干细胞“变”出器官.docVIP

干细胞“变”出器官 　　如今，干细胞和再生医学研究呈现三种路径和两个基本点，它们的立足点都在于，让干细胞定性定量生长出新的组织、肌肉或器官，以修复或重建受损的组织和器官。三种路径为，一是在实验室中先让干细胞长出相应的组织和器官，再移植到患者体内；二是直接把干细胞注入到病患者相应的受损部位，长出相应的组织和器官；三是诱导患者体内的干细胞直接修复或重建受损的组织和器官。而两个基本点则是，一是利用胚胎干细胞(ES)作为再生来源，二是使用诱导的多能干细胞(iPS)作为再生来源。 　　经过不懈的努力，研究人员现在已经能用干细胞培养多种组织和器官了。 　　 　　心脏细胞长出来 　　 　　2010年5月，西班牙哈恩大学健康科学系的玛卡雷娜?佩兰研究小组宣布，他们把脂肪组织的干细胞转变成为心肌细胞。这也意味着，未来可以通过培养脂肪细胞生成心肌细胞来治疗心脏病。 　　利用干细胞的修复功能来治疗心脏病是目前再生医学的一个热点，但是要让干细胞长成相应的心肌细胞却比较困难。通常的做法是要建立一个模式，让干细胞遵循这样的模式生长。这便是诱导干细胞定性生长的一种方式。佩兰等人的做法是，从人类脂肪组织中分离出成熟的干细胞，让这些细胞暂时暴露于人类的心房细胞中，随后再对这些细胞重新进行培养。经过21天的培养，这些细胞向着心肌细胞的表型方向分化，生长成心肌细胞。 　　研究人员发现，这些细胞从形态上发生了改变，表现为带有纤维纹和分枝的双核细胞；免疫荧光检查发现，它们带有心脏特有的标记；用逆转录聚合酶链反应检测发现，这些细胞存在心肌基因，而且它们有逆转录表达。由此判断，这些干细胞转变成了心脏细胞。因此，未来可以从患者身上直接从脂肪中提取干细胞来培养，变成心肌细胞，再输入到病人受损的心脏中，治疗心脏病。当然，这项方法用于临床治疗可能还需要较长的时间。 　　美国斯坦福大学和加利福尼亚大学的研究人员对老鼠进行研究，发现了两栖动物蝾螈的四肢可以再生，而哺乳动物的四肢却无法再生的原因。他们的研究再次证明了过去的假说，哺乳动物放弃再生能力，是因为再???可能导致癌症。在这个过程中，一种称为肿瘤抑制的基因(Rb)和另一种称为ARF的基因起到了重要作用，它们具有阻止组织再生的功能。 　　研究人员把称为Gata4、Mef2c和Tbx5的三种基因植入老鼠体内的细胞，同时抑制Rb和ARF基因的作用，结果老鼠体内原本只具有结构功能的普通成纤维细胞转变为搏动的心脏细胞，这一过程只需要几天。如果这一实验未来能在人体证实，那么，利用干细胞修复心脏的再生医学将会进入一个新的境界。 　　 　　肠道也可以长出来 　　 　　美国辛辛那提儿童医院医学中心的詹姆斯?威尔斯的研究团队在2010年12月12日出版的《自然》杂志上发表其研究成果称，他们在实验室中首次将多功能干细胞变成了功能性人体肠道组织。该团队采用了几个月大的人体胚胎干细胞和基于人体皮肤细胞的诱导多功能干细胞。人体胚胎干细胞能变为人体内200多种细胞类型中的任何一种，被称为多功能干细胞。诱导多功能干细胞可以利用病人的细胞来获得，由此可具有不发生免疫排异反应的优点。 　　研究人员首先在培养皿中将多功能干细胞转变成定型内胚层(可产生食道、胃、肠、肺、胰脏和肝脏的内层组织)的胚胎细胞，接着将胚胎细胞转化为“后肠定向祖细胞”，这是一种胚胎肠细胞。随后，研究人员再将胚胎肠细胞放进促进肠发育的细胞培养装置。28天后，研究人员获得了类似胎儿肠道的成型组织，这种组织包含肠道所有的主要细胞，包括肠上皮细胞、帕内特细胞(一种分布于肠腺底部的肠黏膜分化上皮细胞)、肠内分泌细胞。这种组织会持续成熟，获得正常人体肠组织所具有的吸收和分泌功能，并会形成肠特异性干细胞。 　　用胚胎干细胞和诱导多能干细胞培育成人体完整的肠道对治疗一些疾病奠定了基础，如坏死性小肠结肠炎、炎性肠病、短肠综合征。另外，这一研究也有助于帮助人们了解人类肠道发育的过程和肠道吸收的功能，为将来设计出更好的、更容易吸收的口服药物提供了线索，因为今天大部分口服药都通过肠道吸收发挥作用。 　　 　　坚硬牙齿的再生 　　 　　牙齿是人体最坚硬的器官之一，即使尸体多年腐烂后，牙齿还可以存在。但是，如此坚硬的器官是否也能重新生长呢?研究人员的回答是肯定的。 　　美国哥伦比亚大学医学中心组织工程学及再生药物实验室研究人员通过直接在病患处引入干细胞来诱导牙齿的生长。杰瑞米?毛的研究小组在动物口腔内进行了牙齿再生实验，结果令人满意。研究人员对22只老鼠做了实验。他们在老鼠的前齿上做了一个由聚己内酯和羟磷灰石形成的托架，然后向其中注入基质细胞衍生因子和骨成形蛋白7。这两种物质相当于促进骨生长的干细胞。因为它们不仅能极大地吸收内源性细胞，而且能促进新血管的生成。 　　9个星期后，