| 干细胞和再生医学(二) |
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干细胞：再生的重要细胞
在再生医学的研究和应用中，最有价值的细胞是干细胞。现在知道，片蛭之所以头部和尾部都能再生，就是因为它全身都存在干细胞。干细胞向切断的部位移动，通过增殖和分化，就完成了片蛭再生的全过程。
通常，一个生命体的生成需要一个受精卵不断地分化，形成各种组织和器官，最终构建起一个完整的生命体。在成体的不同组织和器官中，存在着具有再生能力的干细胞，即组织干细胞(成体干细胞)。组织干细胞在组织和器官中保持着一定的数量，这些细胞在机体受到损伤时能够自动地再生出一定数量的相应细胞。干细胞的细胞周期晚，但是细胞处于低分化状态，一生都具有增殖能力。干细胞虽然数量很少，但在骨髓、血液、皮肤、消化道内皮组织等组织中都有存在，甚至在脑中也存在可以不断分化的多能干细胞。
除了存在于成体组织和器官中的干细胞，还有存在于胚胎中的胚胎干细胞(ES细胞)。由于干细胞具有自我复制能力，再生性强；同时由于处于低分化状态，它还具有分化成多种细胞、组织和器官的能力，而且尤以胚胎干细胞分化潜力最强，它具有全能分化的潜力，可以分化形成各种组织和器官，因此背负着再生医学的重任，在人体组织损伤、修复中引起科学界的关注。
1997年体细胞克隆羊的降生，是生命科学一个划时代的进步，它把克隆人类变成了可能。但无论是使用克隆人的器官或者是使用克隆的人类胚胎进行医学治疗，即现在学界所讲的治疗性克隆，目前都还处于激烈争论的阶段。1998年汤姆生(J．Thomson)等人发表了关于胚胎干细胞的可用性论文，指出了干细胞的再生与体细胞克隆的不同，更是掀起了干细胞研究的热潮。
干细胞要为再生医学所用，必须解决稳定的体外来源问题。来源问题也是治疗性克隆争论的焦点之一，因为克隆器官和组织所需的干细胞如果取自胚胎，将会损毁胚胎。体外培养的干细胞系的构建，是解决来源问题的有效途径。有了体外培养的干细胞系，干细胞就可以源源不断地获得。1981年，埃文斯(M．J．Evans)等人成功建立了小鼠的胚胎干细胞系。这个ES细胞系来源于小鼠胚胎期细胞，其特点是不会癌化，在体外能够稳定地增殖，而且已经发现这个ES细胞系在体外培养后分化成了各种细胞，在体内进行移植时形成了各种畸形肿块。把ES细胞与胎儿纤维母细胞共同培养，ES细胞的分化受到抑制。抑制ES分化的因子是由胎儿纤维母细胞分泌的白细胞抑制因子(LIF)。
从小鼠到人的跨越却经历了将近20年。1998年汤姆生等人取得突破，建立了人的ES细胞系。他们在从人胎盘获得的140个细胞中确立了5个细胞，这些细胞能分化出3个胚叶。把这些ES细胞移植给有免疫缺陷的小鼠，这些细胞在小鼠体内分别分化成软骨、骨、肌肉、神经、器官等含有多种不同细胞的畸形肿块。同时还发现这些细胞调聚活性(telomerise)很高，并且带有ES细胞表面特有的蛋白质和酶。有人把人ES细胞与小鼠胎儿的纤维母细胞共同培养，ES细胞仍能够分裂、增殖。
很多科学家试图控制小鼠ES细胞的分化方向，让他们朝着所需要的细胞或器官方向分化。他们在培养ES细胞时不添加小鼠胎儿纤维母细胞，也不添加LIF，这样培养出来ES细胞分化发育成与胎盘相似的胚体(embryoid body)。另外，也看到了ES细胞向血液、内皮细胞、骨骼肌、平滑肌、心肌、神经细胞、上皮细胞等方向分化的现象。这种控制ES细胞分化的研究机构在美国有100多个，其中包括美国国立健康研究院(NIH)。 |
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