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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

「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。

本文由科普中國融合創作出品,轉載請註明出處。


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