公开课

　　广州科技解码

　　采写/广州日报全媒体记者罗桦琳  通讯员黄博纯

　　统筹/广州日报全媒体记者王晓云  手绘/广州日报全媒体记者黄思勤

　　在之前的公开课（广州科技解码）中，我们请各界精英解码了天河二号的构造功用、拆解了广汽车间内使用到的大量汽车机器人、分析了人脸识别在现在的应用及未来的前景、探索了新型的外科伤口缝合处——人体“焊接”，今天这节课，我们走进中科院，请生物专家科普当下大行其道的干细胞的知识。

　　将尿液中的体细胞转化成为干细胞，是中国科学院广州生物医药与健康研究院正在进行的研究项目，它将告诉你：长生不老不是梦。我们正在走向长生的路上。

　　近年来，关于干细胞的热点新闻不断。但这些都是打着“干细胞”旗号进行的“伪科学”操作。今天这节“公开课”就带领大家走进中科院广州生物院，请潘副院长为大家普及一下干细胞的基本知识。

　　错误的决定

　　案例1：一些诊所宣称，注射从流产胎儿身上提取的胚胎干细胞可以使人“返老还童”，一次胚胎干细胞治疗可以年轻5到10岁，6次以上身体机能年轻30岁……中国富豪以400万元的价格，到国外诊所注射胚胎干细胞。很多人注射后身体发热。

　　案例2：部分美容院宣称，在脸部注射干细胞，有医学美容效果，可以让皮肤紧致，重返青春。有人表示注射后面色确实红润了。

　　应用

　　再生医学 与长生不老

　　干细胞本事大，所以就非常有用，可以用于医学和基础研究的各个领域。不过离现实最近的，还是再生医学。　　造血干细胞是目前为止研究得最清楚、应用最成熟的成体干细胞，应用造血干细胞移植可以治疗多种血液系统恶性肿瘤、某些实体瘤、某些自身免疫性疾病和某些遗传病。目前，科学家们正在研究干细胞在神经系统、心脏、肌肉、肝脏、胰脏等器官组织的治疗。未来，神经干细胞、间充质干细胞、肌肉干细胞、肝脏干细胞、胰脏干细胞等一系列干细胞将作为“种子”，培育出器官组织，来替换那些被损伤的、自身病变或衰老的器官组织。

　　将尿液中的体细胞转化成为多能干细胞，并成功运用于人体组织修复和器官再造，是中国科学院广州生物医药与健康研究院正在进行的研究项目。关于这一内容，将在下篇中着重介绍。

　　什么是干细胞

　　我们每个人，都是从细胞发育来的。在发育过程中，有一类细胞处于较原始阶段，尚未充分分化，在不同的培养条件下，它可以变成不同种类、具有不同功能的细胞。这类细胞被称为“干细胞”。

　　干细胞是一个庞大的家族，根据发育等级和分化能力，可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。其中的“全能干细胞”，就是受精卵，可以发育成一个新的生命个体。而“多能干细胞”，没有办法形成完成生物个体，但可以分化出不同的细胞、组织、器官等等，也是科学家们目前主要研究的对象。

　　为什么要获得干细胞

　　这是目前科学研究的重点

　　正因为具备分化成不同组织、器官的功能，干细胞可以用在医学和基础研究的很多领域。其中，距离“现实”最近的是再生医学领域。以干细胞为“种子”，通过特定的培养方式，培育出器官组织等来替换被损伤的、自身病变或衰老的器官组织。由于前面说过的原因，目前科学家主要将精力放在多能干细胞的获得上。

　　如何获得多能干细胞

　　天然的多能干细胞需从胚胎中提取，这样会破坏到胚胎本身，且存在伦理问题，现在，人们通过体外人工诱导的方式获取多能干细胞。这种方式被称为“诱导多能干细胞”。具体来说，是在人的身上提取成体细胞，比如尿液细胞、皮肤上皮细胞等，通过转基因等方法，令其“还原”，从而获得具有分化能力的干细胞。

　　诱导多能干细胞的方法有很多种，这个过程称为“重编程”。重编程就是通过改变细胞的DNA、染色体、核蛋白的模式、结构和修饰等，将细胞变回到具有分化功能的状态。

　　课堂重点： 干细胞如何分类 干细胞有大神通 干细胞研究现状（上）

　　造血干细胞

　　最早的干细胞治疗开始于骨髓移植。早在20世纪60年代，就已经开始了实验性治疗，到80年代，开始出现自体造血干细胞移植的研究，在病人自己的骨髓细胞分选出“好”的细胞，采用特殊的培养体系，让正常的造血细胞生长，重新移植回病人的体内。

　　造血干细胞是目前为止临床应用最成熟的成体干细胞。顾名思义，它是所有血液细胞的祖宗。其实它也是各种免疫细胞的祖宗，可以发育成各种髓细胞和淋巴细胞，同时还具有很强的自我更新能力。

　　神经干细胞

　　神经干细胞指的是存在于胚胎及成人中枢神经系统的干细胞。

　　一直以来，人们都希望通过移植神经干细胞来替代病人本身已经损伤丧失的细胞。但来自异体的神经干细胞往往会被病人的免疫系统排斥，最佳解决方案是来源自身的神经干细胞。

　　人们已经可以通过成体细胞（比如尿液细胞）获得神经干细胞。但由于科学家对体内神经干细胞的分化机制还了解得很少，目前神经干细胞的临床应用还处于初步研究阶段。

　　视网膜干细胞

　　视网膜干细胞可以用于治疗一些眼底疾病。但目前技术仍未成熟，有些技术在临床上只有过数量有限的案例，另一些则还停留在动物实验阶段。

　　间充质干细胞

　　间充质干细胞是一“类”特殊的成体干细胞，它们都来源于同一个地方——间充质。间充质是指动物胚胎中一种尚未特化（由一般到特殊的生物进化方式）的结缔组织，多数是由薄薄一层细胞外基质和其中埋藏的细胞组成，在这些细胞中就包括有间充质干细胞，它们的特点就是可以分化成骨、软骨和脂肪。

　　间充质干细胞的应用研究最早是用于骨和软骨的修复。目前，这种治疗在骨和肌腱的修复中已经取得不错的进展，但还没有办法造出完美的软骨。

　　间充质干细胞还可以分化成其他一些细胞，比如心肌细胞。

　　目前，科学家也正在探讨间充质干细胞在其他一些疾病治疗中的作用，比如自身免疫性疾病等，有望在将来发挥更为重要的作用。

　　诺贝尔奖级别的选题

　　2006年，日本科学家山中申弥和他的同事首次在体外成功培养了小鼠的“诱导多能干细胞”。具体方法是，利用病毒携带的方式，在小鼠的成纤维细胞中加入4个基因，最终将小鼠的成纤维细胞还原成胚胎干细胞状态。这种方法由于效率低、风险高等原因，现在已经很少使用，但成功将细胞“返老还童”的突破性，使山中申弥获得2012年诺贝尔奖。

　　案例点评

　　胡乱注射 “天使”可能变“魔鬼”

　　必须强调：干细胞的应用本身也有风险。干细胞能助人健康长寿，但随便注射干细胞就好比打鸡血。

　　一方面，用于治疗的干细胞，一定要对质量及适应症进行严格的质量把关，而在众多领域，目前这样的“标准”仍未出台。另一方面，由于干细胞可以分化成多种细胞类型，如果没有经过严谨的临床试验，干细胞植入生物体后，也有可能由“天使”变为“魔鬼”，突变为肿瘤等其他异质。

　　回到最开始的两个案例。

　　富豪直接注射胚胎干细胞，存在以下安全隐患：干细胞制品的质量缺乏把关，可能存在卫生问题；外来干细胞进入人体后，很可能发生免疫排斥反应（上文说到的身体发热可能就是排斥反应的体现）；由于胚胎干细胞分化的不确定性，很有可能存在突变为肿瘤的“危机”。

　　在医疗美容行业，目前干细胞的应用也同样存在质量和适应症的把关。没有规划随便使用会适得其反。注射细胞后的“面色红润”，并不一定会产生永远的美容效果。