一分鐘了解科學(xué)家眼中的干細(xì)胞,讓更多不可能變成可能!

如果說藥物、手術(shù)分別代表著兩次醫(yī)學(xué)革命,那么干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)連同生命科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)的開啟,就是當(dāng)之無愧的第三次革命。
100個(gè)科學(xué)家眼中有100個(gè)研究方向,能讓大家都基本不反對的不多——“人類身體所有問題的答案,最終都要去細(xì)胞中尋找”這算一個(gè)。
今天我們不妨從頭聊聊,跨越150余年,科學(xué)家們和干細(xì)胞,都在忙啥?(也可一分鐘了解,參見文中三張時(shí)間節(jié)點(diǎn)圖表即可~)
基因和和干細(xì)胞誰更牛?
干細(xì)胞的故事要從基因說起?;蚝芗t,深入人心的雙螺旋結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了生命科學(xué)的經(jīng)典IP和精神圖騰。
但是,有人不禁要問,基因和干細(xì)胞什么關(guān)系?誰更厲害?19世紀(jì),美國著名生物學(xué)家E.B.Wilson在他的經(jīng)典著作《發(fā)育和遺傳中的細(xì)胞》中就已經(jīng)提出過干細(xì)胞的概念,從基因研究中關(guān)注了干細(xì)胞。

而基因與干細(xì)胞,唇齒相依。舉個(gè)例子,如果基因是工程圖紙,那么干細(xì)胞就是工程中所需要的各種建材的供應(yīng)商。按照基因圖紙的要求,需要什么材料,干細(xì)胞就能生產(chǎn)什么材料,換句話說,工程竣工交付使用,總有日久失修的時(shí)候,維修找總工是不合適的,要找施工隊(duì),那就是干細(xì)胞。
總結(jié)一句話,基因管遺傳,在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn);干細(xì)胞管組織的再生,修復(fù),站在一線幫助你。

而干細(xì)胞作為站在一線的“實(shí)戰(zhàn)型選手”,百余年間和科學(xué)家們一起,經(jīng)歷了春夏,也體會(huì)過寒冬,如今終于碩果累累。讓我們一起來看看,他們不平凡百年。
1878-1982年:老鼠、兔子與干細(xì)胞研究

1878年,維也納的Schenk發(fā)表了第一篇哺乳類體外受精卵的報(bào)道,主角一只老鼠,雖然試驗(yàn)不夠成功,但這只沒有姓名的老鼠,為人類開啟干細(xì)胞研究之路,做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn),但行好事,莫問前程。在之后的百余年間,干細(xì)胞之路上的研究從圍繞著受精卵展開。

為什么要圍繞受精卵深挖干細(xì)胞研究?干細(xì)胞由受精卵分化而來[1],而胚胎干細(xì)胞具有完整的細(xì)胞全能性,可以分裂出任何組織、器官。不得不說,科學(xué)家們通過百年的研究,終于發(fā)現(xiàn)了全能干細(xì)胞,給人類的“重生”設(shè)置了初始密碼。
1984-2011年:諾獎(jiǎng)鼓勵(lì)、臍帶血干細(xì)胞進(jìn)入大眾視野

1984年到2011年這三十年間,干細(xì)胞研究領(lǐng)域發(fā)生了很多事。
總結(jié)來說:這三十年,進(jìn)展和阻礙并行。被定調(diào)擁有“復(fù)生”能力的全能干細(xì)胞,一方面開始朝著細(xì)分方向繼續(xù)研究,一方面又因全能干細(xì)胞的老祖宗“胚胎干細(xì)胞”取自人類胚胎,在宗教和倫理的夾擊下受到一些質(zhì)疑,讓研究方向朝著體外培養(yǎng)發(fā)展,而研究實(shí)驗(yàn)對象仍大規(guī)模停留在動(dòng)物階段——即便是2007年關(guān)于干細(xì)胞的諾獎(jiǎng)?lì)C布,也是依托鼠類干細(xì)胞試驗(yàn)探尋攻克癌癥的方法。
如果爭議讓干細(xì)胞領(lǐng)域感受寒冷,1995年,臍帶血干細(xì)胞修復(fù)免疫綜合癥的成功案例,把科學(xué)家和病患都帶進(jìn)了春天——首先臍帶血中含有大量的干細(xì)胞。
1987年科學(xué)家在人類臍帶血(Umbilical Cord Blood,UCB)中發(fā)現(xiàn)了造血干細(xì)胞的存在, 臍帶血成為繼骨髓、外周血后第三個(gè)造血干細(xì)胞來源。臍血中的造血干細(xì)胞具有長期自我更新的能力和分化成各類成熟血細(xì)胞的潛能[2]。此次成功修復(fù)了免疫綜合癥,又一次證明了其修復(fù)性;其次,它此前長期被看成“醫(yī)療廢料”,對于它的研究不具備爭議性。

如此看來,臍帶血是上天給予人類的禮物。但因?yàn)槟氀翘好涑鰯嗄毢螅瑲埩粼跀嚯x的胎盤和臍帶中的血液,一生只有一次獲取機(jī)會(huì),所以倍顯珍貴,于是,我國在1996年于北京籌建首家臍帶血干細(xì)胞庫,旨在爭分奪秒的為人類留住這珍貴的寶藏。
截至目前,北京市臍血庫庫容量已達(dá)100萬份,儲(chǔ)存量超過30萬份,累積為臨床提供臍帶血超過1800份,治療患者近1700例。衛(wèi)健委以嚴(yán)明的標(biāo)準(zhǔn),隨后陸續(xù)驗(yàn)收批準(zhǔn)設(shè)立了天津、上海、廣東、四川、山東、浙江6家臍血庫,目前,包括北京在內(nèi),國家認(rèn)證的臍帶血造血干細(xì)胞庫僅此7家。

臍帶血干細(xì)胞,引領(lǐng)科學(xué)走在大路上

而2012年,日本京都大學(xué)的山中伸彌憑借發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

(坐在山中伸彌左手邊的是同屆獲得諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)的中國作家莫言,該次亦是中國作家首次獲得諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng) 2012真是好年份)
IPS細(xì)胞將普通的皮膚終末細(xì)胞逆轉(zhuǎn)成具有再生能力的干細(xì)胞,如此使單個(gè)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)返老還童,理論上讓老人逆轉(zhuǎn)成一個(gè)剛出生的嬰兒,成為了可能。人類重生的大門,自此有了光。但該研究的復(fù)雜性也相生相伴,距離臨床上大規(guī)模使用,還有相當(dāng)長的路。
2012年開始,間充質(zhì)干細(xì)胞出現(xiàn)在了公眾視野。存在于臍帶血等人體多種組織中的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs),是一種優(yōu)質(zhì)的、可用于細(xì)胞治療的干細(xì)胞類型,MSCs具有促進(jìn)血管生成、分化和免疫調(diào)節(jié)的能力。
同時(shí),在干細(xì)胞治療的臨床試驗(yàn)中取得了優(yōu)異的評價(jià),在治療心血管疾病、腦脊髓損傷、腦卒中、糖尿病、肝硬化、軟骨和骨損傷、克羅恩病和移植物抗宿主?。℅vHD)等多種疾病中顯示出一定的臨床意義,自此,臍帶血干細(xì)胞的寶藏功能不斷開發(fā)出來,開始不斷幫助人類攻克疑難疾病的大路上披荊斬棘。

截至2020年5月,全球有5506 項(xiàng)干細(xì)胞相關(guān)臨床試驗(yàn),其中我國482項(xiàng)。全球已批準(zhǔn)上市的干細(xì)胞產(chǎn)品有18個(gè),以間充質(zhì)干細(xì)胞為主,國內(nèi)已完成備案的73項(xiàng)干細(xì)胞臨床研究項(xiàng)目中有49項(xiàng)為間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)項(xiàng)目,33項(xiàng)涉及臍帶來源間充質(zhì)干細(xì)胞[3]。

可以看到,干細(xì)胞研究歷經(jīng)百年,終于在全世界的共同努力下,走進(jìn)了輝煌的新時(shí)代,目前,科學(xué)家們的目光集中在臍帶血干細(xì)胞為代表的臨床試驗(yàn),將加速干細(xì)胞研究賦能人類的腳步。
參考文獻(xiàn):
[1]蘇小蓉. 干細(xì)胞中microRNA和靶基因相互作用的數(shù)據(jù)庫[D].南方醫(yī)科大學(xué),2015.
[2]王東. 不同胎齡臍血干細(xì)胞ALDH1含量測定及意義[D].大連醫(yī)科大學(xué),2020.
[3]李夢詩,王越,徐莎,王靈,劉文庸.干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和臨床研究的現(xiàn)狀分析[J].第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2021,42(08):949-956.
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