再生医学邀干细胞“生产”器官

思宇

再造器官组织新概念
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3 H- Y9 @! X7 A5 R; x　　一些生物诸如蝾螈、水蛭和章鱼等，如果手、足甚至半截身子断了，很快就能重新长出来。# W. O/ i. V+ i" d* |$ S0 c

( `3 w, B( }# t5 K+ N　　研究人员认为，这些生物全身都有像胚胎干细胞那样的能进行全能分化生长的细胞，即干细胞。& d% n' C" T1 j" t$ E: I
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　　干细胞的“干”，是起源的意思。因此严格地说，干细胞是尚未分化发育的，能生成各种器官组织的全能细胞。
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　　当然，按照分化程度和能否发育成各种器官组织这一标准，干细胞可以分为全能干细胞和组织干细胞。前者能发育形成一个完整的生物个体，就像人的胚胎发育成一个人一样，而后者只能分化形成一些器官组织，如肝脏、肾脏和心脏以及骨骼、皮肤和肌肉等。
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　　干细胞主要来源于胚胎。而现有技术已经能在体外鉴定、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞和各种器官组织干细胞。; q' Z+ z6 a- N. m$ z% e+ y

, O) q7 y& |! _4 l　　可以说，如果采用培养人体自身干细胞的方法培育各种器官组织，就可用于器官组织移植，或直接在坏死的器官组织部位培养出新的器官组织。
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0 q& b' f6 i- q+ ]& h　　故此，用干细胞培育器官组织的概念，实际上是用干细胞重新发育分化成器官组织，即再造器官组织，这与克隆人（生物体）既有联系又有区别。或许称“再造器官组织”比称“克隆器官组织”，概念更明确亦不易混淆。
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　　伦理挑战胚胎干细胞& i) r" ]1 G9 T0 t& N( T
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　　利用干细胞并令其在体外生长复制人们所需要的各种器官组织，目前还存在许多因难，这涉及干细胞的来源。1 U6 r) [/ M' {& `  q% t, |* [

* ^3 |; h8 s6 T　　现有理论和研究表明，要寻找可以分化发育的干细胞，只有“求助”胚胎。而从胚胎提取干细胞的多种方法，无一不涉及伦理问题。
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　　一种是通过自然怀孕或人工受孕获得胚胎，然后再在胚胎不同发育阶段，提取能分化发育成各种器官组织的干细胞，以培养人们所需的器官组织。但这就意味着孕育的目的，只为索要干细胞，而被提取了干细胞的胚胎实际上已被毁坏，不可能再发育成一个健全的婴儿。这在伦理上极具争议。
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　　另一种方法是效仿克隆羊多利的技术路线获取胚胎干细胞。具体做法是，需要移植肝脏的患者先提供自身体细胞，由医生将细胞核取出，再植入一个去核的人卵细胞中，激活后使其发育成囊胚，再由囊胚分化生成具有内胚层、外胚层和中胚层的胚胎，此时的胚胎便含有分化成各种组织器官的干细胞了。
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　　提取这些干细胞在体外定向培养，即可生成特定的器官组织，如心、肝、肾、肌肉、骨骼和皮肤等，供患者移植。" G! c6 I; I, j: q: @+ z9 l
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　　这种方法培养出来的器官诸如肝脏，实际上如同患者自身长出（克隆出）的一样，在主要组织相容性抗原和次要组织相容性抗原上都会比较一致，移植后就不会或很少排异。
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　　当然，该器官组织由于具有他人细胞质中的线粒体ＤＮＡ，可能编码生产不同的蛋白质，由此造成排异反应。而提取干细胞后胎儿能否健康发育，便很难保证了。" V9 i( v/ j2 K$ E- Q

$ N" r1 p9 P$ {$ u$ I: `8 k　　由此，无论东方还是西方，人们都认为从胚胎获取干细胞是在杀戮胎儿。这也是各国政府难以批准这一研究项目的原因之一。
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" F! ?5 @: G8 {7 B　　美国政府作了大量论证后，才同意有条件地使用和研究那些已经没有多大价值的废弃人类胚胎（一般是人工妊娠剩余部分），从中提取干细胞。美国规定，胚胎干细胞只能从体外授精的冷冻胚胎中提取，提供这种胚胎的人不能得到任何报酬等。然而这仍受到反对，人们认为无论以什么方式孕育的胚胎都是一条生命，而生命不容随意摧毁。
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　　寻找胚胎以外干细胞有几难
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　　从胚胎获取干细胞为伦理所困扰，一些研究人员便把目光投向胚胎以外的干细胞。
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　　他们认为，可在人体其他器官组织寻找干细胞，如骨髓干细胞和血管内的干细胞，以培养器官组织。但是这样的干细胞能否培养全能分化或定向培养能够应用临床的器官组织很难说，因为从理论上讲，它们是已发育成熟的成年干细胞，不像胚胎干细胞那样尚未发育。
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& B& c, A/ `7 ?: F" L　　不过世界有些国家报道说，在人体各种器官组织中可以找到尚未分化发育，或未完全分化发育的干细胞，而且可以刺激它们分化发育。但是这样的干细胞能否像胚胎干细胞一样，在数量和分化发育质量上都得到保证，还需要相当的研究证明。
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　　目前，已有研究人员正在尝试并取得了一些成果。
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( S+ T2 ^9 C2 l4 @$ k% X4 o0 L　　但是，多数研究人员认为，利用干细胞培养器官组织面临的最大难题是，要解决如下３个问题，即要使器官有血液供应；有神经支配并与大脑神经支配协调一致；在人体生理环境中协调。
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0 K/ {" C  _% K. T7 i6 @　　动物实验喜获成果( G/ J( o9 d; t' E/ r: t: g( O# s7 b

  a/ q8 Q5 q8 w4 D0 e- u7 O　　一些研究人员认为，除了胚胎干细胞和体内成年干细胞可以发育分化，并定向培育成各种器官组织外，还可以利用人体潜能再生细胞再造（克隆）人体器官，因为这种细胞能使人体器官组织自我修复，而这个过程与干细胞开始形成器官组织同理。
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　　人体是否有潜能再生细胞，或潜能再生细胞是不是就是干细胞的另一个名称，抑或是干细胞的另一种形式，或者它本身就可以分化发育成另一种细胞，以及这种细胞是否像干细胞一样能分化形成各种器官组织，这些都要留待研究实践回答。: ?4 n$ x- e; h, P8 M
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　　在利用干细胞再造组织器官研究方面，动物实验显现曙光。
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　　美国先进细胞技术公司和哈佛医学院等研究人员称，今年７月的《自然生物技术》杂志以封面文章形式，发表他们联合研究的实验结果，证明用克隆羊多利的方法可以提取干细胞，并定向培养成各种器官组织，而且这种器官和组织不会引起受体免疫排异反应。9 y  D9 Q; S1 j2 w

. E) p- C- D# i' X7 i　　这两个机构的研究人员从成年母牛耳朵上提取皮肤细胞（体细胞），将其ＤＮＡ放入另一只母牛的去核卵细胞中，再用电刺激法促使它们融合并发育分化。细胞分化４天后形成胚囊，即胚胎干细胞团。此时，研究人员将它们植入代理母牛子宫，经过５～６周孕育成早期胚胎。
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　　研究人员从早期胚胎中分离提取心脏、骨骼和肾脏等干细胞，并将其放在三维“支架”上培养成相应器官组织；再把这些由胚胎干细胞形成的早期器官组织，植入提供皮肤细胞的母牛体内。３个月之后，母牛免疫系统没有出现排异迹象。而且，用这种克隆方法培育的器官组织，与普通牛器官组织功能类似。这说明利用克隆羊多利的技术路线，可以获得不受免疫系统排异的较为理想的器官。
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　　这种方式如果用在人身上，是否完全没有免疫原性，即刺激受者免疫系统并产生排异，还得靠实验证明，因为这种再造（克隆）器官的细胞中还含有他人细胞质中的线粒体ＤＮＡ，其编码产生的蛋白质有可能引起免疫排异。