什么是干細胞?普及下干細胞知識?
干細胞(stem cell)是人體中具有增殖和分化能力的一類多潛能細胞。
在一定條件下,該類細胞可以從單一細胞分化為多種不同細胞,就像樹干上可以生出樹枝、葉子、花朵一樣。
萬用干細胞的神奇
相對于蚯蚓、海星、渦蟲來說,人的復原能力實在是太弱了。
長在人身上的器官,幾乎都不可復得,失去便失去了。
面對肢體受傷、器官病變、衰老受損的皮膚上長出一道道皺紋等情況,我們都只能眼睜睜地看著其發展。
更為嚴重的是,如果器官出現不可挽回的「故障」,通常情況下只能等待他人捐獻,并且需要終身服用抗排異類藥物。
如果受損的部位變成大腦、脊髓等中樞神經,現代醫學更是束手無策。
復原能力不佳,正是緣于人類細胞高度分化后的多能性缺失。
在出現損傷后,人類難以像蚯蚓、海星、渦蟲那樣用干細胞分化出新的細胞,實現復原。
干細胞是什么
干細胞(stem cell)是人體中具有增殖和分化能力的一類多潛能細胞。
在一定條件下,該類細胞可以從單一細胞分化為多種不同細胞,就像樹干上可以生出樹枝、葉子、花朵一樣。
根據分化能力的不同,干細胞可以分為全能干細胞(totipotent stem cell)、多能干細胞(pluripotent stem cell)和單能干細胞(unipotent stem cell)。
全能干細胞一般指受精卵到卵裂期 32 細胞前的所有細胞,這類細胞可以分化為任何類型的細胞。
隨著人體的發育成熟,體內的細胞漸漸失去分化的能力。
然而,骨髓、脂肪等仍保留著少量具有分化能力的細胞,這些干細胞又可分為多能干細胞和單能干細胞。
多能干細胞可以分化為幾種不同類型的細胞,比如脂肪細胞(adipocyte)、神經細胞(neurocyte)、成骨細胞(osteoblast)等。
而單能干細胞則只能分化為某一類細胞,比如造血干細胞(hematopoietic stem cell)就是一種單能干細胞,只能分化為紅細胞、白細胞等血細胞。
過去人們普遍認為,以上這些干細胞一旦分化,便再也無法恢復干細胞狀態。
不過,日本的山中伸彌教授在 2006 年打破了這個所謂的自然鐵律。
他把小鼠皮膚中的成纖維細胞(fibroblast)誘導為類似胚胎干細胞的多能干細胞。
這種誘導性多能干細胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell)的問世意味著人體內高度分化的細胞也可以「逆轉」為多能干細胞,用于臨床治療,補充天然干細胞來源的不足。
而且,使用這種干細胞不存在倫理道德方面的問題。
山中伸彌也因此技術摘取了 2012 年的諾貝爾生理學或醫學獎。
誘導性多能干細胞雖然前途光明,但成本較高,安全性較低,成人體內的間充質干細胞(mesenchymal stem cell)可能更適用于干細胞療法。
成人體內的間充質干細胞屬于多能干細胞,主要存在于人體的骨髓、臍帶血和臍帶組織、胎盤組織和脂肪組織中。
此外,在女性經血中也有它們的影蹤。
把這些干細胞收集起來,進行增殖和誘導,就能讓它們分化為我們所需的不同細胞,比如肝細胞、心肌細胞、肌肉細胞、神經細胞等。

示意圖:人工培養干細胞的應用方向
無論是醫療還是美容領域,干細胞療法都大有用武之地。
干細胞療法的原理就是讓干細胞分化為人體所需的細胞,從而修復人體受損的器官和組織,彌補人體內多數細胞所喪失的細胞分化能力。
細胞保存
雖然干細胞療法用途多多,卻面臨一個嚴重的問題——當需要使用干細胞時,怎么才能保證有足夠的可用干細胞?
從出生的那天起,人體內的干細胞數量就隨著年齡的增長不斷減少。
而不少重癥傾向于發生在年紀較大的人身上,即使可以在需要進行移植治療時使用干細胞療法,也難以獲得足夠的干細胞。
解決這個矛盾只能未雨綢繆:趁著年輕,把干細胞或者其他有用的細胞凍存起來,讓它們在低溫下保存活力。
如果多年后有了需要,便可以把年輕時活力滿滿的細胞取出來,重新注入自己的身體中。
用新生兒凍存的臍帶血治療血液病已經是成熟的醫療手段。
除了臍帶血,還可以把胎盤也凍存起來。
胎盤中含有大量的間充質干細胞,可用于治療血液病和免疫系統疾病,甚至可以被誘導分化為其他細胞,修復受損器官。
如果孩子出生時錯過了凍存胎盤的時機,那么,到了換牙的時候,還可以考慮凍存乳牙牙髓(dental pulp)里間充質干細胞,一樣可以用于干細胞治療。
前文已述,成年人的干細胞存在于人體的骨髓、脂肪組織和經血中,要想獲取干細胞,也得從這些地方動腦筋。
對多數人來說,抽取骨髓干細胞是比較痛苦的。
相比之下,收集經血提取干細胞是無創無痛的,但也容易受外界細菌的污染。
因此,比較適合自體使用的就是脂肪干細胞了,有用的脂肪干細胞在抽脂減肥的同時就能提取,可謂一舉兩得。
至于身材較瘦、體脂含量低的人,可以從皮膚上取下一小塊真皮組織(直徑 5 毫米左右),從中提取纖維細胞。
隨后,把這些細胞誘導成具有分化潛力的誘導性多能干細胞,就可以用于醫療了。
除了干細胞外,人體中還有不少有用的細胞也值得凍存。
比如精子、卵子。