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比爾蓋茨曾經(jīng)預言，未來(lái)能夠超過(guò)微軟公司的，必定出現在生物醫藥領(lǐng)域。而如果要問(wèn)近幾年什么生物醫藥技術(shù)最為火熱，那么無(wú)疑你將得到的答案是——干細胞技術(shù)。美國《時(shí)代周刊》評選出的2011年度十大醫學(xué)突破，排名首位的即是克隆干細胞技術(shù)。本文探秘，將為您揭開(kāi)神秘的干細胞世界。
提起干細胞，首先我們將不得不感謝加拿大多倫多大學(xué)的兩名科學(xué)家Ernest A. McCulloch 與 James E. Till，他們在上世紀60年代的發(fā)現，為我們開(kāi)啟了干細胞研究的大門(mén)。
那么我們就會(huì )有一個(gè)疑問(wèn)了，為什么受精卵能發(fā)育成一個(gè)人，而造血干細胞只能發(fā)育成血細胞呢？它們的遺傳物質(zhì)不是一樣的么？
這就是我們細胞內基因的神奇之處了！不同的組織細胞，雖然有著(zhù)相同的遺傳物質(zhì)，但是他們面臨著(zhù)各種調控方式，DNA甲基化，干擾RNA，組蛋白修飾等等，于是有的基因在肌肉組織里表達，但是在神經(jīng)里被抑制了，有的基因在血細胞里高表達了，但是在淋巴里又低表達，有的基因表達的蛋白在腦組織里被修飾成了圓形，在胃里又被剪切成了方形。所以當受精卵發(fā)育成造血干細胞等其他成體干細胞的時(shí)候，某些基因被成功的調控，發(fā)生了變化，就像一個(gè)開(kāi)關(guān)一樣。
科學(xué)家們一直試圖去尋找這個(gè)開(kāi)關(guān)，這也是干細胞技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前也逐步取得了一定的成果。一旦我們完全掌握了這些開(kāi)關(guān)的控制方式，一扇嶄新的大門(mén)將完全打開(kāi)。
干細胞技術(shù)成長(cháng)之路：
1998年，威斯康星大學(xué)的James A.Thomson等從將人卵體外受精后，胚胎（實(shí)驗照片）培育到囊胚期，然后提取內細胞團，成功的培育出了全能干細胞株。與此同時(shí)，約翰霍普金斯大學(xué)的John D.Gearhart從人工流產(chǎn)的胚胎中提取生殖母細胞，也成功培養出了全能干細胞株。這些由胚胎獲取的干細胞雖然很難像受精卵那樣發(fā)育出一個(gè)完整的個(gè)體，但是卻能夠發(fā)育成多種組織，如果能用這些細胞替補人體中那些老弱病殘的細胞，人類(lèi)也許能夠克服很多種的疾病。
雖然胚胎干細胞有著(zhù)非常大的應用前景，但是也面臨著(zhù)非常強大的社會(huì )輿論壓力，尤其是倫理上所面臨的問(wèn)題。Thomson在培養胚胎干細胞之前，就曾咨詢(xún)本校的倫理學(xué)教授，教授憂(yōu)心忡忡地問(wèn)他：“將來(lái)如果把這些細胞注入老鼠，它們增殖并占據這些小動(dòng)物的大腦，那時(shí)候它究竟是人還是老鼠？（照片）”在美利堅等西方社會(huì )眼中，生命源于受精卵，雖然囊胚期的胚胎還沒(méi)有認知和意識，但是它畢竟有發(fā)育成一個(gè)生命的權利，怎能像小白鼠一樣在科學(xué)手里終結？Thomson自己就曾說(shuō)：“提及胚胎干細胞，如果你絲毫沒(méi)有不舒服的感覺(jué)，那么你一定沒(méi)有足夠仔細地思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題。”因此，美國立法機構對此戒心重重，直到2010年才首次批準加州的Geron公司，使用人胚胎干細胞用于治療急性脊髓損傷患者。
干細胞福音：血荒
血荒，已成為最近幾年看病難中，最為突出的問(wèn)題之一，手術(shù)停做，病人不得不自備血液的現象時(shí)有發(fā)生。在獻血比例較低的大背景下，如何才能解決血荒的問(wèn)題呢，法國科學(xué)家告訴了我們答案。來(lái)自法國巴黎皮埃爾與瑪麗-居里大學(xué)的盧茨-杜艾團隊，首次將干細胞技術(shù)運用到“人造血”上，并將培育的血液輸入人體，取得了成功。
杜艾團隊首先從志愿者骨髓中抽取造血干細胞，然后利用生長(cháng)因子激發(fā)這些干細胞，產(chǎn)生大量紅細胞。在給這些人造細胞做上標記以供追蹤后，他們把其中的100億個(gè)細胞共2毫升人造血注射回捐獻者體內。5天后，這些人造血細胞中至少還有94%仍在捐獻者體內循環(huán)，26天后，41%到63%的血細胞仍然存活，與天然的血細胞存活率基本一致，這也就證明了這些人造血細胞同天然細胞一樣，能在人體內正常存活，行使功能將氧氣輸送至全身。
這無(wú)疑是一大喜訊，也許過(guò)不了多久，血荒終結的時(shí)代就要來(lái)臨。
人造器官
科學(xué)家們利用一種類(lèi)似塑料的聚合材料，設計制作了一個(gè)Y形的支架和一個(gè)用于培育病人干細胞的生物反應器，然后抽取患者自身的干細胞培養，等到新細胞成長(cháng)起來(lái)后，科學(xué)家們將其“種植”在支架上。僅僅兩天之后，可用于移植的氣管細胞就生長(cháng)了出來(lái)。由于這些細胞來(lái)自于患者自身的干細胞，當氣管被植入后，沒(méi)有遭遇到任何免疫系統的排除。
不同于以往的人造器官，此次植入的人造氣管，和人體天生的非常類(lèi)似，不僅能夠正常收縮、舒張，產(chǎn)生人體特定的分泌物，還能夠和被縫合的組織很好的生長(cháng)到一起，融為一體。大家可能會(huì )有疑問(wèn)，怎么才能確保這些干細胞不會(huì )無(wú)限分裂生長(cháng)下去呢？這是由于，正常的細胞之間存在著(zhù)天然的接觸抑制機制，兩種細胞一旦接觸，發(fā)生了細胞表面的信號傳遞，生長(cháng)就會(huì )停止，這點(diǎn)與癌細胞是完全不一樣的。
當然還有些童鞋會(huì )有疑問(wèn)，以后要是能換腦了，我還是我么？恐怕這個(gè)問(wèn)題只有以后才能知道吧。
面對干細胞需冷靜
干細胞技術(shù)雖然有著(zhù)非常誘人的應用前景，也已經(jīng)治愈了相當多的患者，但是干細胞不是仙藥，不能包治百病，而且在技術(shù)上仍然有很多難點(diǎn)需要一一攻克，長(cháng)期效果也存在著(zhù)一定的不確定性，所以患者們在面對干細胞技術(shù)時(shí)，一定要審視再三，冷靜之后再做決定。
2001年，一個(gè)患有共濟失調毛細血管擴張癥的9歲小男孩，在莫斯科的一家醫院接受了小腦內和鞘內人胚胎神經(jīng)干細胞注射治療，試圖治愈這個(gè)罕見(jiàn)的遺傳性疾病。4年后，由于經(jīng)常性的頭疼，小男孩再次檢查，卻發(fā)現患上了多病灶的腦腫瘤?？茖W(xué)家們通過(guò)各種方式檢查，提出神經(jīng)干細胞可能與腫瘤的發(fā)生有關(guān)，這個(gè)小男孩也因此成為首例供體源性的腦腫瘤患者。
美國的《自然》雜志調查發(fā)現，中國的大小診所通過(guò)網(wǎng)站或宣傳手冊，公開(kāi)宣稱(chēng)通過(guò)干細胞療法可以治療不少疑難雜癥，不僅吸引了成千上萬(wàn)的國內患者前去就醫，同時(shí)還迷暈了數以千計的海外患者，給人一種干細胞療法成為主流療法的假象。但是，實(shí)際上，干細胞療法至今仍然處于試驗階段，并沒(méi)有廣泛應用于臨床。小男孩的例子也告訴我們，部分療法甚至對患者健康是有危害的。
源引美國麥克林醫院（McLean Hospital）神經(jīng)再生研究所干細胞實(shí)驗室（Stem Cell Facility of the Neuroregeneration Institute）主任奧利弗·庫珀（Oliver Cooper）的聲明，“目前，既沒(méi)有科學(xué)數據，也沒(méi)有臨床數據可用于證實(shí)造血干細胞或者是神經(jīng)干細胞來(lái)治療阿爾茲海默氏癥的長(cháng)期有效性。實(shí)際上，我們連干細胞注射之后能在患者體內存活幾天都不知道！”
與其病急亂投醫，寄希望于干細胞技術(shù)等仙藥能救人一命，何不多花時(shí)間運動(dòng)，少吃垃圾食品，少加班，以積極的面貌去預防疾病呢？
干細胞研究大事記：
1963年：McCulloch和Till證明老鼠骨髓中存在一種自我更新的細胞。
1968年：Gatti應用骨髓移植成功治療了一例重癥聯(lián)合免疫缺陷患者。
1978年：在人臍帶血中發(fā)現了造血干細胞。
1981年：Martin Evans，Matthew Kaufman and Gail R. Martin等人從小鼠胚胎內細胞團中獲得胚胎干細胞。
1998年：James Thomson等人培育出人類(lèi)胚胎干細胞系。
2006年：Kazutoshi Takahashi和Shinya Yamanaka成功培育出小鼠iPS細胞。
2007年：兩個(gè)研究小組同時(shí)培育出人類(lèi)iPS細胞。
2009年：Andras Nagy，Keisuke Kaji等人發(fā)現了一種不使用病毒即可誘導出人類(lèi)干細胞的方法。
2009年：《Nature》在線(xiàn)刊發(fā)了中科院周琪研究員等人的研究成果，首次利用iPS細胞通過(guò)四倍體囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠，從而在世界上第一次證明了iPS細胞的全能性。
2011年，巴黎皮埃爾與瑪麗·居里大學(xué)的呂克·杜艾成功將2mL造血干細胞制成的人造血注入捐獻者體內，并正常存活，也許在未來(lái)能解決血荒的問(wèn)題。
來(lái)源：中國科學(xué)院