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2012年12月31日 03:18 新华社-瞭望东方周刊( R, G0 k8 J/ Y3 a# k# u# @
文 | 顾怀宇& X' `- ?- [' M
6 {+ R2 ^) S+ \, K当我们看到广西巴马县的一名百岁老人在命河的溪水边清洗衣裳时，我们会感到，自然与环境之美是生命的基本支撑力量，人类对健康的渴望不应该依赖干细胞及一系列的分子医学高科技 C4 z3 [9 I0 ]; F7 ], Q
' J# Y# B- |, A# t" k: U 文 | 顾怀宇
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诗人喜欢把生命当作造物主最神奇的作品来歌颂，事实上，芸芸众生的繁衍，可以说是由一个精子与卵子的融合开始的生命之旅。 1 m; k. _6 }' {5 i: H. D& a5 w
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什么是干细胞
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精子和卵子融合之后，受精卵由此开始了由有丝分裂引导的，一生二、二生四、四生万万亿亿的过程。受精卵分裂的细胞不仅有天文级的数量，同时又有千差万别的形态与功能。功能不同的细胞构成了神经组织、上皮组织、结缔组织、肌肉组织，进而演绎了生命生生不息的诗章。
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在受精卵分裂的初始状态，这种细胞具有分裂的多能性，即分化成不同细胞的潜力，称之为干细胞。
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干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，细胞核相对较大。在一定条件下，干细胞可以分化成多种功能细胞。根据它所处的发育阶段，可分为胚胎干细胞和成体干细胞；而根据它的发育潜能，则可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。 8 r3 d( W& q% T
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干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，因此在医学界有“万用细胞”之称。
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在医学领域的广泛应用 " G7 I% M# ]+ |0 |
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这种“万用细胞”在医学领域将有广泛的应用，主要来自于人类对于疾病的无奈和对长寿的渴望。 X: s/ h1 V3 @9 _- @
$ I8 ?+ E% @& ?) E# O 一些退行性疾病，比如老年性痴呆，人类目前找不到逆转神经元在Aβ蛋白沉积过程中死亡的方法，干细胞的生命力为这类疾病提供了遥远的希望。众所周知，年龄是导致老年性痴呆的最主要元凶，特别是人在70岁后罹患该病的风险骤增，目前仍无有效治疗方法。近年来，干细胞疗法在神经系统变性疾病的治疗中取得了令人鼓舞的进展，为老年性痴呆的治疗开辟了新的思路。 5 Y$ p* E) h9 t# b; C2 [
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目前神经干细胞治疗老年性痴呆的实验研究主要方向是在老年性痴呆模型脑内导入生长因子，主动激活内源性神经干细胞，在一些外源性药物的诱导下可修复受损伤的神经元。
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9 f A# x2 F$ o. `% i& } 科学家还可以通过直接把干细胞移植到体内，以达到治疗疾病的目的，可分为单纯神经干细胞移植和基因工程加工后的神经干细胞移植。前者指将外源性多分化潜能神经干细胞移植入脑后，可在神经系统存活、繁殖， 并迁移到不同部位分化为相应的神经元和神经胶质。虽然这些技术在临床的应用仍尚需时日，但随着分子医学的发展，干细胞技术治疗神经退行性疾病将有广阔的应用前景。 8 q" X6 ?0 E* i' A
}; R8 j: J; }6 g) { 人类对生命常青的渴望也在催生干细胞在抗衰老领域的应用。
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/ _( K5 m. v* a7 }; E2 W9 P 科学家们研究发现，造成衰老的主要原因有三种：疾病创伤、环境污染和机体功能退化。干细胞移植是目前已知的可修复被疾病催损或功能丧失的器官的最有效方法，可以通过直接刺激患者已受损的器官组织，令其再生，得到所需的干细胞；也可以移植新的干细胞，用以替换患者体内已经丧失功能的细胞。移植的干细胞进入人体后，能根据机体需要，增殖、分化出大量的特异性细胞，替换体内的衰老细胞，从而使机体重新获得细胞水平的动态平衡。 3 @$ y/ l1 n' x& H+ s! C8 p$ Q/ |
8 f' O- }/ x. p8 t 因此，各个组织和器官被及时修复，全身各系统的生理功能迅速提高。实验表明，从干细胞中提取出胚源细胞分化因子及生长因子能使免疫细胞年轻化，上调机体的细胞免疫功能，促进某些细胞因子分泌，增加人体各种器官、组织的修复和再造所需的最基本的材料，实现逆转衰老、提高免疫力等功能。
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干细胞分泌的生命活性因子可以在未来医疗工作中发挥重要作用。 1 m* Q) ~ z3 q5 H6 V
! p H) J Q6 A7 Y' u 人类已经认识到许多生命活性因子的重要性，如神经生长因子、血管生长因子与免疫相关的细胞因子等。干细胞也可以分泌短链脂肪分子，这种脂肪分子可以穿过生物膜系统直接调控生命遗传物质的表达进而为临床医学服务。
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解决干细胞应用的安全性问题 9 h* u" L4 f% r3 J7 x
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干细胞在生命医学领域的应用前景带来人类对于延续生命的希望，但在干细胞的应用过程中要尤其注意干细胞的多能分化性与可能具有的不死性。在充足的营养条件及正常的环境参数下，干细胞可以一直分裂下去。这种特殊性要求我们对干细胞的临床应用保持高度谨慎的状态，人体内要避免植入一种不可控制的细胞，否则将引起严重后果。 * L6 l- i, j: |& s
9 Q2 X5 l7 z8 [4 s+ Z 有研究报告提示：如果成年人干细胞在体外增殖太久，有可能发生癌变，原因之一是植入的干细胞开始生成端粒酶。端粒是线状染色体末端的一种特殊结构，在正常细胞中，会随细胞分裂而逐渐缩短。端粒酶可以修复DNA 复制后产生的端粒缺损，使得细胞分裂克隆的次数增加，保持细胞“永生”。如果永久地打开干细胞的端粒酶基因，最终将使其变成癌细胞。
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! \$ b' J7 G0 S$ d 而且，DNA在复制时并不是绝对精准的，即使是正常的细胞，随着分裂的次数增多，DNA复制可能出现的错误就越多。这种错误很可能导致干细胞变异，由此埋下致癌的种子。
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/ Q5 i4 v% r5 h) J" n* A* Q/ N 因此，解决干细胞应用的安全性问题还需更多基础医学研究工作和严格的临床风险控制策略。 ; @$ s/ U7 C. |4 r
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在人类憧憬干细胞的美好应用前景时需要采用技术手段主动控制临床应用中的风险。利用转基因技术人为控制干细胞的分裂次数，消除无限增殖干细胞对身体健康的影响。 ! B" W4 x# d$ T' d5 i
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目前基因调控的方法主要有几种。
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一是通过对DNA序列的改造，如插入或敲除基因片段，使影响干细胞扩增的基因受到调控。这种改造针对目的基因及其相关上游、下游调控元件，从而使干细胞的分裂受限。 # k& _7 o0 b% h7 v" a( T0 h* e
0 y6 M0 {% N" u# ]: _ 其他的办法还包括：对目的基因甲基化等使影响干细胞分裂的基因沉默；切断目的基因转录后的翻译过程，使影响干细胞分裂的蛋白质表达受到限制；影响基因的转录和翻译过程或相关调控因子，如影响目标mRNA的稳定性，从而控制目的基因的表达等等。
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: L% U0 c& u( q" n) v3 F* P 更加复杂的方法包括蛋白质甲基化、去乙酰化、乙酰化等来控制干细胞的不死性。生物体中，许多非组蛋白可以和 DNA结合，对这些蛋白质的修饰作用能改变它们与 DNA的结合方式，并改变染色质和核小体的结构，从而影响基因的转录活性。 ( J" ?( q% O5 C0 R% R5 Z" Q9 }
" O4 ]. k/ C# }4 N ^ 在未来的临床应用中，外源的基因开关可与一段决定干细胞死亡的基因一同植入到干细胞的基因组，医生通过基因开关来调控干细胞在人体内的功能进而使干细胞在绝对安全的条件下在医疗中心中使用，这样人类就可以放心地使用多种干细胞产品。 2 O: I5 r$ O1 B$ D w0 l
- ?3 F0 x* p& x) [ `1 f& m$ _ 在人类对健康生命的追求过程中，我们向往高科技的生活，追求高科技带来的创新进步，但是当我们看到广西巴马县的一名百岁老人在命河的溪水边清洗衣裳时，我们会感到，自然与环境之美是生命的基本支撑力量，人类对健康的渴望不应该依赖干细胞及一系列的分子医学高科技。 8 w+ K6 [, G' A" T& I
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干细胞可以为生命的延续带来希望，但真正的生命力量来自于我们对干细胞细致的研究和纯理性的安全使用上。 ! E$ d* b; W5 H- q& V5 o9 W5 S
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(作者系中山大学教授，博导，国家863计划项目负责人)
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发表于 2012-12-31 10:42
