在未來，因器官移植而導(dǎo)致的器官買賣或許將會(huì)絕跡，人們將可能從自己身上采集細(xì)胞為自己治病，不停地更新自己，在另一個(gè)意義上實(shí)現(xiàn)“返老還童”。
今年 10 月 8 日，英國科學(xué)家約翰?格登和日本科學(xué)家山中伸彌因?yàn)椤鞍l(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可以被重新編程為多功能干細(xì)胞”而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
他們的研究成果徹底顛覆了人類對(duì)細(xì)胞和生物體發(fā)展的認(rèn)識(shí)。以前，人們認(rèn)為細(xì)胞分化的過程就像時(shí)光無法倒流一樣，不可逆轉(zhuǎn)�，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，并非如此。
細(xì)胞程序的重新編程，是近年來最受關(guān)注的生物學(xué)進(jìn)展之一，被《科學(xué)》雜志評(píng)為 2008 年十大科學(xué)突破之首。它指的是已經(jīng)分化的體細(xì)胞，經(jīng)過特定條件改造，能被逆轉(zhuǎn)成誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPS）。這種細(xì)胞和原始胚胎狀態(tài)中未分化之前的細(xì)胞十分相似，雖然它還不具備發(fā)育成新生命體的能力，但卻能發(fā)育成相應(yīng)的人體組織和器官。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)告訴我們，我們的皮膚細(xì)胞，也擁有如何變成肝臟的記憶，只不過被鎖住了，用幾個(gè)密碼激活它，它就能開始重新編程，分化成一顆全新肝臟。
終結(jié)干細(xì)胞倫理爭(zhēng)議
1962 年，約翰?格登做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他將一個(gè)未成熟的青蛙卵細(xì)胞的細(xì)胞核，用一個(gè)成熟的腸道細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)行替換。這個(gè)被改造過的卵細(xì)胞后來發(fā)育成了一只正常的蝌蚪。這一實(shí)驗(yàn)證明，一個(gè)成熟細(xì)胞中的 DNA 仍然儲(chǔ)存有讓一顆細(xì)胞發(fā)育成一只完整青蛙的所有信息。
這些開創(chuàng)性的研究徹底顛覆了人們?cè)葘?duì)于細(xì)胞發(fā)育和特化的認(rèn)識(shí)。正是在他研究的基礎(chǔ)上，人們開始嘗試哺乳動(dòng)物的克隆。
一個(gè)人從受精卵開始發(fā)育，受精卵剛剛開始分裂細(xì)胞，此時(shí)的胚胎由未成熟細(xì)胞組成，每一個(gè)未成熟細(xì)胞都能發(fā)展成為成熟肌體里所有的細(xì)胞類型，它們被稱為多功能干細(xì)胞。
隨著胚胎的發(fā)育，這些細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)育成神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、肝細(xì)胞、皮膚細(xì)胞等在人體內(nèi)承擔(dān)不同功能。
在這個(gè)過程中，干細(xì)胞承擔(dān)著重要功能。它最神奇的特點(diǎn)就是無所無能。它擁有所有細(xì)胞最基本的結(jié)構(gòu)，沒人知道它接下去會(huì)變成什么細(xì)胞??直到它們被輸送到合適的生物環(huán)境中，它們才開始分化成有具體功能的細(xì)胞。但因?yàn)楦杉?xì)胞的神奇功能，科學(xué)家們希望，如果能取得干細(xì)胞，并用它培植需要的人體器官和組織，許多疾病都有希望治愈。
1998 年，威斯康辛大學(xué)的科學(xué)家詹姆士?湯姆森從人類胚胎中分離出多功能干細(xì)胞，它們能夠在不同條件下長(zhǎng)成為皮膚、神經(jīng)細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、胰腺細(xì)胞等。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)讓人們興奮也恐懼。理論上，人們已經(jīng)可以隨心所欲制造出人體任何一個(gè)部分的組織了。但從胚胎中分離干細(xì)胞意味著殺死胚胎，會(huì)引發(fā)倫理爭(zhēng)議。后來，隨著克隆術(shù)的發(fā)展，用一個(gè)病人的皮膚細(xì)胞，注射入一個(gè)未受精的人類卵子，就能克隆出人體胚胎，從而開發(fā)出具有科學(xué)價(jià)值的干細(xì)胞。這些干細(xì)胞能發(fā)育成病人需要替代的器官或組織。
這些新組織是自體細(xì)胞發(fā)展而來，有病人自己的基因，不會(huì)被免疫系統(tǒng)排斥。但人類的卵子是有限的，使用卵子的細(xì)胞核移植在倫理上爭(zhēng)議更大，“克隆人再殺死用來治病”，這聽起來多么聳人聽聞�。�
于是，科學(xué)界一直希望找到一種新的方法，能夠不損壞胚胎提取干細(xì)胞或者找到將成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞的方法。
2006 年，山中伸彌通過實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。他通過在老鼠的皮膚細(xì)胞里注入 4 種特定的基因，成功將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙δ芨杉?xì)胞（iPS）。兩年前，他確定了24種可能參與成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉?xì)胞過程的基因，最終他從 24 種基因里篩選出最重要的4種，并將其命名為“山中因子”。2007 年，他用同樣的辦法將人的皮膚細(xì)胞改造為多功能干細(xì)胞（iPS）。
研究結(jié)果剛出來時(shí)，科學(xué)界十分興奮。它徹底避免了從人體胚胎提取干細(xì)胞的倫理問題，此前的干細(xì)胞研究因此惹來許多爭(zhēng)議，進(jìn)展緩慢。
控制身體
在山中發(fā)布自己的研究成果僅僅數(shù)月之后，雅各布?漢納就將這種新型細(xì)胞應(yīng)用于鐮刀型貧血小鼠模型的治療研究中。他是一位劍橋白頭研究所的科學(xué)家，一直致力于干細(xì)胞研究。他從小鼠身上取下皮膚細(xì)胞，對(duì)其重新編程處理成 iPS 細(xì)胞。接著他修正這些 iPS 細(xì)胞的鐮刀型貧血遺傳缺陷，并刺激它們分化發(fā)育成能夠制造小鼠紅細(xì)胞的骨髓干細(xì)胞。最后，這些健康的骨髓干細(xì)胞重新移植入小鼠體內(nèi)，其體內(nèi)免疫系統(tǒng)也認(rèn)同這些移植細(xì)胞是小鼠自身的組織，并未對(duì)它們產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。而接受了移植的小鼠也因此能夠依靠自身的造血系統(tǒng)產(chǎn)生健康的紅細(xì)胞。
他的研究，展示了使用自體干細(xì)胞治療疾病的潛力。但是應(yīng)用到人體治療，還有不少問題，不如細(xì)胞重新編程的過程，有癌變的風(fēng)險(xiǎn)，此外目前這種技術(shù)的成功率不高，無法大規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)于一些罕見的疾病，如漸凍人癥（肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥）和帕金森病，未來患者將可能用自身細(xì)胞來醫(yī)治自己。
今年 8 月，英國倫敦帝國學(xué)院的研究人員將人體皮膚細(xì)胞重新編程為干細(xì)胞，首次在體外成功培育出人造功能性血管。他們發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞重新編程成功后，僅僅四天就能形成血管一類的細(xì)胞。并且，他們觀察到將獲得的干細(xì)胞植入動(dòng)物體內(nèi)能形成血管。這意味著，未來，既可以利用經(jīng)過重新編程的細(xì)胞在體外培育出人造血管植入體內(nèi)，取代堵塞或損壞的血管，也可以將那些細(xì)胞注入人的腿部或者心臟，恢復(fù)局部的血液流動(dòng)。這項(xiàng)新技術(shù)將有望被用于治療心臟病。
另一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，只要編程的方式不一樣，細(xì)胞不一定非要逆轉(zhuǎn)到胚胎期的多功能干細(xì)胞，而是可以直接轉(zhuǎn)化為特定干細(xì)胞，甚至另一種成體細(xì)胞。有一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在小鼠體內(nèi)將外分泌胰腺細(xì)胞，直接誘導(dǎo)為另外一種可以產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞。
今年 6 月，加州舊金山分校的一組研究人員，在試驗(yàn)室內(nèi)給小鼠和人體皮膚細(xì)胞成功培育出早期大腦干細(xì)胞。隨后，這種“誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞”開始自我更新、成熟，最終成為能夠傳導(dǎo)電信號(hào)的神經(jīng)細(xì)胞。這些細(xì)胞生成神經(jīng)網(wǎng)后，研究人員把這張神經(jīng)網(wǎng)植入試驗(yàn)老鼠的大腦，發(fā)現(xiàn)能夠正常發(fā)揮作用。
他們只植入一個(gè)基因 Sox2，直接將一種細(xì)胞變?yōu)榱硪环N，相比將細(xì)胞調(diào)整到多功能干細(xì)胞狀態(tài)，這種方式更穩(wěn)定，患癌癥風(fēng)險(xiǎn)更低。
現(xiàn)在，科學(xué)家們還在研究細(xì)胞能夠被重新編程的機(jī)理，以及努力讓這個(gè)過程更加安全可控有效率。未來的病人或許能用他們自己的健康細(xì)胞來治療疾病，因?yàn)槟撤N疾病導(dǎo)致的英年早逝或許可以避免，真正意義上的長(zhǎng)生不老仍是個(gè)童話。30 歲的身體能換上30歲的零件，60 歲的身體只能換上 60 歲的零件，身體像是一臺(tái)搭載著智能操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，盡管它攜帶著良好運(yùn)行時(shí)的還原點(diǎn)，最終會(huì)因時(shí)間而不堪重負(fù)。
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