从奥巴马松绑看干细胞热

中国医科院基础医学研究所 曾武威 章静波 
 
　　什么是干细胞

　　干细胞不是干燥的细胞。“干”译自英文Stem，其中文意思为树干和起源。

　　人的细胞可分为体细胞和干细胞。由于体细胞会因为衰老或受伤而死亡，所以，动物体内有一个干细胞库，随时为身体生产体细胞的替代品——新的体细胞。

　　干细胞（stem cell）是贯穿在人体生长发育全过程中产生各种成熟细胞的初始来源，是一类具有自我复制和多种分化潜能的细胞，它包括胚胎干细胞和成体干细胞。其中，胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES cell）直接来源于受精卵分裂发育而成的胚泡。随着个体发育，胚胎干细胞再分化成不同种类的组织特异性干细胞，例如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞等，它们统称为成体干细胞。进一步分化后，这些干细胞就会分化成为各种组织，在体内执行不同的生理功能。

　　受到严控的个性化细胞

　　个性1：能自我复制和增殖分化  一方面，干细胞可通过自我复制保持人体各组织中干细胞数目的稳定；另一方面，可通过细胞分裂达到细胞的增殖分化。而在此过程中所产生的子代细胞，能显示母代细胞所没有的性状和功能。

　　个性2：具有多种分化潜能  干细胞可分化为多种功能细胞，例如胚胎干细胞可以在一定条件下分化为人体几乎所有类型的功能细胞。这一潜能被称为胚胎干细胞的亚全能分化特性。而成体干细胞可以分化为特定组织内的各种功能细胞，比如造血干细胞可以分化成红细胞、粒细胞和淋巴细胞等血液系统的各种细胞。

　　个性3：类似种子  人体是由多种功能细胞（如神经细胞、血细胞、肌细胞、骨细胞等）组成的，这些细胞来源于组织特异性的成体干细胞，而成体干细胞来源于胚胎干细胞的分化。一般认为，成体干细胞已经分化到了相当的程度，但它们的分化潜能是有限的——不同组织来源的干细胞只能分化为所在组织的功能细胞，比如造血干细胞只能分化为血液组织内的各种细胞。但是越来越多的研究表明，成体干细胞具有可塑性，能在一定条件下进行跨组织分化。

　　尽管干细胞具有自我复制和多潜能分化的特性，但是它们在人体内是受到严格调控的，这样身体才能保持干细胞和特定功能细胞在特定组织内的平衡，使机体保持正常的发育。

　　治愈难治疾病不是梦

　　从理论上讲，干细胞（尤其是胚胎干细胞）可以在体外无限增殖，还能在适当的条件诱导下分化为体内任何类型的细胞，成为最佳的“种子”细胞。科学家正是要利用干细胞的这些特性，治疗一些由功能细胞受损或衰老、死亡所引起的疾病，例如恶性肿瘤、糖尿病、血液系统疾病、神经系统疾病（尤其是神经退行性病变，如老年痴呆症、帕金森氏病等）等。也就是说，用干细胞所分化的各种细胞替代机体内受损的、正在衰老或已经死亡的功能细胞。近半个世纪以来，造血干细胞移植已经治愈了数以万计的白血病患者。而利用干细胞治疗更多的疾病正是无数科学家梦寐以求的。

　　奥巴马“松绑”的原因

　　20世纪五六十年代，现代医学意义上的干细胞研究始于用骨髓中的造血干细胞进行骨髓移植。科学家试图重建再生障碍性贫血和白血病等血液疾病患者的造血系统。

　　20世纪80年代，科学家在小鼠胚胎干细胞研究方面取得突破。

　　1997年英国多利羊（Dolly羊）的诞生，使人胚胎干细胞及各种组织成体干细胞的研究从此拉开了序幕。已有的研究结果表明，哺乳动物的体细胞核与干细胞核一样包含着完整的遗传信息，并且证明已经发育成特定组织的细胞，可以在一定条件下再次启动发育程序，使干细胞最终像受精卵一样逐渐发育成一个完整的动物个体。

　　1998年，美国科学家成功地在体外培养了人的胚胎干细胞。这一研究进展不仅实现了人类胚胎干细胞的体外培养，还使增殖后的细胞保持了其分化为人体各种功能细胞的潜能，从而为在体外培养并在未来利用胚胎干细胞治疗人类疾病奠定了基础。由此，干细胞成为21世纪生命科学最重要的研究领域之一，也是奥巴马为干细胞研究“松绑”的根本原因。