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奇思录丨我们离科幻片中的「再生超能力」还有多远?(下)

发布时间: 2021-02-05

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从上一篇文章中我们得知,干细胞是具有多项分化和再生修复功能的一类细胞,人类通过有效利用干细胞的功能可以实现健康长寿,而存储干细胞成为了热门话题,但实际上,大可不必如此费周章,如果我们有不用担心年龄的干细胞那岂不是更好?

·胚胎干细胞再生能力最好,但却是一个禁忌
在众多干细胞类型中,胚胎干细胞有着更多再生选择。

一般来说,胚胎干细胞能分化为各胚层的细胞,外胚层的脑细胞、皮肤细胞和色素细胞,中胚层的肌肉细胞、骨骼细胞和血细胞,内胚层的肺细胞、胰腺细胞和胃细胞。

上篇我们提到的永生动物,如真涡虫和贝螅,确实能用胚胎干细胞来进行再生,实际上,贝螅能终生保留胚胎干细胞,从而让它们永生,一旦它们的头被捕食者咬了,它们就会在颈部填满干细胞,开始长出一个新头。

在某一刻,和这些小动物一样,你也曾是一团胚胎干细胞,在囊胚阶段,人不过是由100-150个干细胞组成的一小团,它们具备从无到有,建构有机体的潜能。

从理论上,这些干细胞是有争议的,与多能干细胞不同,我们不能直接从骨髓里得到它们,唯一获取的方式是从受精胚胎中提取,这使得干细胞在美国生物伦理立法中,成了一个禁忌。

·胚胎干细胞新“替身”:诱导多能干细胞
但现在无需这样做了。

诺贝尔奖得主、日本科学家山中伸弥开发出一种方法,能将皮肤细胞转变为类似胚胎干细胞的多能干细胞。

京都大学一项研究在《细胞》上发表概述了一种诱导重编程的过程,在这个过程中发现了一种蛋白质混合物,称为山中因子,具体包括Sox2 Oct3 KLF4和cMyc。

这些因子是在表观遗传学上影响基因转录,无需改变DNA,就可以打开或关闭一长串基因,它们形成了完美的基因组合,能将皮肤细胞复原到胚胎状态,和胚胎时的细胞一样。

这一开创性的新方法,使得干细胞可以避开争议,政府也因此放松了法律控制,因为人类胚胎不再是万能干细胞的唯一来源。

我们可以利用这些干细胞,为烧伤患者提供皮肤贴片,为需要移植的患者提供实验室培养的组织,为神经变性疾病患者提供可注射的细胞。

最近,日本医生已经对一名70对老妇人使用了该技术,抑制了视网膜黄斑变性,用的就是她皮肤来源的诱导多能干细胞,他们提取了她的普通皮肤细胞,进行细胞重编程,然后将一张视网膜色素上皮细胞薄片植入了她的眼睛。

此外,来自圣地亚哥萨克生物研究学院的另一个团队,也调查了通过基因工程,复制干细胞样效应的可能性,从而逆转衰老。

研究人员发现了一种技术,能促进负责子宫内发育的基因,他们希望能创造出一种药物,能将成体细胞变成干细胞,减少年龄相关疾病的风险,为了做到这一点,研究人员促使细胞重新编程,这使得四种基因表达变得活跃,这一过程将普通细胞转变为诱导多能干细胞,使它们能成为任何类型的细胞。

他们的方法带来了让人满意的结果,重编程的人类皮肤细胞变得年轻了。另外,患有早衰症的老鼠也恢复了活力,寿命增加约30%。

·干细胞为未来人类健康带来希望
但是,诱导多能干细胞有一定局限性,因为不停的细胞分裂可能会导致癌症,让细胞恢复年轻可能会导致肿瘤,引发器官衰竭,这让我们想到了最纯粹的干细胞,全能干细胞。

它直接来自于分裂桑椹胚,可被用作生长身体任何部位,以及胎盘的所有部位,胎儿发育时期,干细胞在维持其生存上有重要作用,但随着我们长大,对其需求越来越少,最终它们就消失了,从而导致衰老,这在干细胞老化理论中是一个核心观点。

当然,全能干细胞最大的前景是在实验室培养器官中,想象一下,每次你酗酒摧残身体后,你只需在看医生时,要求换一个新的肝脏,每次你得了心脏病时,你只需在网上订购一个新的心脏,听起来像不像科幻小说?其实也不是太遥远了。

在《自然》上发表的一项研究中,研究人员用干细胞培育出了跳动的心脏组织,他们将皮肤细胞复原到最初状态,利用化学信号来诱导它们形成心脏微腔,这意味着我们能让器官完美匹配自己,这是遗传学上完全一样的器官,我们就不再需要药物来预防免疫排斥。

实际上,一些器官如气管和膀胱,已经在实验室里培养出来了,总之,我们也许没有像蝾螈那样的最佳基因档案,但是多能干细胞、万能干细胞和全能干细胞给我们提供了另一种方法,使得我们有可能去创造新组织,新器官,甚至是新四肢。

尽管目前我们还无法再生,但随着生物医学技术的加速发展,我们终将能够等到这一天的到来,相信时间会治愈所有创伤。

文章来源:华夏源干细胞

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