关于干细胞研究思路的一点想法

wangfw

本人从事干细胞相关研究已经有几年，自我感觉总是在盲从于国内外研究的所谓“潮流”，实质就是重复别人研究干细胞的模式，干细胞的体外分离，鉴定，分化潜能的诱导等等。IPS细胞技术一经出现便引起国内外干细胞研究者疯狂的追捧。而我却担心IPS细胞是否会将我们引入干细胞的歧途。我的理由是干细胞在体内所执行和扮演的功能和角色永远无法通过体外给予完全的重复。干细胞在体内的环境无法再体外完全重现。这和物理学中量子力学中的海森堡测不准原理有几分相似。因此，我设想能否通过对受精卵或胚胎干细胞进行标记，在其形成个体的发育过程中时时追踪其路径以探究其功能和所扮演的角色。

AIR-JPC

思想有多远，就能走多远

menghy

在胚胎就进行标记，用什么来标记呢？标记用的物质能和细胞增殖分化一起传给下一代吗？可能随着胚胎细胞的分化，标记就开始丢失了。

wangfw

一提到标记，大家会不加思索的想到外源标记，我认为对干细胞研究来说，利用其内源标记或许更为理想。我们先假设:我们身体中存在的成体干细胞均起源于胚胎干细胞，是胚胎干细胞分化的一个特殊阶段。那么胚胎干细胞的标记基因比如Oct4是不是可以作为内源性标记基因呢。相关研究已经显示在成体组织中具有Oct4阳性的细胞，因此顺着Oct4这条线索一定会追踪到胚胎干细胞在机体组织内迁移的踪迹。

abgg

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! @" g% o2 B( g* d/ q! `" b$ b2 T6 K- o- b7 ^: [
个人觉得，“干细胞在体内的环境无法再在体外完全重现”，这句话，或许一两年内就会成为历史。生物发育，有一部分过程是，程序规定好了，细胞可以自己生长分化。关键是如何设定这个条件。过去囿于材料和加工水平，人类只能在（主要在）平皿中培养、研究细胞，而现在方兴未艾的3D打印技术给解决体外模拟体内环境带来了在加工手段上的突破，所以这方面很可能在最近几年中有突破性进展。最后，由于在平皿中培养，细胞很可能处于”challenged/stressed"状态，人类得出结论究竟真实性有多少，还需要存疑验证。因此，在这次突破之后，细胞生物学的研究水平会有一个质的提高。

stwgch1987

回复 abgg 的帖子$ J, G4 }$ D( w7 p# ~2 z9 C

+ e( p& d9 V% u- N# S同意，虽然我对干细胞不太了解，但是感觉楼主分析得有点片面吧

zb_ming

3D打印要走的路很长，理论上是可以实现其无所不能的打印，但它是具有前提的，那就是粉末材料，这个技术突破要是用在生物材料还好，人体组织的话就不是那么简单了，很多瓶颈等着去解决呢。这恐怕不是最近几年几十年能解决掉的。
/ Y7 E( K* L/ T$ G: v& ]另外，干细胞源头标记--我称之为“从头标记”并进行追踪，等同于3D打印机，想法是好的，前途也是光明的，但是中间的路恐怕就不是那么好走了。因为受精卵分裂发育除了所在微环境之外（蜕膜功能层）对他影响很大之外，其本身的分裂发育也有着严格的时空性、具有庞大的网络性、多样性、相互依赖性和在我们目前看来的不定性（当然，其自身的行程规划是设定好了的，“到什么时候干什么活"）。设想的这种追踪也不太好实现：首先，从全能干细胞到多能干细胞再到单能干细胞和前体细胞，其表面标志物不断的经过了复杂的更迭变化，这种变化也是受微环境和个体发育的时空调控的，其复杂性难以想象。所以，就目前来讲，用一种或几种标志物去体内追踪（即便是内源性，其实不是大家不想，而是找不到目前）是不可能实现的。这是做过干细胞的都有的想法吧。

marrowstem

楼上三位兄弟都发表了精彩的观点，各自都有对当今细胞生物学发展有很深的了解和理解，赞一个是必须的。6 t$ n* J* a% y$ s$ ^2 }+ k
     另外谈点个人看法，现在细胞生物学的研究有很多处在停摆状态，有很多技术上加上认识上的瓶颈限制了突破性的成果出现究；干细胞研究领域也是这样的状况。/ o) K/ H" R  [9 [6 y
     我觉得楼主的想法是不错的，把看似不可能的研究成为可能，那才是伟大的工作，就像生物学研究历史上的许多突破，都是这样的——独辟蹊径，有巧妙的设计，找到可行的mark，做出来就是诺贝尔奖级的work。4 K) ]/ N7 E$ Z$ f5 v1 P
   一直很忙，都是忙些无谓的事，以致参加讨论少了，望各位理解多多，但不排除的一点是，近年来干细胞研究领域实在让人能兴奋起来参与讨论、发表观点的东西不多。

abgg

回复 zb_ming 的帖子, K# S9 h- ~: V- W+ q! R5 [

  `1 V1 C9 C! P/ f% @2 x7 P4 u1 e3 {关于示踪标记，比较赞同你的意见。影响因素多，示踪不很可能在发育过程中丢失掉。
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. I/ [: x( |) s. d4 H生物材料需要不断研究、积累改进的，着急不得。
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1. 现有材料虽然不能100%模拟，但在医学领域是有实用价值的（前提是它通过严格的临床测试），比如义肢。
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2. 现有基础可以探索大规模细胞工厂，为大规模生产细胞因子服务。
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3. 现有材料的不丰富性，也决定体外模拟是一个探索时间相对长（至少十年不止）的领域。物理的（机械的）和物化的环境对细胞的影响可以得到比较充分的探索。
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chips100

体内标记的办法完全能够实现，现在的oct4绿色荧光鼠就是内源性oct4基因组后面加上的gfp，如果想追踪，做老鼠的全身切片就ok了。这个鼠貌似国内有的。
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1 p$ l- {% E7 |8 k* R  Q) c如果愿意，把所有的基因都做成gfp标记的去追踪，也不是什么技术难题，时间和成本的问题罢了。现在技术发展真的很快。