干細(xì)胞就是會“變”的細(xì)胞

最后，它是一類在細(xì)胞發(fā)育過程中處于較原始階段的、尚未充分分化的、尚不成熟的細(xì)胞。就像菩提祖師給孫悟空起名字的時候說的那樣：“猻字去了獸傍，乃是個子系。子者，兒男也；系者，嬰細(xì)也。正合嬰兒之本論。教你姓‘孫’罷。”越小越年輕越是有變化的能力。

總結(jié)一下，干細(xì)胞就是體內(nèi)能“分”會“變”的“嬰兒”細(xì)胞。

·干細(xì)胞的全家福

干細(xì)胞可是一個大家族，根據(jù)不同的分法可以分為以下幾類：

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

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

多能干細(xì)胞才是所謂的“啥都能變”的干細(xì)胞呢！為了區(qū)別期間，也有人把“啥都能變”的細(xì)胞叫“萬能干細(xì)胞”，而把“能變很多種”的叫“多能干細(xì)胞”?！吧抖寄茏儭本褪钦f人體的各種各樣的細(xì)胞它都能變（當(dāng)然要給它適當(dāng)?shù)沫h(huán)境），而“能變很多種”則是可以變成幾種不同的細(xì)胞，但不是所有種類的細(xì)胞都能變，比如“造血干細(xì)胞”。但無論如何，它們可以變出不同的細(xì)胞、組織、器官，卻沒有辦法形成一個完整的生物個體。

單能干細(xì)胞就悲劇了，它是只能變一種至多是兩種細(xì)胞的干細(xì)胞，是干細(xì)胞中等級最低的一種，甚至被有“細(xì)胞種族歧視”的人不稱其為“干細(xì)胞”，比如說“成肌細(xì)胞”啥的。其實人家還是具備一些干細(xì)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(xì)胞：“就是嘛！別拿村長不當(dāng)干部！”）。

其次，根據(jù)干細(xì)胞的來源，我們還可以把它們分成胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。最新的研究中還有一類新的干細(xì)胞，就是誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞。

胚胎干細(xì)胞當(dāng)然就是來自于胚胎的干細(xì)胞，實際上是來源于胚胎早期的干細(xì)胞。在胚胎的早期有一個階段叫做胚泡，在這個階段胚胎的樣子像一個小泡泡，在這個小泡泡里有一小團細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團，胚胎干細(xì)胞就是從這一小團細(xì)胞中分離出來的。胚胎干細(xì)胞是一類“萬能干細(xì)胞”，它們具有分化成各種細(xì)胞類型的能力。

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

最后一種就是誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞了。這可是近幾年干細(xì)胞研究中最熱的熱點。這種細(xì)胞的來源是成體細(xì)胞，甚至是終末分化的細(xì)胞（也就是沒有任何分化能力的細(xì)胞），比如胃腺細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等，通過體外人工誘導(dǎo)的方法，比如用病毒給它插入幾個基因之類，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(xì)胞。這種細(xì)胞理論上講是要與胚胎干細(xì)胞有著同樣的功能和特點的多能性干細(xì)胞，只是來源有所不同罷了。

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

·干細(xì)胞的“商標(biāo)”

這兒存在一個問題，我們區(qū)分干細(xì)胞都是根據(jù)它們的分化能力來區(qū)分的。比如骨髓干細(xì)胞，這位說了，我從骨髓里拿出這么多細(xì)胞，看上去都差不多我怎么知道哪些細(xì)胞是可以分化的，哪些細(xì)胞不能呢？

所以我們就要給干細(xì)胞們都帶上標(biāo)簽，也就是它們的“商標(biāo)”。

以胚胎干細(xì)胞為例，鑒別它們的方法有很多，一步一步來：

首先，從長相上來看，胚胎干細(xì)胞還是有一定的特點的，比如細(xì)胞比較小，核比較大，核仁（在顯微鏡下能看到的細(xì)胞核內(nèi)較致密的團塊區(qū)域）比較明顯，細(xì)胞排列致密（也就是擠在一起長啦），而且小鼠的胚胎干細(xì)胞團會長成一個一個小鼓包，就像紐扣一樣；而人的則長成一個個小圓盤，和周圍的細(xì)胞（滋養(yǎng)層細(xì)胞）有著比較明確的分界線。

其次，胚胎干細(xì)胞應(yīng)該具有正常穩(wěn)定的整倍體核型。這是什么意思呢？大家都知道絕大多數(shù)的動物的染色體數(shù)都是雙數(shù)，染色體都是成對存在的。但是在人工培養(yǎng)的環(huán)境下，分離出的細(xì)胞的染色體往往會發(fā)生丟失，這兒丟一條、那兒丟一條；有時又會增加（在分裂過程中核物質(zhì)沒有平均分裂啥的）；還可能有斷裂了、重連了的，總之就是染色體不再是規(guī)規(guī)矩矩的雙數(shù)的完整的了。這種情況在體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞中特別多見。但體外培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞卻不能容忍這種情況的存在，胚胎干細(xì)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(rèn)為人的終極預(yù)期壽命是120歲，這是怎么算出來的呢？它是通過計算人的細(xì)胞的分裂次數(shù)的極限算出來的，也就是說，人類細(xì)胞最多只能分裂50次。為什么呢？就是因為在人類染色體的末端有個叫端粒的區(qū)域，每一次分裂都會短一截，分裂50次就沒有啦。而端粒酶則可以合成端粒的DNA序列。不過端粒酶只在生殖系細(xì)胞和胚胎組織中表達(dá)，所以胚胎干細(xì)胞里應(yīng)該有高水平活性的端粒酶表達(dá)。

第四，細(xì)胞表面標(biāo)志物。不同的細(xì)胞會表達(dá)一些不同的蛋白，如果這些蛋白主要表達(dá)在細(xì)胞膜上，使我們比較容易的能檢測到，我們就叫它們“細(xì)胞表面標(biāo)志物”。對于胚胎干細(xì)胞來說也是如此，比如人的胚胎干細(xì)胞就會表達(dá)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、以及最常見的堿性磷酸酶（AP）等。此外，一些不是在膜上表達(dá)，但在胚胎干細(xì)胞中比較特異性的高表達(dá)的蛋白，也被用于鑒定胚胎干細(xì)胞，比如：Oct4、Sox2、Nanog等等。

最后，鑒定一株培養(yǎng)的細(xì)胞是否是胚胎干細(xì)胞的最終的標(biāo)準(zhǔn)（金標(biāo)準(zhǔn)）是看它有沒有分化潛能。一種方法是將胚胎干細(xì)胞皮下注射到免疫缺陷（也就是沒有或只有很弱免疫排斥能力）的小鼠體內(nèi)，比如SCID-bg小鼠，如果這些細(xì)胞可以在這樣的小鼠體內(nèi)發(fā)育形成有三個胚層成份的畸胎瘤，那么就說明了這株細(xì)胞具有“多能性”，是實至名歸的“胚胎干細(xì)胞”。另外，也可以在體外培養(yǎng)，鑒定分化潛能。實際上，當(dāng)改變培養(yǎng)環(huán)境時，比如去除滋養(yǎng)層細(xì)胞（胚胎干細(xì)胞喜歡長在某些其他種類的細(xì)胞上，這些細(xì)胞就好像是胚胎干細(xì)胞的保姆）、或者不再在培養(yǎng)基內(nèi)加入某些生殖因子如白血病抑制因子時，胚胎干細(xì)胞就會自發(fā)的發(fā)生分化，形成類胚體，若將類胚體進一步分化，就可以形成許多種不同的細(xì)胞，如造血、內(nèi)皮、神經(jīng)和肌肉譜系的細(xì)胞，通過檢測成體細(xì)胞的特異性細(xì)胞表面標(biāo)志物，就可以成功的把它們鑒定出來了。

看到了吧？干細(xì)胞的鑒定是一個非常復(fù)雜而細(xì)致的工作，科學(xué)研究就是這樣，絕大多數(shù)都是艱苦細(xì)致無聊的重復(fù)勞動，真正激動人心的時刻并不多。但是沒有這些艱苦細(xì)致的工作，也就不會有真正激動人心的時刻了。

2 干細(xì)胞有啥用？

·干細(xì)胞的強大功能

就像孫悟空一樣，干細(xì)胞本事大，所以就非常有用，可以用于醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究的很多個領(lǐng)域。不過離現(xiàn)實最近的，還是再生醫(yī)學(xué)。就是以干細(xì)胞為“種子”，培育出器官組織等，來替換被損傷的、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(xì)胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排名尚在人類基因組測序和克隆技術(shù)之前。

最早的干細(xì)胞治療開始于骨髓移植，早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始了實驗性治療，到70年代，異體骨髓移植已經(jīng)在治療血液系統(tǒng)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(shù)。20世紀(jì)80年代，開始出現(xiàn)了自體造血干細(xì)胞移植的研究，就是先用化療藥物清除病人體內(nèi)殘存的癌細(xì)胞，然后再將事先提取的病人自己的骨髓細(xì)胞分選出“好”的細(xì)胞，采用特殊的培養(yǎng)體系，選擇性的讓正常的造血細(xì)胞生長，重新移植回病人的體內(nèi)。這樣，雖然復(fù)發(fā)率較異體移植要高一點，但不存在配型和骨髓來源問題，所以得到了廣泛的應(yīng)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體瘤的治療。

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

美國杰龍生物醫(yī)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(yī)院已于2010年10月8日利用該公司培植的GRNOPC1人類胚胎干細(xì)胞，展開全球首宗人類胚胎干細(xì)胞治療的人體臨床試驗。

·干細(xì)胞的使用規(guī)范

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

這些來源于人體的細(xì)胞組織產(chǎn)品的生物學(xué)特性千差萬別，而從藥品、醫(yī)療器材的角度講，也與其他的藥品、醫(yī)療器材完全不同。鑒于目前世界上干細(xì)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(jù)人體細(xì)胞組織產(chǎn)品的生物學(xué)特性來對產(chǎn)品進行分級和分類；其次，就是對這些產(chǎn)品的人類傳染病及其病原體的篩查與監(jiān)控，以及在處理過程中確保不受微生物污染。

總的來說，以干細(xì)胞為主的用于再生醫(yī)學(xué)的人體細(xì)胞組織現(xiàn)在已經(jīng)成為了一類“產(chǎn)品”，正在走向產(chǎn)業(yè)化道路，對這一類產(chǎn)品的監(jiān)控，已經(jīng)在各國法律中提到了議事日程上來了。

對于我們普通老百姓來說，我們所要知道的就是，從正規(guī)來源獲得的用來修復(fù)我們的組織器官的無論是干細(xì)胞還是用干細(xì)胞構(gòu)建的組織、器官，都是在國家的嚴(yán)密監(jiān)控之下，有嚴(yán)格的法規(guī)規(guī)定的，其安全性和可靠性還是可以信賴的。

還有一點是，一旦一類科學(xué)研究走上了產(chǎn)業(yè)化之路，那就是說它走上了發(fā)展的快車道，在利益的驅(qū)使下，這項研究將不只是國家資助下的實驗室研究，而會擴展到商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域，這無疑是廣大患者的福音，再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展將大有可為。