圣经中曾提到创造生命是上帝的权利,但是新的研究可能要打破上帝创造生命的特权。
来自我国科学院和深圳华大基因研究院的研究人员宣布首次将人类对能干细胞转化成真正的8细胞阶段的全能胚胎样细胞!这就打开了器官再生和合生,甚至重塑生命的大门。该研究的试验结果已经发布在国际三大著名期刊《Nature》上,这就让我们来看一看吧[1]。
看到这里,可能有的人心中有疑惑了,不就转化了一个细胞吗,怎么还和器官再生、创造生命有联系了呢?别急,我们慢慢看。
一、干细胞是人类生命的的起源
要先明白这个研究结果的意义,我们先要来回顾一下干细胞的相关知识。干细胞,就是一类具有无限或者永生自我更新能力的细胞,它可以分化成任意细胞、组织或者器官。按照分化能力的不同,可以分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
全能干细胞具有无限分化的潜能,它能分化成任意细胞、组织和器官,甚至在某些条件下可以分化成一个完整的个体,比较常见的如受精卵等等。
除了孙悟空是从石头里蹦出来的以外,我们大家都是从受精卵发育而来,它几乎每天都会分裂细胞,直到分裂成一个婴儿。事实上,从受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞都属于全能干细胞,都能分化成一个完整的个体。而随着全能干细胞的进一步分化,就逐渐形成了多能干细胞和专能干细胞,分化能力逐渐减弱,丧失了分化成完整个体的能力。
而我们说的神经细胞、脂肪细胞、心肌细胞、肝细胞等,都是由专能干细胞变成熟发育而来。变成成熟的专能细胞,丧失继续分化的潜力,这可能就是成熟的代价吧。
了解完干细胞的作用以后,那我们再来看一下这场研究吧。
二、逆向转化“成年”细胞
年,诺贝尔医学或生物学奖颁给了日本科学家山中伸弥,以奖励他成功将已经成熟的体细胞诱导为多能干细胞,他诱导出的细胞相当于是受精卵发育5-6天的状态。前面我们已经提到,多能干细胞不同于全能干细胞,发育的潜力受到一定的限制。
而本次我国科学家成功诱导出了相当于受精卵发育3天的8细胞胚胎,属于全能干细胞,具有无限的分化潜能,这也是迄今为止人类在体外获得的最年轻的细胞。
这项技术的具体内容为,先通过单细胞测序技术,进行对已获得的多能干细胞进行低成本、高灵敏度的测序,来快速准确的分辨出哪些细胞具有分化的潜能。将这些具有分化潜能的细胞挑选出来以后,再用一种无需转基因、快速和可控的方法,成功将多能干细胞成功变成8细胞胚胎,由此一个全能干细胞就诞生了。
随后,又对诱导出的细胞进行试验,体外试验分化成了滋养层细胞和类胚囊,体内试验形成了畸胎瘤(生殖细胞种类中第一种,良性畸胎瘤包含皮肤、毛发、牙齿、骨骼等组织)。
无论是体内试验还是体外试验,诱导出的细胞均展现出了强大的分化潜力。那么这个细胞对于人有什么用呢?能治愈人哪些疾病呢?
三、诱导出的细胞有什么作用?
①自身器官移植和替换
目前而言,针对需要进行肝肾或者其他部位移植的人群而言,主要是寻找合适的供体。但目前,不仅供体稀少,往往需要等待很久才能找到合适的供体,而且即便合适的供体和受体的血清多么相似,移植的器官或者组织总是或多或少引起受体的免疫排斥反应,进而导致移植失败。
而通过自身的成熟细胞诱导分化出的全能干细胞,具有和受体相同的基因组,用这类细胞在合适的技术的进行分化诱导,就能发育出和受体完全相同的器官或者组织,避免出现免疫排斥反应,从而提高移植成功率,挽救患者的生命。
②治愈某些疾病
目前,干细胞在多种疾病治疗领域都展现出了巨大的治疗潜力。如:
A、糖尿病
研究显示,来自芬兰的研究团队已经通过干细胞成功诱导出了在结构和功能上都非常接近正常胰岛β细胞的细胞。该细胞和人体正常胰岛β细胞一样具有调节胰岛素的能力,能够恢复糖尿病患者的胰岛素水平,从而治愈糖尿病[2]。
B、癌症
放化疗作为多种肿瘤重要的治疗手段,给肿瘤患者带来希望的同时也对身体造成了比较大的伤害,而新的研究证实,血液干细胞可以识别被放化疗伤害的骨髓血细胞,然后通过特殊信号通路来杀死受损的血细胞,并加速身体的恢复。从而将放化疗的恢复时间缩短至1-2周,而非3-4周[3]。
C、新生儿大脑损伤
怀孕期间或者出生前后的大脑损坏可能会对新生儿照成终生难影响,如脑瘫和癫痫等,且目前这种疾病暂时没有特殊药物可以让受损的大脑恢复。而来自澳大利亚的研究团队就发现,通过诱导分化神经干细胞,并定值于受损的大脑内,可以修复受损的脑组织,从而减轻儿童脑损伤[4]。
关于干细胞治疗疾病的例子还有很多,这里就不再一一赘述了。
总而言之,理论上而言,凡是由于身体细胞、组织或者器官出现功能异常或者形态受损后,都可以使用干细胞进行分化替换,就像汽车上的零件一样,替换掉坏掉的部分,汽车就能再次飞驰。人体也是一样,而我国科学家这项技术的进步,就为人体受损部位的替换铺平了道路,为再生医学的殿堂又增添了一颗明珠,希望未来能带来更多革命性的突破,挽救无数患者的生命。
#干细胞#
参考文献:
[1]Mazid,M.A.,Ward,C.,Luo,Z.etal.Rollingbackofhumanpluripotentstemcellstoan8-cellembryo-likestage.Nature().