guò)轉基因等方法，令其“還原”，從而獲得具有分化能力的干細胞。

　　誘導多能干細胞的方法有很多種，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“重編程”。重編程就是通過(guò)改變細胞的DNA、染色體、核蛋白的模式、結構和修飾等，將細胞變回到具有分化功能的狀態(tài)。

　　課堂重點(diǎn)： 干細胞如何分類(lèi) 干細胞有大神通 干細胞研究現狀（上）

　　造血干細胞

　　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80年代，開(kāi)始出現自體造血干細胞移植的研究，在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，讓正常的造血細胞生長(cháng)，重新移植回病人的體內。

　　造血干細胞是目前為止臨床應用最成熟的成體干細胞。顧名思義，它是所有血液細胞的祖宗。其實(shí)它也是各種免疫細胞的祖宗，可以發(fā)育成各種髓細胞和淋巴細胞，同時(shí)還具有很強的自我更新能力。

　　神經(jīng)干細胞

　　神經(jīng)干細胞指的是存在于胚胎及成人中樞神經(jīng)系統的干細胞。

　　一直以來(lái)，人們都希望通過(guò)移植神經(jīng)干細胞來(lái)替代病人本身已經(jīng)損傷喪失的細胞。但來(lái)自異體的神經(jīng)干細胞往往會(huì )被病人的免疫系統排斥，最佳解決方案是來(lái)源自身的神經(jīng)干細胞。

　　人們已經(jīng)可以通過(guò)成體細胞（比如尿液細胞）獲得神經(jīng)干細胞。但由于科學(xué)家對體內神經(jīng)干細胞的分化機制還了解得很少，目前神經(jīng)干細胞的臨床應用還處于初步研究階段。

　　視網(wǎng)膜干細胞

　　視網(wǎng)膜干細胞可以用于治療一些眼底疾病。但目前技術(shù)仍未成熟，有些技術(shù)在臨床上只有過(guò)數量有限的案例，另一些則還停留在動(dòng)物實(shí)驗階段。

　　間充質(zhì)干細胞

　　間充質(zhì)干細胞是一“類(lèi)”特殊的成體干細胞，它們都來(lái)源于同一個(gè)地方——間充質(zhì)。間充質(zhì)是指動(dòng)物胚胎中一種尚未特化（由一般到特殊的生物進(jìn)化方式）的結締組織，多數是由薄薄一層細胞外基質(zhì)和其中埋藏的細胞組成，在這些細胞中就包括有間充質(zhì)干細胞，它們的特點(diǎn)就是可以分化成骨、軟骨和脂肪。

　　間充質(zhì)干細胞的應用研究最早是用于骨和軟骨的修復。目前，這種治療在骨和肌腱的修復中已經(jīng)取得不錯的進(jìn)展，但還沒(méi)有辦法造出完美的軟骨。

　　間充質(zhì)干細胞還可以分化成其他一些細胞，比如心肌細胞。

　　目前，科學(xué)家也正在探討間充質(zhì)干細胞在其他一些疾病治療中的作用，比如自身免疫性疾病等，有望在將來(lái)發(fā)揮更為重要的作用。

　　諾貝爾獎級別的選題

　　2006年，日本科學(xué)家山中申彌和他的同事首次在體外成功培養了小鼠的“誘導多能干細胞”。具體方法是，利用病毒攜帶的方式，在小鼠的成纖維細胞中加入4個(gè)基因，最終將小鼠的成纖維細胞還原成胚胎干細胞狀態(tài)。這種方法由于效率低、風(fēng)險高等原因，現在已經(jīng)很少使用，但成功將細胞“返老還童”的突破性，使山中申彌獲得2012年諾貝爾獎。

　　案例點(diǎn)評

　　胡亂注射 “天使”可能變“魔鬼”

　　必須強調：干細胞的應用本身也有風(fēng)險。干細胞能助人健康長(cháng)壽，但隨便注射干細胞就好比打雞血。

　　一方面，用于治療的干細胞，一定要對質(zhì)量及適應癥進(jìn)行嚴格的質(zhì)量把關(guān)，而在眾多領(lǐng)域，目前這樣的“標準”仍未出臺。另一方面，由于干細胞可以分化成多種細胞類(lèi)型，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴謹的臨床試驗，干細胞植入生物體后，也有可能由“天使”變?yōu)椤澳Ч怼?，突變?yōu)槟[瘤等其他異質(zhì)。

　　回到最開(kāi)始的兩個(gè)案例。

　　富豪直接注射胚胎干細胞，存在以下安全隱患：干細胞制品的質(zhì)量缺乏把關(guān)，可能存在衛生問(wèn)題；外來(lái)干細胞進(jìn)入人體后，很可能發(fā)生免疫排斥反應（上文說(shuō)到的身體發(fā)熱可能就是排斥反應的體現）；由于胚胎干細胞分化的不確定性，很有可能存在突變?yōu)槟[瘤的“危機”。

　　在醫療美容行業(yè)，目前干細胞的應用也同樣存在質(zhì)量和適應癥的把關(guān)。沒(méi)有規劃隨便使用會(huì )適得其反。注射細胞后的“面色紅潤”，并不一定會(huì )產(chǎn)生永遠的美容效果。