理想豐滿現實骨感,人類離肢體再生和幹細胞治療還很遠?
目前,科學家最新研究發現了人類肢體重生的重要線索。據國外媒體報道,蠑螈的肢體如果被切掉,還會重新長出來,肢體重生是人類目前尚不具備的能力。然而,美國加州大學埃爾文分校發育和細胞生物學教授大衛·加德納(David Gardiner)說:「實際上我們人類也有再生能力,例如:表皮組織,此外,人體也可以再生部分腸道粘膜,但是人類無法再生更複雜的身體組織。」
小科普:蠑螈(Salamander),又稱火蜥蜴,全世界大約有400多種,分屬有尾目下的10個科,包括北螈、蠑螈、大隱鰓鯢(一種大型的水棲蠑螈)。它們大部分棲息在淡水和沼澤地區,主要是北半球的溫帶區域。蠑螈不僅能夠再生肢體,還能再生體內的器官。科學家們發現,蠑螈的再生肢體的細胞具有部分的記憶功能,正是這些記憶功能可以再生出新的骨骼、肌肉與神經組織。對蠑螈體內記憶功能的研究,有助於幫助人類截肢的再生研究。
研究無疤痕治癒手段能夠大幅加快患者的術後恢復過程。研究顯示很多動物都有再生能力,但絕大多數在進化過程中關閉了這種能力。
加德納花費數十年時間研究蠑螈的再生能力,尋找這種超級能力的潛在機制。2013年,澳大利亞科學家詹姆斯·戈德溫發現巨噬細胞(macrophages)能夠阻止蠑螈身體疤痕組織逐漸積聚,巨噬細胞存在於包括人類的其他動物體內,是免疫系統的一部分。它們的功能是停止傳染和導致炎症,它是身體部分需要修復的一種信號。如果蠑螈體內缺少巨噬細胞,將無法再生它們的肢體,而僅是形成疤痕
加德納說:「人類再生能力很可能在未來才能實現,卻並不遙遠,未來不久肢體再生將成為醫學工具箱的一部分。」
肢體再生(類似蠑螈的再生能力)不僅僅是取代組織部分,肢體再生需要骨骼、肌肉、血管和神經組織,成體幹細胞是一種未分化細胞,它對於再生肌肉組織具有特殊作用,但是它們並沒有激活。加德納指出,你可以再生血管,甚至神經組織,但是無法再生整個手臂。
與肢體再生相比,人類對幹細胞再生的研究已相對較多,但是,對於幹細胞治療的臨床應用仍然面臨著許多現實挑戰。具體來說,幹細胞的臨床應用面臨著安全性和有效性的雙重檢驗。不規範的幹細胞治療不但不能治好你的病,可能還會帶來致瘤性風險。
請叫「我」萬能細胞
幹細胞是一種未被賦予特定功能的細胞,即它們的基因表達模式還尚未被固化。幹細胞既能幾乎無限制的進行細胞分裂,生成新的幹細胞,也可以在特定的環境下分化成特殊職能化的細胞,例如神經細胞、血液細胞。幹細胞一般有兩種來源,一種少部分存在於成年個體的組織器官中,例如:我們如果去少量獻血,並不會馬上死掉,骨髓中的造血幹細胞會馬上動員起來,分化為血液細胞,這樣你又可以活蹦亂跳了。而另外一種,功能更為強大,從發育早期胚胎分離得到的胚胎幹細胞,它與成體幹細胞不同,具有具有更高的多能性,可以轉變為人體的任何的細胞、組織甚至器官,是一種真正萬能細胞。
幹細胞能夠用來幫助器官和組織的再生,如果細胞分化進行的順利,它們能作為一種細胞的再生資源存在。將幹細胞定向誘導為成纖維細胞,就能夠用來給燒傷患者進行皮膚移植。科學家甚至希望利用幹細胞的強大再生能力,在豬的體內重構腎臟、肝臟等重要的器官,這能降低人們對器官捐贈的依賴,進而使等待器官移植的人變得少之又少。幹細胞也有可能進行腦部受損組織的替換,進而治療老年痴呆和帕金森病,科學就是如此神奇。
如今,中國科學院的科學家們正著手解決幹細胞治療的臨床應用問題:他們正在按照藥品的標準建立了人類的幹細胞,這其中包括了人類的胚胎幹細胞和間充質幹細胞(一種來源於胎兒臍帶的幹細胞),它們都是按照藥品的標準在GMP標準的細胞工廠里生產的。假以時日,人們就會看到醫生們利用幹細胞,而不是繼續使用傳統的藥片和吊瓶給人們治療疾病了。
臨床級人類細胞種子庫
不管是肢體再生的研究還是幹細胞治療的應用,都需要一個漫長的發展過程,我們不能急於求成,也不能半途而廢。期待,在科學家們的努力下,我們能應用這二者更好地追求生命的健康甚至是延續。
出品:科普中國
製作:中科院動物研究所幹細胞科普團隊 李天達 袁雪薇 姜力元
監製:中國科學院計算機網路信息中心
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