全能干细胞的研究方向
干细胞可以分成两类:胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞在分化上具有全能性,有如一颗全能种子,能发育成人体各种组织细胞;而成体干细胞在分化上具有多能性,只能分化和它相关的组织细胞,比如造血干细胞只能分化成红血球、血小板、白细胞等血液细胞,而表皮干细胞主要分化为皮肤或粘膜。
实际上,从受精卵开始,胚胎细胞就不断分裂分化发育成为各种器官,因此,胚胎干细胞必须是“全能选手”。对成年人而言,大部分情况下,身体各组织只要准备一些功能有限的干细胞,完成“小修小补”就可以了。但在临床治疗中,则需要大量干细胞才能起到效果,这就必须借助生物技术手段。科学家的梦想在于,希望能够利用干细胞的全能特性修补受损器官。比如,培育神经细胞,让截瘫病人重新站起来;培育出胰岛β细胞,从而治疗糖尿病。 此前,科学家获取干细胞的主流方法是通过体细胞克隆,培育人类胚胎,从中再提取胚胎干细胞。简单说,就是将他人的卵细胞进行细胞核剔除后,再植入体细胞核,使其发育成为早期胚胎。一般而言,14天之内的胚胎,其胚胎干细胞最有研究价值,超过这一时限,克隆的胚胎就会越来越具有“克隆人”的特性,不仅研究价值下降,而且会遭遇严重的伦理问题。
事实上,根据目标不同,克隆技术研究在此会形成一条岔路:向左走——如果克隆胚胎为了培育成体生命,最终的成果便是“多利羊”;向右走——如果是为了获取治疗用干细胞,则需要对胚胎干细胞的生长环境加以调节,使其不向组织器官方向发展,而且在体外大量增殖,在数量上满足临床上治疗的需要。对干细胞研究者来说,这如同为细胞重新编写发育程序。不过,胚胎干细胞获取难度非常大。不仅克隆胚胎的成功率很低(“多利羊”就是从227个克隆胚胎中唯一成功的),而且即使克隆成功,重写“发育程序”的难度更大。
因此,目前国际学术界的主流方法已经从克隆胚胎获取胚胎干细胞,转向诱导体细胞,使其重新编程,成为具有胚胎干细胞特性的诱导多能干细胞(iPS)。2007年,美日科学家就成功地将皮肤细胞诱导为多能干细胞,这被认为是当年最重要的研究进展之一。按照这条路线,国际上近两年来取得了一系列成果。
除了克隆胚胎和iPS之外,学术界还有其他一些干细胞治疗的路径。例如,胎盘中的羊膜干细胞就是一种有潜力的研究对象。它不仅具有发育成其他组织细胞的潜力,而且,它不会形成肿瘤,也不需要组织配型,这是由于它能够杀死攻击它的免疫细胞,避免排异反应,可以实现异体细胞治疗。
【更新时间:2010-8-23】 【点击率:】 【
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