 赵春华
中国医学科学院组织工程研究中心主任、“长江学者”教授、博导。实验血液学国家重点实验室常务副主任，国家干细胞工程技术研究中心副主任，国家“８６３组织器官工程”重大专项首席科学家、总体专家组成员。国际组织工程学会教育委员会委员，Ｊ Ｌａｂ Ｃｌｉｎ Ｍｅｄ及Ｊ Ｈｅｍａｔｏｔｈｅｒ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ编委。
全球有数十万人迫切需要移植器官，不幸的是器官并不是那么容易得到，而且还受限于匹配几率很小的组织相容性。干细胞研究为他们燃起了新希望：有一天或许可通过用移植自己的干细胞定制“个性化”器官来解决这个问题。干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。目前，很多严重危害人类健康的疾病如糖尿病、心脑血管病、恶性肿瘤和组织损伤修复等都发展出了进行细胞治疗的新疗法。１９９９年，Ｓｃｉｅｎｃｅ将干细胞的研究成果列在举世瞩目的人类基因组工程之前，名列十大科学进展首位，２００３年度十大科学进展中同样涉及了干细胞，即鼠的胚胎干细胞在培养皿中既能发育成精子也能发育成卵子，有望发展出新一代的试管婴儿技术。下面让我们回顾一下２００３年国内外干细胞研究的最新进展。
干细胞研究的最新进展
神经性疾病 南佛罗里达医学院和佐治亚医学院的研究人员在２００３年美国神经年会上报告，将血液中的干细胞移植到卒中大鼠的大脑中能大大促进大脑的功能恢复。约翰斯·霍普金斯大学的研究者们第一次证实神经切除后过很长时间可以再生。他们将新鲜的神经连接到切断达６个月的大鼠体内后，将小鼠神经系统干细胞植入大鼠神经修复部位，接受神经控制的肌肉恢复了大约２５％的功能。
巴西圣保罗大学的研究小组从３０例脊椎损伤所致瘫痪患者的血液中抽取干细胞，再注入患者脊椎动脉血管，几个月后，１２例患者的瘫痪肢体恢复了知觉。研究人员认为，干细胞治疗对于非终身瘫痪患者具有显著的疗效。意大利圣拉斐尔医院的科学家在Ｎａｔｕｒｅ上报告，将成年鼠的脑部干细胞培养后注射到１５只因多发性硬化症而后腿瘫痪的实验鼠体内，４只恢复正常，其余１１只的状况也有所改善，并计划不久后在灵长类动物身上进行类似实验。
促使胚胎干细胞移居内耳并生长成毛细胞是治疗进行性听力丧失的一种新方法。哈佛大学Ｈｅｌｌｅｒ等将小鼠胚胎干细胞置于大量已知对内耳发育有影响的生长因子中。一旦这些细胞分化为毛细胞，就将它们植入鸡胚耳内。在鸡胚中，这些细胞成为内耳的一部分并且表达成体毛细胞的基因和蛋白。
干细胞修复心脏 德国Ｒｏｓｔｏｃｋ大学Ｓｔａｍｍ等在２００３年１月份的Ｌａｎｃｅｔ上公布了６例急性心梗患者的结果，在３～９个月的随访中，４例左心室功能明显改善，５例梗死部位血液循环明显改善。在２００３年美国心脏病学会年会上，德国汉诺威医学专科学校的研究人员报告，３０例接受自体骨髓干细胞治疗的心脏病患者左心室射血分数平均上升６．７％。德国杜塞尔多夫大学的研究人员报告，接受干细胞治疗的２０例患者３个月后心脏受损部位面积由占左心室周长的３３％平均下降至 １４％，其心脏收缩速度也由１．５ ｃｍ／ｓ提高到３．３ ｃｍ／ｓ。这些结果显示干细胞移植可能导致了新的心肌组织和血管形成。美国得克萨斯大学Ｙｅｈ最近发现，从人类血液中提取的干细胞同样具有使受伤心肌组织再生的功能，这是人类干细胞治疗心脏病的巨大突破。与从骨髓中提取干细胞相比，从血液中提取容易得多，捐赠血液也相当简单。
干细胞治疗糖尿病 干细胞治疗糖尿病的进展相对较慢。哈佛大学Ｋｏｄａｍａ发现，脾细胞中有尚未明确的干细胞，在输入成年非肥胖型糖尿病鼠后可以转化为胰腺导管内皮细胞和胰岛，并使血糖恢复正常。加拿大西安大略大学Ｂｈａｔｉａ发现，输入骨髓细胞可促进非肥胖型糖尿病前期鼠胰岛的再生他们的方法相对简单，更具有实用价值和前景。
干细胞调控的研究 干细胞调控的研究也有突破性进展。Ｓｔｏｗｅｒｓ研究院李凌衡等发现了小鼠的造血干细胞微环境，这是一群特殊的成骨细胞，称为ＳＮＯ ｓｐｉｎｄｌｅ－ｓｈａｐｅｄ Ｎ－ｃａｄｈｅｒｉｎ－ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｉｃ 细胞，能支持造血干细胞。这项研究发表于２００３年１０月２３日的Ｎａｔｕｒｅ上。罗切斯特大学和哈佛医学院科学家的研究工作也证实了李凌衡的发现，发表在同期Ｎａｔｕｒｅ上。密歇根大学的研究者们发现，中枢神经系统干细胞、末梢神经系统干细胞和血液干细胞都依赖一个称为Ｂｍｉ－１的基因进行自我更新。
肿瘤干细胞 肿瘤干细胞的概念在实体瘤中得到了证实。Ａｌ－Ｈａｊｊ等证实，不同人类乳腺癌细胞虽然没有形态学上的差异，但功能却不同，只有乳腺癌干细胞在连续移植中具有致瘤能力。加拿大多伦多大学Ｄｉｒｋｓ研究小组第一次确定在脑良性和恶性肿瘤中存着肿瘤干细胞。脑肿瘤中肿瘤干细胞的发现意味着在脑肿瘤中只有少量细胞能发展为肿瘤细胞。许多治疗癌症的普通方法失效可能是由于不能杀灭肿瘤干细胞。将来的药物研究将针对这些肿瘤干细胞。
我国干细胞研究现状
我国干细胞研究也取得了丰硕成果。我国的干细胞研究和应用已有一定的基础，尤其是造血干细胞。早在２０世纪６０年代，我国就开始了骨髓移植的研究，目前建立了脐血干细胞库，并已应用于临床。
中国医学科学院早在９０年代初就开始了有关干细胞可塑性的研究，并在国际上报道了肌源性干细胞转化为造血干细胞，早于国际同类研究。目前已从胰腺、骨髓、肝脏、皮肤、骨骼肌和肺等多种人胚胎组织中分离出具有多系分化潜能的原始干细胞，具有向成骨、软骨、脂肪、肌肉和神经分化的能力。这一发现具有极其重要的临床应用前景，最新一期Ｊ Ｈｅｍａｔｏｔｈｅｒ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ不仅全文发表，而且为了突出该文章的重要性，在２００３年１０月份杂志的封面提前发表了相关图片。
中国医学科学院组织工程研究中心在国际上首次直接证明了成体骨髓干细胞在体内可以分化成皮肤干细胞及皮肤组织，从而为损伤后的皮肤再生提供了新途径。２００３年，Ｅｘｐ Ｈｅｍａｔｏｌ、Ｊ Ｈｅｍａｔｏｔｈｅｒ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ及Ｊ Ｌａｂ Ｃｌｉｎ Ｍｅｄ等较系统地阐述了原始干细胞亚群学说，即原始干细胞亚群在胚胎发育成熟后逐渐丢失部分分化潜能，然后储存在某些组织器官中，是机体生命过程中组织的新陈代谢和修复再生所必需的细胞来源。原始干细胞亚群的纯化和扩增将开辟干细胞修复与移植的新途径，避免胚胎干细胞应用的伦理问题和免疫排斥障碍。
上海第二医科大学建立了人类皮肤细胞与家兔卵细胞种间融合的方法，为人胚胎干细胞研究提供了新途径。中南大学湘雅医学院人类生殖工程研究中心采用人类成纤维细胞作为饲养层，建立了在人饲养细胞层上培养人类胚胎干细胞的培养体系。目前人类胚胎干细胞已经在这个培养系统中成功传代。这一结果为课题组最终建立无动物细胞接触的培养系统提供了有利的技术平台。
在２００３年１１月１４日的Ｓｃｉｅｎｃｅ上，中国科学家周琪领衔的中法联合研究小组成功克隆大鼠的报告占据了头条地位。克隆大鼠的研究远远早于“多莉”羊，被公认为动物克隆领域的难点。这次中法科学家成功克隆大鼠在世界上还是第一例，它也是自“多莉”羊诞生后人类创造的第８种体细胞克隆动物。
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| 图A示克隆大鼠的胚胎，图B示克隆大鼠 |
台湾大学医院的曾丽慧发现，ＩＬ－１０基因的差异可以解释为什么即使ＨＬＡ配型相合仍有２０％骨髓移植患者发生移植物抗宿主病（ＧＶＨＤ）。在他们１２月份发表在Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ的文章中，曾丽慧指出，具有ＩＬ－１０－５９２ Ａ／Ａ基因型的患者，其产生的ＩＬ－１０比Ｃ／Ｃ型患者多，而ＩＬ－１０有预防ＧＶＨＤ的功能。日本人６７％为Ａ／Ａ型，台湾人７０％为Ａ／Ａ型，而高加索人只有２３％。以前对日本人ＧＶＨＤ较低的原因一直不清楚，该研究的重要性在于以后可以通过输注ＩＬ－１０预防ＧＶＨＤ。
北京大学干细胞研究中心科研工作者在中枢神经系统损伤修复及角膜干细胞研究领域取得了突出的成绩。与北京大学第一医院合作，开展了国内首例骨髓间充质细胞羊膜片移植手术，此手术国外文献也未见有报道。
军事医学科学院输血研究所造血干细胞进行体外扩增和定向诱导分化方面的研究，拓展了造血干细胞移植的应用范围。尤其将造血细胞定向分化技术规模化，并使这些细胞的扩增、定向诱导分化和基因修饰等标准化，使部分细胞产品应用于临床细胞治疗。
第一军医大学珠江医院、厦门中山医院采用异基因造血干细胞移植，上海新华医院采用自体外周血干细胞移植治疗系统性红斑狼疮的临床试验均获成功。广西医科大学第一附属医院对一名重症肌无力患者进行自体外周血干细胞移植。第一军医大学南方医院多学科联手，对患有重症天疱疮的患者进行了自体外周血造血干细胞移植获成功。
南京市第一医院和中国医学科学院组织工程研究中心合作，为３４例病人进行了将骨髓干细胞向心肌移植的临床研究，与对照组相比，对急性心梗的疗效非常显著。江苏省人民医院也为９例病人进行了肌卫星细胞治疗急性心梗的临床研究，随访６～２４个月，患者的左室射血分数等心功能指标均有改善。首都医科大学宣武医院共进行了１２例下肢缺血病人的干细胞治疗，８５．７％的患者疼痛明显减轻。
展 望
干细胞的研究及应用，将会使我们更加深入了解“我们”形成的过程，给人类带来全新的医疗手段。也许在今后十年中，许多目前还无法治愈的疾病有可能借助干细胞及其相关技术而被攻克。可喜的是我国对干细胞的研究近年来得到各种基金的大力资助。在２００３年１２月举办的第二届国际干细胞研究进展学术研讨会上，国外专家一致认为中国的干细胞研究与世界同步。
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