資源簡(jiǎn)介

成體干細(xì)胞的應(yīng)用
1.簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)成體干細(xì)胞
·什么是成體干細(xì)胞
什么是成體干細(xì)胞呢？我們前面講過(guò)，在一個(gè)生物個(gè)體的發(fā)育過(guò)程中，有一些細(xì)胞中途停了下來(lái)，不再繼續(xù)分化，而長(zhǎng)期保持自己的幼稚狀態(tài)和分化潛能；當(dāng)受到一些特殊的理化刺激時(shí)，才又會(huì)活躍起來(lái)，開(kāi)始增殖和分化，變成機(jī)體需要的細(xì)胞類(lèi)型，發(fā)揮應(yīng)有的作用。
它們是存在于一種已經(jīng)分化組織中的未分化細(xì)胞，這種細(xì)胞能夠自我更新并且能夠特化形成組成該類(lèi)型組織的細(xì)胞。就好像是一些隱藏在成人群里的小孩子，平時(shí)靜靜的待在那里，一旦條件許可，就可以迅速的變多、長(zhǎng)大，成為大人，并且獲得大人的能力，與別的大人一樣工作。神奇吧？
不過(guò)這些小孩子也不都一樣：有的年紀(jì)小點(diǎn)（更幼稚）；有的年紀(jì)大點(diǎn)（更成熟）；有的能力強(qiáng)一些（可以分化成更多種類(lèi)的功能細(xì)胞）；有的能力弱一些（只能分化成一種或少數(shù)幾種細(xì)胞）。不過(guò)它們都有幾個(gè)共同的特點(diǎn)：(1)它們是存在于成體的，也就是說(shuō)可以在成年動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)和分離出它們；(2)它們都有自我更新的能力；(3)它們都有能夠特化形成組成某種類(lèi)型組織的能力。
成體干細(xì)胞的研究最早始于20世紀(jì)60年代對(duì)造血干細(xì)胞的研究。造血干細(xì)胞也是目前為止研究得最清楚，應(yīng)用最成熟的成體干細(xì)胞，應(yīng)用造血干細(xì)胞移植可以治療多種血液系統(tǒng)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。
之后人們又發(fā)現(xiàn)了對(duì)皮膚的修復(fù)和再生至關(guān)重要的上皮干細(xì)胞；再以后人們?cè)谝酝詾椴荒茉偕纳窠?jīng)組織中也發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)干細(xì)胞。這說(shuō)明了成體干細(xì)胞可能普遍的存在于生物體內(nèi)，問(wèn)題是如何尋找、分離、鑒定和培養(yǎng)各種組織特異性的干細(xì)胞。
目前，已經(jīng)報(bào)道含有干細(xì)胞的成體組織有：腦、脊髓、外周血、血管、骨骼肌、心肌、皮膚、肝臟、消化道和肺。
·我們用成體干細(xì)胞干什么？
成體干細(xì)胞是一類(lèi)非常有用的細(xì)胞。
事實(shí)上，我們?nèi)梭w之所以有一定的再生能力，就是靠著成體干細(xì)胞，比如，表皮的再生、血細(xì)胞的換新、頭發(fā)指甲的生長(zhǎng)之類(lèi)。這是因?yàn)樵谖覀凅w內(nèi)的成體干細(xì)胞或者增殖出新的干細(xì)胞、或者按一定程序分化，形成新的功能細(xì)胞，從而使我們的組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。
所以在我們的組織和器官受到損傷或者失去功能的時(shí)候，它們也可以被動(dòng)員起來(lái)，進(jìn)行修補(bǔ)和重建。但是我們體內(nèi)的成體干細(xì)胞的數(shù)目和能力畢竟還是有限的，當(dāng)組織和器官損失太大，難以重建時(shí)，成體干細(xì)胞也無(wú)法總是滿(mǎn)足我們的需要，所以有時(shí)它們只好行“權(quán)宜之計(jì)”，弄點(diǎn)瘢痕組織敷衍一下，先過(guò)去這個(gè)坎兒再說(shuō)。
有時(shí)候一個(gè)器官損失太大、或者總是不停的在損失，就會(huì)弄出很多的瘢痕組織，這些組織雖然還在這個(gè)器官中但卻不能行使它們應(yīng)該行使的功能，這樣這個(gè)器官也就失去了它應(yīng)有的功能，變得不能用了。這，就是我們常說(shuō)的“肝硬化”，“肺纖維化”的過(guò)程。還有一種情況，雖然器官的損失不大，可是成體干細(xì)胞的數(shù)目有限，特別是人老了以后，成體干細(xì)胞無(wú)論活力和數(shù)目都不可與年輕人相比，也會(huì)逐漸的出現(xiàn)這種狀況，這就是所謂的“退行性病變”。
想要長(zhǎng)生？這個(gè)樣子怎么能長(zhǎng)生呢？
所以，科學(xué)家們就想要把成體干細(xì)胞從人體內(nèi)分離出來(lái)，讓它們?cè)谖覀兊目刂葡露喽嘣鲋常侔阉鼈兯突伢w內(nèi)，讓它們發(fā)揮功能。
事實(shí)上，使用成體干細(xì)胞有很多的優(yōu)點(diǎn)：首先，獲取相對(duì)容易，每個(gè)人都有；其次，成瘤性低，不容易在人體內(nèi)“變壞”，變成腫瘤；第三，得自于成人，所以不太存在倫理爭(zhēng)議（這個(gè)不像胚胎干細(xì)胞那么麻煩）；第四，可以應(yīng)用病人自身的成體干細(xì)胞，不存在組織相容性問(wèn)題，避免了移植物排斥反應(yīng)和免疫抑制劑的使用；最后，許多種成體干細(xì)胞還有多向分化的潛能，可以由一種細(xì)胞分化成多種不同組織和功能的細(xì)胞，而分化的定向性卻比胚胎干細(xì)胞要好。
成體干細(xì)胞治療是目前發(fā)展最快也是最成熟的干細(xì)胞治療手段。
·成體干細(xì)胞不能干什么
但是，成體干細(xì)胞也有它自身的局限性。
首先，成體干細(xì)胞在成人體內(nèi)的儲(chǔ)量是非常少的，特別是一些特殊組織的干細(xì)胞，比如神經(jīng)干細(xì)胞，心肌干細(xì)胞等等；
其次，要分離到它們也很困難。除了造血干細(xì)胞在外周血中就可以分離到它們，其他的成體干細(xì)胞基本上都存在于機(jī)體組織中，你要把它們拿出來(lái)首先需要的就是“破壞”——割一塊下來(lái)，翻翻揀揀，把需要的細(xì)胞挑出來(lái)。本來(lái)已經(jīng)受損的組織器官哪里經(jīng)受得住這個(gè)折騰啊？
第三，成體干細(xì)胞的鑒定也是一個(gè)難題，科學(xué)家們?yōu)榇顺车貌灰鄻?lè)乎，對(duì)很多種成體干細(xì)胞并沒(méi)有一個(gè)一致的鑒定標(biāo)準(zhǔn)。一般多用的方法是采取分子標(biāo)記的方法，但是用哪種分子來(lái)標(biāo)記，就是科學(xué)家們分歧最多的地方了。
最后，成體干細(xì)胞的能力也有限，不是什么類(lèi)型的細(xì)胞都能分化出來(lái)，在體外傳代增殖的能力也有限，自身也比較嬌嫩，一個(gè)不對(duì)自己先掛了，更不要說(shuō)去救別人了。
·成體干細(xì)胞的遠(yuǎn)大前程
到目前為止，胚胎干細(xì)胞還主要停留于研究階段，要想達(dá)到應(yīng)用還有一段很長(zhǎng)的路要走。而成體干細(xì)胞就不同了，有些成體干細(xì)胞（比如造血干細(xì)胞）的應(yīng)用已經(jīng)算是臨床的常規(guī)手段了。以后的發(fā)展還未可限量。
總的來(lái)說(shuō)，成體干細(xì)胞的應(yīng)用主要是在器官修復(fù)及功能恢復(fù)上。
首先，最常用的就是自體移植了，比如骨髓、外周血、臍血的造血干細(xì)胞移植；還有間充質(zhì)干細(xì)胞的移植等。由于有的成體干細(xì)胞有橫向分化的能力，所以我們可以把用一種細(xì)胞來(lái)修復(fù)不同的組織。比如間充質(zhì)干細(xì)胞，就可以分化成骨、軟骨、脂肪以及血液組織等。當(dāng)然，用“專(zhuān)門(mén)”的細(xì)胞修復(fù)“專(zhuān)門(mén)”的組織就更不在話(huà)下了。比如說(shuō)用皮膚干細(xì)胞修復(fù)燒傷受損的皮膚啦；用牙髓干細(xì)胞來(lái)修復(fù)牙周和牙骨質(zhì)啦，都是已經(jīng)正在施行或可望的現(xiàn)實(shí)了。
不過(guò)，這些修復(fù)都需要患者自身?yè)碛凶銐蚪】悼捎玫慕M織，還要有提取、體外分選和培養(yǎng)以及移植的過(guò)程，有一定的適應(yīng)癥，不是什么時(shí)候都能用的。
其次，成體干細(xì)胞也可以進(jìn)行異體移植，比如日本就有一位母親將自己的一部分胰臟的胰島細(xì)胞移植給了自己得糖尿病的27歲的女兒，胰島細(xì)胞可以正常行使功能產(chǎn)生胰島素。不過(guò)，由于異體移植的免疫排斥現(xiàn)象，以及移植物來(lái)源的問(wèn)題，雖然現(xiàn)在異體移植還在繼續(xù)研究和發(fā)展，但畢竟不是科學(xué)家們努力的最主要的方向。就好像數(shù)字機(jī)出來(lái)以前的模擬機(jī)一樣，大哥大雖然也算是手機(jī)，但和iPhone4相比那可就差遠(yuǎn)了。
但是，研究成體干細(xì)胞還是非常非常有必要的。
為什么呢？其實(shí)人類(lèi)再生醫(yī)學(xué)的最終夢(mèng)想就是：有什么器官組織壞了，馬上就可以有一個(gè)新的、好用的器官組織換上來(lái)，安全快捷。要想制造出新的器官組織，必然得了解這些器官組織是怎么來(lái)的、怎么新陳代謝保持活力的，那就要研究這些器官組織的特異性成體干細(xì)胞的特性了，它們是怎么來(lái)的？它們又是怎么分化的？如何用它們形成新的組織器官等等。
特別是它們是怎么來(lái)的，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以把終末分化的細(xì)胞重編程成為類(lèi)似胚胎干細(xì)胞的多能性細(xì)胞，如果我們知道了各種成體干細(xì)胞是怎么來(lái)的，我們就可以把患者自身的誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞分化成我們需要的成體干細(xì)胞，再變成我們需要的組織器官。目前，要得到誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞只需要芝麻那么大的一點(diǎn)皮膚，或者幾毫升血，甚至是幾根毛發(fā)就可以了。可以想象一下，不遠(yuǎn)的將來(lái)我們可以拔一根毛就變出自己想要的組織器官，那不是和孫大圣一樣有本事了嗎？所不同的只是孫大圣要自己變，而我們則需要科學(xué)家和實(shí)驗(yàn)室。
2.生命之源——造血干細(xì)胞
·造血干細(xì)胞的研究歷史
造血干細(xì)胞，顧名思義，就是所有血液細(xì)胞的祖宗。其實(shí)它也是各種免疫細(xì)胞的祖宗，可以發(fā)育成各種髓細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，同時(shí)還具有很強(qiáng)的自我更新能力。
這是個(gè)非常富有神秘色彩的概念，不像大家所想象的那樣是個(gè)現(xiàn)代詞匯，最早提出于十八世紀(jì)，并引發(fā)了生命科學(xué)界長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)多世紀(jì)的曠日持久的不懈探索，與人類(lèi)對(duì)血液系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)密切相關(guān)。
鏡下的造血干細(xì)胞
早在1774年，休森就提出了“造血細(xì)胞起源定位”的問(wèn)題，認(rèn)為血細(xì)胞起源于淋巴組織；1846年，胚胎學(xué)家韋伯和克里克爾證明肝臟是造血的的主要部位；1868年，諾伊曼和比薩彼若分別提出了骨髓是成人造血的重要部位的觀(guān)點(diǎn)，但直到十九世紀(jì)末才得到廣泛接受；1898年帕彭海姆采用改良若曼諾斯基染色法，追蹤到了原始單個(gè)核細(xì)胞，并認(rèn)為這是所有血細(xì)胞的共同始祖細(xì)胞；1961年，加拿大科學(xué)家蒂爾和麥卡洛克發(fā)明了著名的脾集落生成單位證實(shí)確實(shí)存在有一種具有再植和多向分化能力的細(xì)胞，即造血干細(xì)胞。
此后，科學(xué)界對(duì)造血干細(xì)胞的研究不斷深入，對(duì)它的認(rèn)識(shí)也在不斷的加深，因?yàn)檎麄€(gè)造血調(diào)控的機(jī)制是多層次復(fù)合網(wǎng)絡(luò)式的，整體的各器官、組織、細(xì)胞、分子、亞分子等多層次都有影響造血調(diào)控機(jī)制的因素，所以，造血干細(xì)胞有了現(xiàn)代的新定義：造血干細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)最獨(dú)特的體細(xì)胞群，具有及其高度的自我更新、多向分化、跨系分化與重建長(zhǎng)期造血的潛能，以及損傷后再生的能力；此外還具有廣泛的遷移和特異性的歸巢特性，能優(yōu)先定位于相應(yīng)的造血微環(huán)境中，并以非增殖狀態(tài)和缺乏相關(guān)抗原的方式存在。
造血干細(xì)胞具有以下這些特點(diǎn)：
首先，它們必須具備重建造血功能。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)機(jī)體完全失去造血功能后，只要還有造血干細(xì)胞存在或者有造血干細(xì)胞被引入（移植），那么這個(gè)機(jī)體就有可能恢復(fù)造血功能并維持今后的永久性正常造血。（就像中國(guó)古代神話(huà)中大禹治水時(shí)所使用的“息壤”一樣，生生不息，永不枯竭。）
其次，造血干細(xì)胞有著高度的自我更新自我維持的能力。這個(gè)能力有兩個(gè)方面:一方面，它不能自我擴(kuò)增（至今沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)證明造血干細(xì)胞在正常情況下能夠在體內(nèi)或體外擴(kuò)增）；另一方面，它的子代細(xì)胞可以保持造血干細(xì)胞的全部特性不變（具體原因我們將在下一節(jié)討論）。99.5%的造血干細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不進(jìn)行DNA的合成和有絲分裂，它們只是靜靜的待在它們的小環(huán)境里，默默的等待著……等待著……
第三，造血干細(xì)胞有“回家”的能力，它可以自己找到自己的“家”，也就是適合自己生存的地方，這就是我們所說(shuō)的“歸巢”。就像識(shí)途老馬一樣，永遠(yuǎn)知道自己可愛(ài)的家園在哪里。它們可以從自己的家園里游出，在外周血中“游蕩”一圈，再尋找到并進(jìn)入微環(huán)境適宜的“龕”中，并定居其中。
最后，造血干細(xì)胞也沒(méi)有特異性的形態(tài)學(xué)特征，也就是說(shuō)我們不能簡(jiǎn)單的通過(guò)細(xì)胞的長(zhǎng)相來(lái)判斷它是否是造血干細(xì)胞；也沒(méi)有特定的表面標(biāo)志物來(lái)確定哪些細(xì)胞是造血干細(xì)胞，基本上，在實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用領(lǐng)域，我們會(huì)把特異性高表達(dá)CD34的細(xì)胞歸類(lèi)于造血干細(xì)胞。
·造血干細(xì)胞從哪兒來(lái)
造血干細(xì)胞從哪兒來(lái)呢？
造血干細(xì)胞來(lái)源于發(fā)育中的胚胎。
我們都知道，我們都是由受精卵發(fā)育而來(lái)的。當(dāng)受精卵數(shù)次分裂開(kāi)始分化為胚胎和胚外結(jié)構(gòu)的同時(shí)，就開(kāi)始了造血干細(xì)胞的分化，它們出現(xiàn)于胚外結(jié)構(gòu)的卵黃囊血島，外層分化為原始的血管網(wǎng)，內(nèi)層就分化為最早的造血干細(xì)胞。
在胚胎發(fā)育的第15周，胎肝的造血能力逐漸上升，脾臟則在第3個(gè)月左右參與造血，胸腺淋巴結(jié)也在胚胎的第4個(gè)月開(kāi)始參與造血。
但實(shí)際上造血干細(xì)胞最多的，還是來(lái)源于骨髓。從妊娠第9-12周開(kāi)始，骨髓就開(kāi)始發(fā)育，到7個(gè)月時(shí)骨髓腔就充滿(mǎn)了富含造血干細(xì)胞的紅骨髓，從此，骨髓成為主要的造血器官并保持終身。來(lái)源于肝臟的造血干細(xì)胞經(jīng)血液循環(huán)遷移，棲居于骨髓中，一邊維持自身數(shù)目與特性的穩(wěn)定，一邊增殖分化，為機(jī)體提供源源不絕的血液細(xì)胞。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是：卵黃囊→胚肝→骨髓。
那么，在骨髓中的造血干細(xì)胞又是如何一邊維持自己的數(shù)目和特點(diǎn)，一邊分化增殖為機(jī)體提供源源不絕的血液呢？
有很多種學(xué)說(shuō)，目前占統(tǒng)治地位的是“不對(duì)稱(chēng)有絲分裂”。就是說(shuō)當(dāng)造血干細(xì)胞分裂時(shí)，進(jìn)行的是不對(duì)稱(chēng)的有絲分裂，一個(gè)子代細(xì)胞保持造血干細(xì)胞的全部特征不變，而另一個(gè)子代細(xì)胞則走入繼續(xù)增殖分化的不歸路。這樣，造血干細(xì)胞就可以在體內(nèi)可以長(zhǎng)期或永久性地重建造血。
造血干細(xì)胞一旦變成早期的造血祖細(xì)胞，就立即恢復(fù)了對(duì)稱(chēng)性的有絲分裂，但自我更新和自我維持的能力也就開(kāi)始下降，隨著造血祖細(xì)胞增殖能力的提高，自我更新的能力就越加下降，邊增殖邊分化，最后完全失去自我更新能力。所以造血祖細(xì)胞只能在體內(nèi)短期的重建造血，而不能長(zhǎng)期或永久的重建造血。
·造血干細(xì)胞可以干什么？
我們知道，正常人體每天各種血細(xì)胞的更新量是非常巨大的，以一個(gè)體重70公斤的人計(jì)算，每天需要更新十億個(gè)血細(xì)胞，其中包括2千萬(wàn)的紅細(xì)胞、4千萬(wàn)的血小板、7百萬(wàn)的粒細(xì)胞以及其他近12個(gè)不同系列的血細(xì)胞。而這個(gè)過(guò)程僅靠造血系統(tǒng)內(nèi)很少量的造血干細(xì)胞的自我更新和多向分化以及造血祖細(xì)胞的大量擴(kuò)增就可以完成。人體內(nèi)的造血細(xì)胞每時(shí)每刻都必須要進(jìn)行擴(kuò)增，才能保障機(jī)體的正常生理功能。
在臨床上，造血干細(xì)胞移植已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的治療手段，應(yīng)用于治療多種嚴(yán)重疾病中。
大家都知道骨髓造血干細(xì)胞的移植可以用于治療白血病，新聞里經(jīng)常會(huì)有這樣的報(bào)道，但是大家知道嗎？最早進(jìn)行骨髓移植的卻是治療輻射病。1945年，美國(guó)在日本廣島和長(zhǎng)崎投下兩顆原子彈后，造成大量傷亡，其中有很多都是輻射病，傷者骨髓抑制，失去了自我造血的能力，于是就有人嘗試?yán)霉撬枰浦驳姆椒▉?lái)治療這些病人。因?yàn)檫@些輻射已經(jīng)摧毀了這些病人的免疫系統(tǒng)，所以得到了異乎尋常的成功。從此，骨髓移植開(kāi)始成為了一項(xiàng)醫(yī)學(xué)技術(shù)，在救死扶傷的第一線(xiàn)為我們?nèi)祟?lèi)造福。
一般情況下，對(duì)成人來(lái)說(shuō)造血干細(xì)胞主要存在于扁平骨的紅骨髓中，一個(gè)成人的紅骨髓一般總量有3000克。一般會(huì)以CD34陽(yáng)性，也就是大量表達(dá)CD34蛋白的造血細(xì)胞作為造血干細(xì)胞的標(biāo)志。國(guó)際上在這個(gè)問(wèn)題上的共識(shí)是，臨床標(biāo)準(zhǔn)輸入量是20萬(wàn)個(gè)細(xì)胞每公斤體重。也就是說(shuō)一個(gè)50公斤的人，如果要進(jìn)行造血干細(xì)胞的移植的話(huà)，需要1千萬(wàn)個(gè)CD34陽(yáng)性的細(xì)胞。
除了骨髓外，正常人體的外周血中也有著及其少量的造血干細(xì)胞，而如果我們用藥物使骨髓中的造血干細(xì)胞“動(dòng)“起來(lái)，跑到外周血中，我們就可以直接用外周血分選的方法來(lái)收集造血干細(xì)胞了，一般動(dòng)員劑會(huì)使外周血中的CD34陽(yáng)性的細(xì)胞增加20~30倍。這也是目前造血干細(xì)胞移植中最常用的方法。
此外，還有就是臍血。足月的胎兒在分娩時(shí)，造血干細(xì)胞還處于從胎肝向骨髓轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，所以在臍血中會(huì)含有一定量的造血干細(xì)胞，一份100毫升的臍血含CD34+的細(xì)胞為40萬(wàn)到200萬(wàn)個(gè)，由此可見(jiàn)一份臍血的造血細(xì)胞至少需要擴(kuò)增10~20倍才能符合移植的需求。
我國(guó)等待造血干細(xì)胞移植的患者有數(shù)百萬(wàn)，僅白血病患者每年就新增4萬(wàn)以上，要成功地進(jìn)行造血干細(xì)胞移植治療，捐獻(xiàn)者與患者之間的HLA型別要相合。如果不合，移植后就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的移植物抗宿主反應(yīng)，甚至危及患者的生命。因此,必須建立中國(guó)人的造血干細(xì)胞捐獻(xiàn)者資料庫(kù)，并且是參加的志愿者越多，庫(kù)容量越大，患者找到相合捐獻(xiàn)者的機(jī)會(huì)就越多，“生機(jī)”就越多。
HLA分型就像血型，但是比血型要復(fù)雜的多。由于不同種族、不同個(gè)體的HLA千差萬(wàn)別，必須采用一定的方法對(duì)捐獻(xiàn)者和患者的HLA型別進(jìn)行確定，從而選擇與患者HLA相配合的捐獻(xiàn)者進(jìn)行移植，這是造血干細(xì)胞移植治療成功的關(guān)鍵。人類(lèi)非血緣關(guān)系的HLA相合率是幾百分之一到萬(wàn)分之一，在較為罕見(jiàn)的HLA型別中，相合的幾率只有幾十萬(wàn)分之一，由于我國(guó)獨(dú)生子女家庭的普遍性，高相合率人群減少，今后移植主要依靠在非血緣關(guān)系供者中尋找相合者。
·我們還想用造血干細(xì)胞干什么？
20世紀(jì)90年代的幾項(xiàng)研究顯示，造血干細(xì)胞除了具有重建造血和免疫系統(tǒng)的功能以外，在體外經(jīng)誘導(dǎo)還可以向非血細(xì)胞系列分化，隨后又有幾項(xiàng)研究表明上述研究結(jié)果在體內(nèi)也能得到某些證實(shí)。這一系列重大發(fā)現(xiàn)對(duì)生命科學(xué)的基礎(chǔ)性研究是具有劃時(shí)代意義的，對(duì)細(xì)胞組織工程或干細(xì)胞工程研究能解決種子細(xì)胞來(lái)源問(wèn)題，臨床應(yīng)用上則對(duì)治療相應(yīng)臟器功能衰竭以及遺傳性疾病具有巨大的潛在價(jià)值。
從1997年開(kāi)始，各國(guó)科學(xué)家不斷的研究出造血干細(xì)胞可以向肝臟細(xì)胞、腦的星形膠質(zhì)和少突膠質(zhì)細(xì)胞、肌肉前體細(xì)胞、心肌細(xì)胞、毛細(xì)血管、以及小動(dòng)脈中的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞分化。目前，利用造血干細(xì)胞的可塑性進(jìn)行橫向分化的研究正在如火如荼的展開(kāi)，包括我國(guó)在內(nèi)的各國(guó)科學(xué)家都在為了這個(gè)同樣的理想不懈的奮斗著。
此外，在造血干細(xì)胞領(lǐng)域的研究還有另一個(gè)熱點(diǎn)，就是造血干細(xì)胞的體外擴(kuò)增，這樣就可以通過(guò)自?xún)?chǔ)微量健康的造血干細(xì)胞用于自己的造血移植、成份輸血、基因治療以及細(xì)胞組織工程，這在鬧“血荒”的當(dāng)今該有多重要啊！
血液一直被人類(lèi)看做是生命的源泉，作為血液之源，造血干細(xì)胞的研究對(duì)我們?nèi)祟?lèi)的健康長(zhǎng)壽至關(guān)重要，也是目前為止在干細(xì)胞領(lǐng)域研究最多，應(yīng)用最多，應(yīng)用前景最廣最光明的一個(gè)方向。

3.力量與智慧——神經(jīng)干細(xì)胞
大家或許看過(guò)著名的系列科幻電影《超人》吧？最近華納還宣布說(shuō)要開(kāi)拍新版。不過(guò)最經(jīng)典的還是克里斯多夫·李維從1978到1987年間拍的那四部。身高193公分擁有康乃爾大學(xué)學(xué)歷的李維，不幸于1995年參加馬術(shù)比賽時(shí)摔落馬背，脊椎嚴(yán)重受傷，頸部以下全部癱瘓。雖然“超人”發(fā)揮了驚人的意志力，不僅離開(kāi)了病床積極接受復(fù)健，更致力于推動(dòng)胚胎干細(xì)胞的研究，希望讓身體癱瘓的患者重新站起來(lái)，但還是于2004年因?yàn)樾呐K衰竭，在紐約過(guò)世，終年52歲。但是“超人”的夢(mèng)想并沒(méi)有終止，終有一天，科學(xué)家們會(huì)讓這些折翼的天使重新飛回到藍(lán)天。而要實(shí)現(xiàn)“超人”未竟的夢(mèng)想，就要靠我們的神經(jīng)干細(xì)胞了。
克里斯多夫·李維(Christopher Reeve)

·神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大引擎
在20世紀(jì)90年代，科學(xué)界還普遍認(rèn)為成年人的大腦和脊髓中的神經(jīng)元是不可能再生的，認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元一旦發(fā)生死亡，就是永久性的，只有胚胎期和新生兒的神經(jīng)才具有再生能力。所以“超人”李維才會(huì)寄希望于胚胎干細(xì)胞的研究，希望胚胎干細(xì)胞能夠讓他重新站起來(lái)。但之后的研究發(fā)展卻大大超出了人們的預(yù)期，胚胎干細(xì)胞固然有望用于治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，但成體干細(xì)胞在目前看來(lái)似乎比胚胎干細(xì)胞的前景更光明一些。
1992年加拿大病理學(xué)家雷諾茲首先在成年小鼠大腦的紋狀體分離出能夠在體外不斷分裂增殖的、具有多向分化潛能的細(xì)胞群。由此提出了神經(jīng)干細(xì)胞（Neural stem cell）的概念。狹義的神經(jīng)干細(xì)胞是指成體神經(jīng)干細(xì)胞，指的是分布于胚胎及成人中樞及周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)的干細(xì)胞。
　　　　　
存在于成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)干細(xì)胞主要在海馬齒狀回的顆粒下層和側(cè)腦室的室管膜下區(qū)，來(lái)自于后者的新生神經(jīng)元可以遠(yuǎn)距離遷移到其它的神經(jīng)組織中

簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是在成年哺乳動(dòng)物的大腦中分離出來(lái)的具有分裂潛能和自我更新能力的母細(xì)胞，它可以分化產(chǎn)生神經(jīng)組織的各類(lèi)細(xì)胞，包括神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞；而且這類(lèi)細(xì)胞還有在體內(nèi)遷徙的能力，可以從腦、脊髓這樣的中樞系統(tǒng)遷徙到周?chē)窠?jīng)，并在那里安下家來(lái)，發(fā)揮作用。
雖然所有的神經(jīng)干細(xì)胞都是從胚胎細(xì)胞而來(lái)，但與造血干細(xì)胞不同，不同的神經(jīng)干細(xì)胞類(lèi)型可以產(chǎn)生不同種類(lèi)的神經(jīng)細(xì)胞，分布與不同的位置。比如：只存在于胚胎時(shí)期的神經(jīng)管上皮細(xì)胞，可以產(chǎn)生放射性膠質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)母細(xì)胞；前者可以分化出神經(jīng)元前體細(xì)胞，后者可以分化出神經(jīng)前體細(xì)胞；而這些細(xì)胞都可以產(chǎn)生各類(lèi)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。
我們所講的神經(jīng)干細(xì)胞指的就是成體中存在于腦中的中樞神經(jīng)干細(xì)胞，其實(shí)在外周也有一些“神經(jīng)干細(xì)胞”稱(chēng)為“神經(jīng)嵴干細(xì)胞”，它們可以分化成外周神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和施旺細(xì)胞，還能橫向分化成色素細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞。
與造血干細(xì)胞不同，神經(jīng)干細(xì)胞有兩種不同的分裂方式：一種是對(duì)稱(chēng)分裂，一次分裂產(chǎn)生兩個(gè)相同的子代細(xì)胞，都是神經(jīng)干細(xì)胞；另一種是不對(duì)稱(chēng)分裂，一次分裂產(chǎn)生兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是神經(jīng)干細(xì)胞，另一個(gè)是分化了的細(xì)胞，并隨著不斷的分裂分化成熟，稱(chēng)為神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。這樣的分裂方式，就決定了神經(jīng)干細(xì)胞不像造血干細(xì)胞那樣“生生不息”，而是越幼稚的細(xì)胞自我更新能力越強(qiáng)，越老的細(xì)胞則越弱，來(lái)自胚胎的神經(jīng)干細(xì)胞自我更新能力最強(qiáng)，也具有最強(qiáng)的增殖分化能力。
鏡下的神經(jīng)干細(xì)胞分裂成神經(jīng)球。在胚胎大腦的發(fā)育中，越早期的胎腦,其神經(jīng)干細(xì)胞比率越高，用直接分離的自然流產(chǎn)的胚胎新鮮腦組織可以在體外增殖形成神經(jīng)球
在現(xiàn)代的干細(xì)胞研究中，人們已經(jīng)可以成功的把胚胎干細(xì)胞、某些種類(lèi)的成體干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞在體外培養(yǎng)，使其分化成神經(jīng)干細(xì)胞和各類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞。也可以通過(guò)引入基因的方法把從人體內(nèi)得到的神經(jīng)干細(xì)胞永生化，讓它們?cè)隗w外無(wú)限的增殖生長(zhǎng)。但是，對(duì)體內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞的分化機(jī)制了解的還是很少。通過(guò)對(duì)體外培養(yǎng)和分化的研究，我們可以知道，在胚胎發(fā)育的過(guò)程中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的過(guò)程，需要很多種的細(xì)胞因子和分化因子的參與，受到細(xì)胞信號(hào)和細(xì)胞外微環(huán)境的嚴(yán)密調(diào)控。對(duì)這些細(xì)胞信號(hào)和微環(huán)境的研究，是目前神經(jīng)科學(xué)最熱門(mén)的方向之一，因?yàn)橹挥辛私饬怂鼈儯覀儾拍苷嬲龅健盃恐窠?jīng)干細(xì)胞的鼻子走”，讓它們變成什么樣的神經(jīng)細(xì)胞就變成什么樣的神經(jīng)細(xì)胞，讓它們?cè)谀睦锇矤I(yíng)扎寨它們就會(huì)在哪里駐扎下來(lái)，發(fā)揮作用。這樣，我們才能實(shí)現(xiàn)“超人”的夢(mèng)想，也讓我們可愛(ài)的桑蘭不用重蹈“超人”的覆轍，有朝一日可以重新站立起來(lái)。
貼壁生長(zhǎng)的小鼠神經(jīng)干細(xì)胞 免疫熒光標(biāo)記的小鼠神經(jīng)干細(xì)胞　　

·神經(jīng)干細(xì)胞的研究熱點(diǎn)
從原理上講，用神經(jīng)干細(xì)胞再生治療神經(jīng)疾病有三種方式：一是用移植的細(xì)胞取代受損的細(xì)胞重建神經(jīng)回路；二是利用移植細(xì)胞保護(hù)受損的神經(jīng)細(xì)胞，使其免于死亡，長(zhǎng)出軸突，并與次級(jí)神經(jīng)元形成突觸；三是用移植細(xì)胞形成中間神經(jīng)元，重建神經(jīng)回路。
我們可以利用多種外源性細(xì)胞進(jìn)行移植，比如永生化的神經(jīng)干細(xì)胞株、胚胎干細(xì)胞株、臍帶血干細(xì)胞、胎兒神經(jīng)干細(xì)胞、成人神經(jīng)干細(xì)胞及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞等。這些細(xì)胞可以在體外培養(yǎng)、分化或者轉(zhuǎn)基因后再移植來(lái)治療各種神經(jīng)疾病。但是這些細(xì)胞都各有優(yōu)缺點(diǎn)，在應(yīng)用時(shí)需要小心對(duì)待。
另外，在神經(jīng)干細(xì)胞的研究當(dāng)中，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)干細(xì)胞（和其它一些干細(xì)胞）移植到受損大腦后，還可以通過(guò)分泌一系列生長(zhǎng)因子,如神經(jīng)生長(zhǎng)因子、腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子、神經(jīng)膠質(zhì)源性生長(zhǎng)因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等,增加受損部位的內(nèi)源性神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量和存活率，活化它們，使它們能遷移到受損區(qū)域形成新的神經(jīng)回路，它們都是當(dāng)今神經(jīng)科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
神經(jīng)干細(xì)胞在特定環(huán)境下可以分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞
·神經(jīng)干細(xì)胞可以治啥病？
利用神經(jīng)干細(xì)胞治療中樞神經(jīng)受損的疾病在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)得到了很多可喜的結(jié)果，但是要用到人體還需要更多的努力。
比如說(shuō)“超人”李維的脊髓損傷，它不是一組特定的細(xì)胞群的損傷，而是一個(gè)區(qū)域的所有神經(jīng)細(xì)胞的全面損傷和死亡。所以，要用移植的方法來(lái)治療時(shí)，移植細(xì)胞必須可以分化成多種細(xì)胞，并且這些細(xì)胞之間還要可以彼此協(xié)調(diào)、相互合作，重新形成有效的神經(jīng)回路。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)得到結(jié)果中說(shuō)明，脊髓神經(jīng)干細(xì)胞雖然具有多種分化潛能，但是在自然的分化狀態(tài)下最容易分化成星形膠質(zhì)細(xì)胞，沒(méi)有神經(jīng)元的脊髓形成的其實(shí)就是我們前面所說(shuō)的“不完全再生”形成的瘢痕，只不過(guò)這里是膠質(zhì)細(xì)胞形成的膠質(zhì)瘢痕。它們沒(méi)有功能，不能形成有效的神經(jīng)回路，也無(wú)法讓“超人”站起來(lái)。體內(nèi)外誘導(dǎo)脊髓神經(jīng)干細(xì)胞的定向分化是讓“超人”站起來(lái)的關(guān)鍵，現(xiàn)在世界上正有不少科學(xué)家在朝著這個(gè)方向努力呢！
事實(shí)上，如前一節(jié)所講，神經(jīng)干細(xì)胞在人類(lèi)疾病中應(yīng)用最多的還是帕金森病，截至2006年,全世界已經(jīng)有300多人接受了胎兒神經(jīng)干細(xì)胞移植的治療，有的患者在接受移植多年后癥狀仍可持續(xù)性改善。
帕金森病是由于大腦黑質(zhì)區(qū)分泌多巴胺的神經(jīng)細(xì)胞退化造成的一種漸行性退化性疾病，著名的好萊塢明星凱瑟琳·赫本就罹患此病，大家看她在晚年所演的電影中一直在不由自主的不停顫動(dòng)，這就是這個(gè)病的表現(xiàn)。
由于分泌多巴胺的神經(jīng)細(xì)胞有著良好的可塑性和代償能力，所以只有當(dāng)它們的損失達(dá)到75％以上時(shí)才會(huì)產(chǎn)生癥狀，在臨床上多采用多巴胺增效劑這樣的藥物來(lái)改善癥狀，但是藥物用久了會(huì)產(chǎn)生耐藥性，并且還有運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)上的并發(fā)癥，非常影響生活品質(zhì)。好在帕金森病只影響一種細(xì)胞（多巴胺神經(jīng)細(xì)胞），而且還有很好的動(dòng)物模型可供研究，所以對(duì)帕金森病的研究一直是神經(jīng)損傷疾病的排頭兵，也是最早取得突破性結(jié)果的一種疾病。
現(xiàn)在,利用胎兒神經(jīng)干細(xì)胞移植治療帕金森病的問(wèn)題還是存在的，除了原料難得以外，取得的胎兒細(xì)胞體外培養(yǎng)分化的時(shí)間越長(zhǎng)，移植后就越容易死亡，時(shí)間越短則越容易形成畸胎瘤。所以，提高存活率，減少細(xì)胞死亡，盡可能實(shí)現(xiàn)體外大規(guī)模擴(kuò)增是目前這一領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
腦血栓是另一種神經(jīng)干細(xì)胞移植應(yīng)用于臨床的疾病。腦血栓的成因是腦血管的阻塞，因?yàn)槭苡绊懙膮^(qū)域的不同會(huì)引起多種細(xì)胞受損，本來(lái)并不容易以單一的細(xì)胞治療來(lái)修補(bǔ)受損的神經(jīng)并重新建立神經(jīng)回路。但是如果受損的部位在大腦的紋狀區(qū)等特定的位置，就可以進(jìn)行細(xì)胞移植的治療了。不同的科學(xué)家用不同的移植細(xì)胞，如胚胎干細(xì)胞、胎兒神經(jīng)干細(xì)胞、臍帶血細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞等進(jìn)行過(guò)多種移植，大部份都能改善神經(jīng)功能、減少中風(fēng)面積。隨著這方面研究的繼續(xù)，相信以后會(huì)有更多的方法應(yīng)用于臨床。
此外，還有肌萎縮性側(cè)索硬化癥，是最主要的一種運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病，俗稱(chēng)“漸凍人病”，因?yàn)榇瞬∏址覆∪说乃闹④|干和延髓的上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，導(dǎo)致吞咽困難、肌肉萎縮、肌無(wú)力和肌束顫動(dòng)，就像一個(gè)人慢慢地被凍住了一樣，一般發(fā)病后的存活年限不超過(guò)三年，是一種極為嚴(yán)重的惡性神經(jīng)系統(tǒng)疾病。現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)可以輕易地在體外把胚胎干細(xì)胞分化成運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，但是在移植中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的放置位點(diǎn)卻是個(gè)難題，此外如何建立不同神經(jīng)細(xì)胞間的聯(lián)系也是一個(gè)挑戰(zhàn)。在最近的人體實(shí)驗(yàn)中，將間充質(zhì)干細(xì)胞注射進(jìn)入側(cè)索硬化癥患者的胸椎中，追蹤四年顯示有部分案例的肺功能惡化趨勢(shì)有所減緩。也許間充質(zhì)干細(xì)胞有望在治療這一疾病中發(fā)揮作用。
現(xiàn)在再說(shuō)點(diǎn)題外話(huà)，我們這里講的神經(jīng)干細(xì)胞指的都是中樞神經(jīng)干細(xì)胞。實(shí)際上外周的神經(jīng)細(xì)胞比中樞神經(jīng)細(xì)胞有著更強(qiáng)的再生能力，所以斷指再植經(jīng)過(guò)鍛煉還可以恢復(fù)大部份的功能。
·還差啥？神經(jīng)干細(xì)胞
除了通過(guò)移植進(jìn)行神經(jīng)損傷后的功能重建外，神經(jīng)干細(xì)胞還有其它的利用價(jià)值：
比如，它可以作為攜帶特殊基因的載體用于疾病的治療。神經(jīng)干細(xì)胞可以在體外培養(yǎng)、擴(kuò)增，進(jìn)行基因操作，把一些特殊的基因或經(jīng)過(guò)改裝、修飾了的基因引入到這些細(xì)胞的基因組里，再將其植入到中樞神經(jīng)系統(tǒng)。這樣，攜帶特殊基因的神經(jīng)細(xì)胞既可以和宿主的神經(jīng)元建立突觸聯(lián)系又可以提供特殊基因的表達(dá)產(chǎn)物，比如某種酶，而達(dá)到基因治療的目的。已經(jīng)有報(bào)道用神經(jīng)干細(xì)胞治療基底神經(jīng)節(jié)損傷和固定性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)缺陷的病人，不過(guò)移植效率還是有點(diǎn)差強(qiáng)人意罷了。
神經(jīng)干細(xì)胞還可以作為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物篩選載體，從正常人腦組織分離獲得的神經(jīng)干細(xì)胞具有種屬特異性；從病人腦組織分離獲得的神經(jīng)干細(xì)胞則具有疾病特異性，它們從理論上講有著均一的遺傳背景，有利于藥物篩選平臺(tái)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。而利用神經(jīng)干細(xì)胞可以在體外誘導(dǎo)分化的特點(diǎn)，還可以進(jìn)一步篩出促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向特定神經(jīng)細(xì)胞種類(lèi)分化的藥物來(lái)。
另外，神經(jīng)干細(xì)胞與組織工程學(xué)相結(jié)合的研究也是目前研究的熱點(diǎn)。近年來(lái)，組織工程學(xué)飛速發(fā)展，它可以建立細(xì)胞與生物材料的三維復(fù)合體，形成類(lèi)似活體的組織，對(duì)有病的或受損的組織進(jìn)行形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的重建，最終達(dá)到永久性的替代。
在過(guò)去的十多年，神經(jīng)干細(xì)胞領(lǐng)域成果不斷，取得了舉世矚目的成就，積累了大量的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)，為神經(jīng)干細(xì)胞治療走向臨床提供了豐厚的理論基礎(chǔ)。隨著人類(lèi)對(duì)基因組、蛋白質(zhì)組學(xué)以及表觀(guān)遺傳學(xué)的研究的不斷深入，我們必將會(huì)完全了解神經(jīng)干細(xì)胞的內(nèi)在規(guī)律，從而可以有規(guī)律的定向控制它的增殖和分化，并讓它們?cè)谖覀兯枰奈恢眯惺构δ堋?br/>但是，神經(jīng)干細(xì)胞研究中還有許多未竟的事業(yè)，需要更多更深入的研究，僅就神經(jīng)干細(xì)胞移植就有以下一些方面需要進(jìn)一步的研究：首先，不同代的神經(jīng)干細(xì)胞有可能具有不同的生物學(xué)特性，必須找出最適宜移植的代數(shù)范圍，保證移植細(xì)胞的狀態(tài)和成份；其次，不同疾病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律是不同的，對(duì)于不同的疾病也要掌握最佳的移植時(shí)機(jī)；第三，移植細(xì)胞的數(shù)量也是一個(gè)問(wèn)題，并不是越多越好，不同實(shí)驗(yàn)室所做的移植數(shù)目差異很大，這還需要更多實(shí)驗(yàn)確定一個(gè)最佳數(shù)目；第四，在異體移植中，不但移植入的神經(jīng)干細(xì)胞會(huì)有反應(yīng)，它也會(huì)引起受體神經(jīng)系統(tǒng)的一系列反應(yīng)，甚至?xí)绊懯荏w自身的神經(jīng)干細(xì)胞，這些繼發(fā)性反應(yīng)也需要研究和關(guān)注；第五，不同的移植方法對(duì)移植物以及受體也會(huì)有不同的影響，我們總在尋找更加簡(jiǎn)便，創(chuàng)傷更小，效率更高的移植方法；第六，我們?nèi)绾螛?biāo)記移植的細(xì)胞，如何檢測(cè)移植細(xì)胞的存活率，如何鑒定移植后功能的重建；最后，是如何在移植后幫助功能的重建。

4.干細(xì)胞中的007——間充質(zhì)干細(xì)胞
·面目模糊的間充質(zhì)干細(xì)胞
間充質(zhì)干細(xì)胞就像成體干細(xì)胞中的007。這位說(shuō)了，是像007那樣英俊瀟灑嗎？錯(cuò)了！英俊瀟灑的那是皮爾斯·布魯斯南，真正的間諜才不會(huì)像他那樣人見(jiàn)人愛(ài)、花見(jiàn)花開(kāi)、車(chē)見(jiàn)車(chē)爆胎呢！真正的間諜應(yīng)該長(zhǎng)得非常普通，一副貌不驚人的樣子，甚至你見(jiàn)過(guò)他之后轉(zhuǎn)眼就會(huì)忘記他的長(zhǎng)相，因?yàn)樗L(zhǎng)得實(shí)在是太普通了。但是實(shí)際上呢？人家卻是本領(lǐng)高強(qiáng)，文武雙全，內(nèi)外兼修，就像俗話(huà)說(shuō)的那樣：一肚子的磨刀水――秀（銹）氣在內(nèi)呢！
間充質(zhì)干細(xì)胞就是這樣一類(lèi)干細(xì)胞：神出鬼沒(méi)，存在于身體的多個(gè)組織器官；貌不驚人，沒(méi)有明顯的特征，甚至沒(méi)有可以用來(lái)鑒別它的標(biāo)志；神通廣大，可以變身（分化）為各種組織器官的細(xì)胞。它們是那樣的特殊，以至于人們簡(jiǎn)直沒(méi)有辦法準(zhǔn)確地定義它們。
　　 　
光鏡下的間充質(zhì)干細(xì)胞　電鏡下的間充質(zhì)干細(xì)胞
簡(jiǎn)單的說(shuō)，間充質(zhì)干細(xì)胞是指一群具有向成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞和成脂肪細(xì)胞分化的，具有多種分化潛能的多能干細(xì)胞。它們來(lái)源于胚胎發(fā)育早早期的中胚層和外胚層的未成熟的胚胎結(jié)締組織，在體內(nèi)外特定的誘導(dǎo)條件下可以分化成脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝、心肌、內(nèi)皮甚至血液等多種組織細(xì)胞。
怎么樣，復(fù)雜吧？
那么，為什么要把這一類(lèi)細(xì)胞稱(chēng)為間充質(zhì)干細(xì)胞呢？它們的共性就在于：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的結(jié)締組織，多數(shù)是由薄薄一層細(xì)胞外基質(zhì)和其中埋藏的細(xì)胞組成，在這些細(xì)胞中就包括有間充質(zhì)干細(xì)胞，它們的特點(diǎn)就是可以分化成骨、軟骨和脂肪。雖然其后的研究表明，用分離和鑒定間充質(zhì)干細(xì)胞的經(jīng)典方法純化出來(lái)的細(xì)胞們還可以分化成肌肉啦、韌帶啦、神經(jīng)啦、甚至血細(xì)胞什么的，但這都不是它的特性，只能算是它“順便”帶有的功能罷了。
但，這些順便帶有的功能卻在再生醫(yī)學(xué)中起著大作用。
有趣的是，間充質(zhì)干細(xì)胞不止可以分化成各種各樣的細(xì)胞，它的來(lái)源也是五花八門(mén)的。最主要的，當(dāng)然還是來(lái)源于骨髓啦，其次還有臍血、外周血、肌肉、骨、軟骨、肌腱、脂肪和血管等。看到了嗎？凡是它能分化的組織中就可以看到它的存在。那么是因?yàn)檫@些組織需要它間充質(zhì)干細(xì)胞才會(huì)在這里出現(xiàn)，還是間充質(zhì)干細(xì)胞本來(lái)就在發(fā)育的過(guò)程中停留在了這些組織中，這還是科學(xué)家們研究的一個(gè)課題。
·功能強(qiáng)大的間充質(zhì)干細(xì)胞
間充質(zhì)干細(xì)胞是一種非常好的可用于移植的成體干細(xì)胞。
首先，它和造血干細(xì)胞一樣，主要來(lái)源于骨髓，易于獲得；其次，它也很容易被分離出來(lái)，目前有非常經(jīng)典的方法來(lái)分離它；第三，間充質(zhì)干細(xì)胞在體外培養(yǎng)不易自動(dòng)分化（人的間充質(zhì)干細(xì)胞在12代以?xún)?nèi)可以保持核型正常，并保持很強(qiáng)的端粒酶活性）；第四，它又不像胚胎干細(xì)胞或神經(jīng)干細(xì)胞那樣，有永生化的趨勢(shì)（一個(gè)細(xì)胞一旦有了永生化趨勢(shì)，就同時(shí)具備了成瘤性，有可能形成畸胎瘤甚至是惡性腫瘤）；第五，間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫原性很低，在異體移植時(shí)不容易發(fā)生免疫排斥（也就是說(shuō)，它像余則成一樣，很懂得潛伏，可以不被警惕性很高的免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)――這也是一個(gè)間諜必備的素質(zhì)，不是嗎？）；第六，間充質(zhì)干細(xì)胞還懂得“策反”，它有免疫調(diào)節(jié)的作用，可以調(diào)節(jié)受體的免疫系統(tǒng)，使這些免疫系統(tǒng)不但不排斥它，反而為它所用（強(qiáng)大吧！）；最后，作為一種易于獲取的成體干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞也完全可以應(yīng)用于自體移植，從自己的骨髓中分離出來(lái)，用于修復(fù)自己病變和損傷的組織，完全不存在免疫排斥等問(wèn)題。
間充質(zhì)干細(xì)胞的應(yīng)用研究最早是用于骨和軟骨的修復(fù)，十九世紀(jì)就有人在從事這方面的研究，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了很好的效果。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要采用體外培養(yǎng)擴(kuò)增后的間充質(zhì)干細(xì)胞與組織工程學(xué)的支架材料復(fù)合制備出一個(gè)復(fù)合體，然后再植入缺損的部位。目前，這種治療在骨和肌腱的修復(fù)中已經(jīng)相當(dāng)成功，但還沒(méi)有辦法造出完美的軟骨，科學(xué)家們還在這個(gè)方面繼續(xù)努力著。
間充質(zhì)干細(xì)胞還可以在體內(nèi)或體外分化成骨骼肌細(xì)胞，因而可以再造肌組織，用于治療肌萎縮、肌營(yíng)養(yǎng)不良等疾病。
間充質(zhì)干細(xì)胞還可以分化成心肌細(xì)胞，這給廣大心臟病患者帶來(lái)了福音。目前國(guó)際上已經(jīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療急性心肌梗死和慢性缺血性心臟病，都取得了不錯(cuò)的療效。科學(xué)家們還在研究它們?cè)诜侨毖孕募〔≈械膽?yīng)用。事實(shí)上，因?yàn)楦杉?xì)胞移植在心肌疾病上的應(yīng)用，美國(guó)近年來(lái)的心臟移植手術(shù)的數(shù)量一直都在下降中。
間充質(zhì)干細(xì)胞可以在體外較長(zhǎng)期的培養(yǎng)，近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)它還很容易被外源基因轉(zhuǎn)染和表達(dá)，是一種很好的基因載體。所以從理論上講，我們可以通過(guò)將正常基因轉(zhuǎn)入到患者自身的間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過(guò)體外擴(kuò)增后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，從而達(dá)到治療某些基因突變引起的遺傳性疾病的目的。
人們很早就研究出間充質(zhì)干細(xì)胞有支持造血的功能，它可以分泌很多種可以刺激造血細(xì)胞增殖和分化的細(xì)胞因子，同時(shí)它還可以被誘導(dǎo)分化成基質(zhì)細(xì)胞，可以修補(bǔ)由于基質(zhì)細(xì)胞缺乏導(dǎo)致的造血功能障礙。2007年，人們又發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞本身也可以分化成血液細(xì)胞，這樣，間充質(zhì)干細(xì)胞也可以被用于血液疾病的治療。
間充質(zhì)干細(xì)胞所具有的低免疫原性和免疫調(diào)節(jié)的特性，因此從理論上講，它就可以被用于治療自身免疫性疾病，炎癥和過(guò)敏性疾病。在這個(gè)領(lǐng)域，我國(guó)的科學(xué)家們?nèi)〉昧碎L(zhǎng)足的進(jìn)步，在間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)再生障礙性貧血、梗死心肌炎癥以及心肌，毛細(xì)血管修復(fù)的影響，證實(shí)間充質(zhì)干細(xì)胞在這一領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
此外，間充質(zhì)干細(xì)胞還被用于肝細(xì)胞的移植，以及牙科，角膜疾病的研究，等等方面。作為一種面目模糊但卻功能強(qiáng)大的成體干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞的研究正是成體干細(xì)胞研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
在未來(lái)，間充質(zhì)干細(xì)胞的研究還有以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：首先，是尋找和鑒定間充質(zhì)干細(xì)胞的特異性細(xì)胞表面標(biāo)志分子。科學(xué)家們肯定不會(huì)放任間充質(zhì)干細(xì)胞就這樣面目模糊下去，一定要找出它的分子標(biāo)志，讓它們?cè)谖覀兊难燮さ紫聼o(wú)所遁形，這樣我們才能更好的分離、培養(yǎng)、研究和利用它們。其次，鑒于間充質(zhì)干細(xì)胞良好的分化潛能，對(duì)它的功能拓展也是一個(gè)關(guān)鍵，尋找不同來(lái)源、不同特性的間充質(zhì)干細(xì)胞，并且擴(kuò)展它們的分化能力，擴(kuò)大它們所治療疾病的適應(yīng)癥，減少不同個(gè)體之間的差異，提高誘導(dǎo)分化的效率和方向性都是未來(lái)間充質(zhì)干細(xì)胞研究中所面臨的挑戰(zhàn)。

5.成體干細(xì)胞中的“敗類(lèi)”——腫瘤干細(xì)胞
·什么是腫瘤干細(xì)胞
腫瘤干細(xì)胞指的是腫瘤中具有自我更新能力并能產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞。
意思就是說(shuō)：腫瘤干細(xì)胞就像是腫瘤的“種子”，一方面它可以自我更新，自己復(fù)制自己，無(wú)限繁殖；另一方面又可以在增殖的過(guò)程中變成其它種類(lèi)的腫瘤細(xì)胞，侵襲、轉(zhuǎn)移。
那么腫瘤干細(xì)胞從哪里來(lái)的呢？這里有兩種說(shuō)法：一是，原本潛伏在組織里的成體干細(xì)胞發(fā)生了變異，變成了腫瘤干細(xì)胞；另一種說(shuō)法是，某些細(xì)胞發(fā)生變異后，干細(xì)胞化，變成了“特別壞”的腫瘤干細(xì)胞。這兩種說(shuō)法在科學(xué)界吵得不亦樂(lè)乎，兩方面都有自己的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，但也都不能得到完全證實(shí)。本來(lái)大家都已經(jīng)傾向于是前者了，可是近年來(lái)誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，又使大家有了新的思路。到底腫瘤干細(xì)胞從哪兒來(lái)呢？還需要我們的科學(xué)家繼續(xù)不斷地研究下去，畢竟這個(gè)領(lǐng)域還是一個(gè)新興領(lǐng)域，還有很多很多的空白需要填補(bǔ)。
組織中的腫瘤干細(xì)胞

不管腫瘤干細(xì)胞從哪兒來(lái)，它們都是一群“非常壞”的細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兪悄[瘤發(fā)生、發(fā)展和維持的基礎(chǔ)。它們的數(shù)目非常稀少，一般只占所有腫瘤細(xì)胞的0.1%~1.0%，但成瘤性卻很高，是普通腫瘤的幾百倍；它們還可以多向分化，形成各種不同的腫瘤，只要腫瘤干細(xì)胞到達(dá)一個(gè)新的組織或區(qū)域，腫瘤的轉(zhuǎn)移就是不可避免的了；它們還很“狡猾”，對(duì)放療、化療不敏感，它們擁有與正常干細(xì)胞一樣的本領(lǐng)，在它們的細(xì)胞膜上有一類(lèi)特殊的分子泵，可以排出進(jìn)入細(xì)胞的化療藥。所以就算我們用放、化療殺死了大部份的腫瘤細(xì)胞，只要還有腫瘤干細(xì)胞的漏網(wǎng)之魚(yú)，腫瘤就還會(huì)復(fù)發(fā)，這也解釋了為什么腫瘤復(fù)發(fā)率會(huì)那么高的原因。
在對(duì)腫瘤干細(xì)胞的研究過(guò)程中，產(chǎn)生了一種新的腫瘤發(fā)生理論，稱(chēng)作有序構(gòu)成理論。這個(gè)理論認(rèn)為：人體的腫瘤細(xì)胞是由一系列表型功能各異、處于不同成熟階段的細(xì)胞有序的構(gòu)成的，而腫瘤干細(xì)胞則處于這一構(gòu)成的最上游。就是說(shuō)腫瘤的發(fā)生就像一個(gè)大型企業(yè)或機(jī)構(gòu)，有著明確的組織結(jié)構(gòu)和分工，而腫瘤干細(xì)胞則是“高層”。可以打個(gè)比方,就像基地組織和本·拉登。
·“敗類(lèi)”也有用——為什么要研究腫瘤干細(xì)胞
作為一種非常“壞”的細(xì)胞，腫瘤干細(xì)胞具有與其他成體干細(xì)胞一樣的特性和能力，而正是因?yàn)橛辛诉@些特性和能力，腫瘤干細(xì)胞才具有那么大的破壞力。套句蜘蛛俠里的話(huà)，這叫“能力越大，禍害越大。”
首先，腫瘤干細(xì)胞與其他的正常成體干細(xì)胞一樣，通常處于相對(duì)靜止或者說(shuō)相對(duì)休眠的狀態(tài)，而當(dāng)前臨床上常用的抗腫瘤藥物都是針對(duì)正在迅速分裂的細(xì)胞的（大多數(shù)腫瘤細(xì)胞都有分裂特別迅速這個(gè)特點(diǎn)）。
其次，多數(shù)成體干細(xì)胞都表達(dá)一類(lèi)蛋白，可以參與細(xì)胞內(nèi)化療藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)，比如三磷酸腺苷結(jié)合蛋白藥物轉(zhuǎn)運(yùn)子，這類(lèi)基因的表達(dá)產(chǎn)物在正常的干細(xì)胞中可以幫助干細(xì)胞抵抗環(huán)境中的不利化學(xué)因素的影響。但當(dāng)我們要用化學(xué)藥物去殺死危害我們的健康的腫瘤干細(xì)胞時(shí)，這個(gè)功能卻使腫瘤干細(xì)胞可以輕易地逃逸。
第三，機(jī)體為了讓干細(xì)胞能夠穩(wěn)定的“休息”，往往會(huì)給它們制造一個(gè)小小的“安樂(lè)窩”，我們稱(chēng)之為“龕”。這些龕有著良好的細(xì)胞外基質(zhì)，起著屏障的作用，既使干細(xì)胞不容易接觸到化療藥物，又在龕中形成一種低氧的小環(huán)境，避免因射線(xiàn)引起的DNA損傷。這些對(duì)干細(xì)胞的“照顧政策”同樣也適用于腫瘤干細(xì)胞，致使腫瘤干細(xì)胞更容易從化療、放療中逃逸。
第四，前面我們也講過(guò)，干細(xì)胞都具有很強(qiáng)的端粒酶活性和很強(qiáng)的DNA修復(fù)功能，這樣，即使放、化療傷害到了它們，它們也有本事進(jìn)行修復(fù)，繼續(xù)自己的“幸福生活”。
第五，我們都知道，干細(xì)胞是作為儲(chǔ)備細(xì)胞而存在的，當(dāng)機(jī)體需要它們的時(shí)候，才會(huì)被動(dòng)員起來(lái)，增殖分化成我們需要的細(xì)胞。在這個(gè)過(guò)程中，干細(xì)胞必然會(huì)從原來(lái)待著的地點(diǎn)轉(zhuǎn)移出來(lái)，一路前行，直到需要它的地方才再次定居。腫瘤干細(xì)胞也具有這樣的能力，但這個(gè)能力一旦配備到腫瘤干細(xì)胞身上就悲劇了，因?yàn)檫@就是腫瘤轉(zhuǎn)移的原因啊！腫瘤干細(xì)胞因此具備有極強(qiáng)的轉(zhuǎn)移能力和侵襲能力。
最后，腫瘤干細(xì)胞還有一項(xiàng)特殊的能力，它可以在低氧的環(huán)境下可以出釋放大量的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，這種蛋白可以促進(jìn)附近的組織中長(zhǎng)出新生的血管。這有什么用呢？俗話(huà)說(shuō)“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，血管就是為腫瘤組織提供糧草的生命線(xiàn)。腫瘤干細(xì)胞可以為自己產(chǎn)生更多更大的血管，以獲取更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保證自己的生長(zhǎng)。
因此，研究腫瘤干細(xì)胞的意義特別重大。首先，我們要研究腫瘤干細(xì)胞是從哪里來(lái)的？到底是成體干細(xì)胞發(fā)生了突變，還是普通細(xì)胞重新幼稚化變成了干細(xì)胞？從而阻斷它的來(lái)源；其次，我們可以研究不同種類(lèi)的腫瘤干細(xì)胞的表面標(biāo)志，不但能夠在體外分離研究它們，更重要的是給治療提供靶點(diǎn)；第三，我們還可以通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞分化，使其失去自我更新的能力來(lái)治療腫瘤，比如現(xiàn)在已經(jīng)在臨床上使用的維甲酸，就是通過(guò)這個(gè)機(jī)制來(lái)治療急性早幼粒細(xì)胞白血病的；最后，科學(xué)家們還在研究是否能夠讓腫瘤干細(xì)胞“改邪歸正”, 使其逆轉(zhuǎn)恢復(fù)成正常的干細(xì)胞或普通細(xì)胞。
以腫瘤干細(xì)胞為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療的研究是當(dāng)今腫瘤研究中的重點(diǎn)，它為人類(lèi)認(rèn)識(shí)腫瘤的發(fā)生機(jī)制和腫瘤的防治提供了一條最具有挑戰(zhàn)的可能和希望。

6.其他一些成體干細(xì)胞
·脂肪干細(xì)胞
脂肪干細(xì)胞實(shí)際上是一類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞，它們是起源于中胚層而定居于脂肪組織中的一類(lèi)成體干細(xì)胞。與其他間充質(zhì)干細(xì)胞類(lèi)似，都有非常強(qiáng)大的多向分化的能力，可以被廣泛的應(yīng)用于移植治療和組織工程，是成體干細(xì)胞中的“明日之星”。
2001年茹克等人首次從脂肪抽吸物中分離出了具有間充質(zhì)干細(xì)胞特性的脂肪干細(xì)胞，有發(fā)育成骨、軟骨、脂肪、肌肉等多種組織的功能。
培養(yǎng)的脂肪干細(xì)胞
脂肪抽吸術(shù)是一種利用負(fù)壓吸引或者超聲波、高頻電場(chǎng)等物理化學(xué)手段，通過(guò)穿刺或者較小的皮膚切口，把局部經(jīng)過(guò)預(yù)處理的皮下脂肪吸出的一種微創(chuàng)手術(shù)，最早是在20世紀(jì)60年代由羅德貝爾醫(yī)生等人創(chuàng)立的。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間它都是作為一種主要美容手術(shù)而流行，直到茹克等人發(fā)現(xiàn)了前途無(wú)量的脂肪干細(xì)胞。最妙的是，脂肪抽吸術(shù)還不會(huì)影響脂肪干細(xì)胞的能力，我們將可以通過(guò)一個(gè)原本很“無(wú)聊”的美容手術(shù)來(lái)使我們的病人獲得新生。
與來(lái)自骨髓的間充質(zhì)干細(xì)胞不同，脂肪干細(xì)胞的能力不會(huì)隨著提供者年齡的增加而降低。一般的講，骨髓組織會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減少，相對(duì)的可獲取的間充質(zhì)干細(xì)胞也會(huì)減少，更糟糕的是細(xì)胞的分化能力也會(huì)下降。脂肪干細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)就在于，它的附著與增殖能力與年齡無(wú)關(guān)，而只與提供者的體質(zhì)有關(guān)。施博爾等人發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于不同部位的脂肪干細(xì)胞的數(shù)量和分化潛能是不同的，白色脂肪內(nèi)的含量多于棕色脂肪，而與腹部、大腿和乳房來(lái)源的脂肪組織相比，人的前臂組織中含有更多的脂肪干細(xì)胞（不過(guò)我估計(jì)如果有選擇的話(huà)，大多數(shù)人還是會(huì)更喜歡抽取腹部的脂肪干細(xì)胞）。
而與來(lái)自骨髓的間充質(zhì)干細(xì)胞一樣，脂肪干細(xì)胞也有強(qiáng)大的多向分化的能力，用不同的誘導(dǎo)方法可以跨胚層定向分化形成軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞，肝細(xì)胞和上皮細(xì)胞等。
但是脂肪干細(xì)胞的應(yīng)用還面臨著許多難題：首先，脂肪干細(xì)胞與其他間充質(zhì)干細(xì)胞一樣，沒(méi)有特異性的表面標(biāo)志物，這樣對(duì)它的鑒定就是一個(gè)麻煩；其次，目前為止，對(duì)脂肪干細(xì)胞的誘導(dǎo)主要還是體外誘導(dǎo)，而且并不能做到充分的分化，誘導(dǎo)出來(lái)的細(xì)胞功能也與正常成熟的細(xì)胞存在差異；第三，體外誘導(dǎo)所用的誘導(dǎo)液含有各種生長(zhǎng)因子，價(jià)格昂貴不說(shuō)，還可能與腫瘤有關(guān)；最后，現(xiàn)在多數(shù)的脂肪干細(xì)胞的研究都是體外實(shí)驗(yàn)，而體內(nèi)環(huán)境特別是病理情況下的環(huán)境與體外環(huán)境是不一樣的，如何在體內(nèi)環(huán)境特別是病理環(huán)境下實(shí)現(xiàn)修復(fù)也是挑戰(zhàn)之一。所以，如何高效、廉價(jià)、安全的誘導(dǎo)脂肪干細(xì)胞應(yīng)用于臨床還需各國(guó)科學(xué)家們繼續(xù)努力。
·肌肉干細(xì)胞
肌肉干細(xì)胞是一類(lèi)直接參與骨骼肌分化的干細(xì)胞，在胚胎和成人體內(nèi)都有存在。實(shí)際上，在成人體內(nèi)存在兩類(lèi)具有干細(xì)胞特性又能分化成骨骼肌的干細(xì)胞：一類(lèi)是衛(wèi)星細(xì)胞，也叫成肌祖細(xì)胞；另一類(lèi)是肌源干細(xì)胞，又叫旁群細(xì)胞。因?yàn)榻^大多數(shù)都是衛(wèi)星細(xì)胞，所以通常大家所說(shuō)的肌肉干細(xì)胞主要指的就是肌肉衛(wèi)星細(xì)胞。
肌肉衛(wèi)星細(xì)胞最早是在1961年由美國(guó)洛克菲勒研究所的亞歷山大·莫羅在蛙的肌肉中發(fā)現(xiàn)的，它們位于骨骼肌纖維的肌細(xì)胞膜與基底膜之間，細(xì)胞核比較大，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器相對(duì)較少，處于分裂的靜止期（也就是說(shuō)它們與其他類(lèi)型的成體干細(xì)胞一樣不怎么分裂）。
肌肉衛(wèi)星細(xì)胞　 熒光染色的肌肉衛(wèi)星細(xì)胞　
其實(shí)，肌肉是由兩種肌纖維組成的:一種是慢肌纖維，顏色較深，含氧量高，擁有很好的耐力（鳥(niǎo)類(lèi)就有很多的慢肌纖維，所以可以做長(zhǎng)時(shí)間飛行）；一種是快肌纖維,其顏色較淺，是肌肉力量和爆發(fā)力的來(lái)源。肌肉衛(wèi)星細(xì)胞主要分布于慢肌纖維，從胚胎到成人，隨著年齡增加衛(wèi)星細(xì)胞的比例相對(duì)減少，到一定程度后終身維持。
機(jī)械性損傷或者某些疾病可以激活肌肉衛(wèi)星細(xì)胞，從而開(kāi)啟肌肉再生：首先是肌肉衛(wèi)星細(xì)胞從靜止期激活，經(jīng)過(guò)幾輪增殖（包括對(duì)稱(chēng)增殖和不對(duì)稱(chēng)增殖），大部分衛(wèi)星細(xì)胞分化、融合形成新的肌纖維，或者修復(fù)損傷的肌纖維；然后，衛(wèi)星細(xì)胞重新回到靜止期，回到基底膜下等待以后的再生。
早在1990年就有科學(xué)家研究利用肌肉衛(wèi)星細(xì)胞移植的方法治療肌營(yíng)養(yǎng)不良，但一直都沒(méi)有很好的療效，估計(jì)與免疫抑制治療的手段不足有關(guān)，因?yàn)楦叨燃兓募∪庑l(wèi)星細(xì)胞出現(xiàn)的免疫反應(yīng)更少，肌細(xì)胞也更易融合。因?yàn)楣w細(xì)胞不易取得，體外培養(yǎng)過(guò)程又容易分化，肌肉細(xì)胞移植的治療一直舉步維艱。
雖然很早就發(fā)現(xiàn)了骨骼肌的肌肉干細(xì)胞，但同為肌肉，很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)大家都認(rèn)為心肌內(nèi)不存在肌肉干細(xì)胞。一直到2003年貝爾特拉米等人才證明在成年大鼠的心臟中存在有一類(lèi)可以自我更新、多能分化，形成心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的肌肉干細(xì)胞，這種細(xì)胞注入到缺血的心肌后，可以分化成心肌細(xì)胞，確認(rèn)為心肌干細(xì)胞。這種細(xì)胞在心肌中含量非常之少，只有萬(wàn)分之一到八萬(wàn)分之一，主要分布于心尖和心房處。
·心肌干細(xì)胞
骨髓源性的心肌干細(xì)胞實(shí)際上就是骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞，在心肌梗死后在細(xì)胞粘附分子、趨化因子和生長(zhǎng)因子等的共同參與下，改變干細(xì)胞與骨髓基質(zhì)間的相互作用，從骨髓中動(dòng)員出來(lái)，進(jìn)入外周血液循環(huán)，啟動(dòng)早期心肌形成基因，同時(shí)表達(dá)一定的多能干細(xì)胞表面標(biāo)志，到心肌的局部微環(huán)境下可以分化為心肌細(xì)胞，也可以分化成內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞。
骨髓源性的心肌干細(xì)胞和原位的心肌干細(xì)胞都可以在心肌壞死后被動(dòng)員，增殖分化，修補(bǔ)受損的組織，但是，對(duì)于大面積的損傷往往于事無(wú)補(bǔ)。所以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植，是治療心肌梗死的一個(gè)較新的有效方法，已經(jīng)在應(yīng)用于臨床了。但是骨髓來(lái)源和原位心肌干細(xì)胞的研究也方興未艾，因?yàn)檫@打破了傳統(tǒng)認(rèn)為心肌不可再生的觀(guān)點(diǎn)，為心臟疾病的治療注入了新的潛力，通過(guò)激活心肌干細(xì)胞而不是損傷性的移植來(lái)達(dá)到修復(fù)的目的。
·肝臟干細(xì)胞
肝臟干細(xì)胞并不是特指某一類(lèi)的細(xì)胞，而是指與肝臟發(fā)育和再生有關(guān)的各類(lèi)具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞類(lèi)型的總稱(chēng)。根據(jù)這些細(xì)胞的來(lái)源，我們可以把它們分為肝內(nèi)源性和肝外源性肝臟干細(xì)胞兩類(lèi)，每一類(lèi)又有幾種不同的細(xì)胞，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是可以增殖分化成肝細(xì)胞。
肝內(nèi)源性肝干細(xì)胞主要分為三類(lèi)：肝卵原細(xì)胞、小肝細(xì)胞和胚胎源性肝細(xì)胞。其中主要以卵原細(xì)胞為主，所以，如果說(shuō)狹義的肝臟干細(xì)胞，其實(shí)就是指卵圓細(xì)胞。
卵原細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)其實(shí)很早，在1956年就由法伯等人在大鼠的肝臟中發(fā)現(xiàn)了，這是一類(lèi)體積較小、核較大，呈卵圓形的細(xì)胞。它們除了有自我更新的功能以外，還可以分化成肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞。平時(shí)它們主要定位于肝終末小膽管處，處于靜止?fàn)顟B(tài)，只有當(dāng)肝組織發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷或肝細(xì)胞增殖被抑制時(shí)，它們才會(huì)被動(dòng)員起來(lái)，移動(dòng)到需要的區(qū)域并分化成肝細(xì)胞。
熒光染色的肝卵圓細(xì)胞
需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，實(shí)際上普通肝細(xì)胞的再生能力本來(lái)也是很強(qiáng)的，在很多情況下，小量的肝損傷都可以由肝細(xì)胞的自身增殖來(lái)修復(fù)，只有當(dāng)肝組織發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷，或者因?yàn)榧膊〉纫蛩仄胀ǜ渭?xì)胞不能增殖時(shí)，卵圓細(xì)胞才會(huì)披掛上陣，行使修復(fù)的功能。
外源性肝干細(xì)胞則有很多種，主要有骨髓干細(xì)胞（包括造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞）、胰臟干細(xì)胞和脂肪干細(xì)胞，還有很多種成體干細(xì)胞在體外也可以誘導(dǎo)成為肝細(xì)胞或肝細(xì)胞樣的細(xì)胞，但真正應(yīng)用于臨床的，只有骨髓干細(xì)胞和胰腺干細(xì)胞。前者有強(qiáng)大的分化能力，易于取得和分離，后者與肝細(xì)胞不僅有相似的組織結(jié)構(gòu)和相同的起源，而且還有實(shí)驗(yàn)表明二者之間可以相互轉(zhuǎn)化。
應(yīng)用肝臟干細(xì)胞治療肝臟疾病，可以分3個(gè)階段：
當(dāng)肝臟損壞還不是那么嚴(yán)重時(shí)，我們可以根據(jù)已有的肝臟干細(xì)胞的知識(shí)，通過(guò)刺激和動(dòng)員，使卵圓細(xì)胞結(jié)束休眠，投入到救亡行動(dòng)中去，拯救自己的肝臟。這需要研究肝臟干細(xì)胞在體內(nèi)分化過(guò)程的人為控制，如何營(yíng)造適宜的微環(huán)境和提供適當(dāng)?shù)募?xì)胞因子，以及如何在疾病環(huán)境下讓這些細(xì)胞代替病損的組織而行使正常的生理功能。這些都是擺在科學(xué)家面前的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
當(dāng)肝臟損壞進(jìn)一步加劇后，慢條斯理的自我救贖已經(jīng)不能奏效，那就需要投入新的救亡大軍了。這時(shí)候我們就可以選擇自體干細(xì)胞移植或者異體干細(xì)胞移植，多數(shù)會(huì)選擇的是骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞，我們可以把分離純化好的間充質(zhì)干細(xì)胞用腹腔鏡直接通過(guò)門(mén)靜脈注射到肝臟內(nèi)，再加上特殊藥物，使它們可以在肝臟內(nèi)扎下根來(lái)，并且分化發(fā)育成有功能的肝臟細(xì)胞，專(zhuān)業(yè)上稱(chēng)“區(qū)域性原位移植”。但這是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，而每個(gè)人的生理病理狀態(tài)都會(huì)影響這一過(guò)程，所以如何穩(wěn)定、高效地達(dá)到我們的目標(biāo)還是科學(xué)家們研究的課題。
還有一種方法，就是再造一個(gè)組織工程肝。無(wú)論是用內(nèi)源性的還是外源性的肝干細(xì)胞，我們先給它一個(gè)支架，通常會(huì)選用具有良好的生物相容性和生物降解性的三維立體支架，天然的如：膠原、纖黏連蛋白、層黏連蛋白、透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、殼聚糖等，或者也可以用人工合成的高分子材料，如多孔聚乳酸乙醇酸；再使肝組織血管化，就是在我們體外培養(yǎng)的肝組織中構(gòu)建出豐富的血管和毛細(xì)血管網(wǎng)，以提供細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)、氧氣和細(xì)胞因子；最后就是細(xì)胞回植，將肝臟干細(xì)胞植入到支架上，通過(guò)培養(yǎng)，形成組織工程肝，再移植到我們的病人體內(nèi)。這一技術(shù)目前還處于實(shí)驗(yàn)階段，但相信在科學(xué)家的努力下在不久的將來(lái)可以應(yīng)用于臨床，造福于廣大肝病患者。
另外，還有一些比較另類(lèi)的肝臟干細(xì)胞的治療方法，比如“肝化脾”，就是把肝臟干細(xì)胞移植到脾內(nèi)，讓它們?cè)谄?nèi)形成有功能的肝組織，從而達(dá)到修復(fù)的目的。脾臟內(nèi)有豐富的血管可以使肝臟干細(xì)胞在它的紅髓內(nèi)長(zhǎng)期生存和分化，但是脾臟內(nèi)也含有大量免疫細(xì)胞，會(huì)把70%的肝臟干細(xì)胞清除掉，而且有可能會(huì)引起強(qiáng)烈的并發(fā)癥，所以這只是個(gè)有益的嘗試。
還有一種是將肝臟干細(xì)胞移植到腸系膜上，那里也有豐富的血液供應(yīng)以供肝臟干細(xì)胞生長(zhǎng)。但是種植的細(xì)胞只能在腹腔內(nèi)懸浮生長(zhǎng)，只能短期內(nèi)改善肝功能，無(wú)法長(zhǎng)期存活。
不要小看這些另類(lèi)的方法，科學(xué)就是在這些奇思妙想中發(fā)展起來(lái)的，試錯(cuò)是找到正確途徑的有效方法之一。
·胰臟干細(xì)胞
糖尿病是一種常見(jiàn)并受到廣泛關(guān)注的疾病，全世界約有2.4億、我國(guó)約有5000萬(wàn)糖尿病患者，而絕大多數(shù)糖尿病患者都是由于胰島細(xì)胞的損傷和病變?cè)斐傻摹?br/>可以分泌釋放胰島素的胰臟是一個(gè)含有內(nèi)外分泌細(xì)胞的器官，受損或病變的胰臟可以進(jìn)行自我修復(fù)，胰臟內(nèi)分泌細(xì)胞也常常需要更新，表明胰臟中存在具有分裂能力，并在分裂后分化成為終末分化細(xì)胞的干細(xì)胞。2000年由美國(guó)的伯杰等首次發(fā)現(xiàn)了胰腺干細(xì)胞，它們與其他種類(lèi)的成體干細(xì)胞不同，有自己明顯的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)（也就是說(shuō)長(zhǎng)得很有特色），可以直接從形態(tài)學(xué)上就把它們分辨出來(lái)。具體的說(shuō)就是：胰臟干細(xì)胞是一種嗜堿性單核細(xì)胞（即可被堿性染料染色），圓形，核為圓形或腎形，較大，多含有兩個(gè)明顯的核仁，染色質(zhì)細(xì)膩分散，胞質(zhì)內(nèi)無(wú)明顯的細(xì)胞器（看不到顆粒）。
胰臟干細(xì)胞分布在導(dǎo)管細(xì)胞和胰島中，在適當(dāng)?shù)拇碳は拢倥菁?xì)胞和胰島細(xì)胞可以進(jìn)行分化，而這種分化對(duì)環(huán)境的依賴(lài)性很大，比如層黏連蛋白就是分化胰腺導(dǎo)管細(xì)胞所必需的。
從進(jìn)化的角度來(lái)看，無(wú)脊椎動(dòng)物只有肝臟而沒(méi)有胰臟，但它們的肝臟可以行使胰臟的功能；而高等生物的肝臟和胰臟雖然形成了兩個(gè)獨(dú)立的器官，但它們的細(xì)胞來(lái)源是相同的。所以肝臟干細(xì)胞和胰臟干細(xì)胞之間可以相互轉(zhuǎn)化也就沒(méi)什么好奇怪的了。生物學(xué)上把這種現(xiàn)象稱(chēng)之為“轉(zhuǎn)分化”，是指一個(gè)干細(xì)胞或它的后代從一種分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種分化狀態(tài)的過(guò)程。也就是二次分化。這也是當(dāng)今干細(xì)胞學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一。
在臨床上，通過(guò)培養(yǎng)糖尿病患者的早期胰腺干細(xì)胞可以獲得大量具有分泌胰島素功能的細(xì)胞，即可以解決臨床材料不足的問(wèn)題，有可以避免免疫反應(yīng)，有著巨大的臨床應(yīng)用潛力。
除了糖尿病的治療之外，研究胰臟干細(xì)胞還有一個(gè)重大的課題，就是胰腺癌。胰腺癌被稱(chēng)為是“癌癥之王”，以惡性程度高、死亡率高而著稱(chēng)。有研究表明，胰島來(lái)源的惡性腺癌可能與胰島細(xì)胞暴露在高濃度的生長(zhǎng)因子下有關(guān)，這些生長(zhǎng)因子包括胰島素、胰島素樣生長(zhǎng)因子和轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子，胰腺癌腫瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，所以對(duì)胰臟干細(xì)胞的研究也是研究胰腺癌的一個(gè)重要課題。

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