成人和诱导多能干细胞:事实和用途

什么是成体干细胞?

成体干细胞是非特化的，但却是我们身体的一个非常重要的组成部分。我们的大多数细胞都是特化的，有特定的特征来帮助它们完成工作。它们通常无法分裂。成体干细胞可以反复分裂，产生我们身体需要的特殊版本，以修复损伤。并不是我们体内所有的成体干细胞都是活跃的，但它们有可能对我们非常有帮助。

成人干细胞已在人体多个部位被发现。例如，它们在骨髓、心脏、大脑、肌肉、牙齿和胃肠道中被发现。随着科学家们进行更多的研究，这些地点的名单也在不断增加。尽管他们的名字，细胞存在于成人和儿童。一些研究人员更喜欢称它们为体细胞干细胞。形容词“躯体的”意思是“与身体有关的”。

科学家们对成体干细胞的潜在好处感到非常兴奋。有可能刺激它们变得更多或更活跃，并在它们处于静止状态时激活它们。也有可能触发它们产生特定的靶细胞。在不久的将来，它们可能用于治疗身体的主要问题。从特化成体干细胞中提取的诱导多能干细胞在未来也可能非常有用。

虽然大多数形式的干细胞疗法还没有被用作医学治疗，但骨髓移植是。骨髓中含有造血干细胞。这些细胞产生各种类型的血细胞。

细胞的能力

“效力”是指非特化干细胞产生特化细胞的能力。有四种类型的效力。

• 全能的细胞可以产生体内所有类型的细胞以及胚胎外组织，例如形成胎盘所需的组织。胚胎外组织是胚胎发育所必需的，但不是其身体的一部分。受精卵是全能细胞的一个例子。当卵子与精子结合时就产生受精卵。结合是创造新个人的第一阶段。
• 多能细胞可以在体内形成任何类型的细胞。然而，与全能细胞不同的是，多能细胞不能制造胚胎外组织。早期胚胎的细胞具有多能性。
• 多功能细胞可以产生几种特化细胞。例如，骨髓中的细胞可以制造红细胞、白细胞和血小板，如下图所示。成体干细胞具有多能性。它们经常(但不总是)产生相关的细胞，比如骨髓中的细胞。
• 单能性的细胞只能产生一种特化细胞。由于它们的能力明显有限，它们没有像其他类型的人那样得到很好的研究。然而，它们仍然是有用的，它们可能会给我们带来一些重要的惊喜。

前身和目标

当一个成体干细胞分裂时，它产生两个干细胞或一个干细胞和一个祖细胞。祖细胞比干细胞稍微特化一些，并经历更多的分裂。细胞在每次分裂中变得越来越分化(或特化)。最终，目标细胞产生了。这些通常是干细胞所在组织所需要的。

成人干细胞在体内的功能

成体干细胞的作用是替代受损或已被破坏的细胞或结构。虽然并不是身体的所有受损部位都可以修复或替换，但干细胞的能力仍然令人印象深刻。被其活动所取代的一些项目包括:

• 红细胞只能存活120天左右
• 某些类型的白细胞或白细胞在对抗细菌或其他微生物时被杀死
• 小肠内膜，定期脱落，需要更换
• 大脑中的某些神经元或神经细胞以及支持神经元的星形胶质细胞和少突胶质细胞，但显然在非常有限的范围内(由神经干细胞执行)
• 骨骼肌细胞(由卫星细胞执行，在下面的视频中描述)
• 骨、软骨和脂肪细胞(由间充质干细胞完成)

干细胞分裂的最终产物既受细胞内因素的控制，也受细胞外因素的控制。基因表达(特定基因的启动)、基因表达的阻止、其他细胞产生的化学物质、环境中的额外化学物质以及与邻近细胞的物理接触都可能对分化和专门化产生影响。

刺激和控制干细胞活性

在自然条件下，干细胞修复我们身体损伤的能力有限。例如，在我们受伤后，它们不能产生一个完整的器官或身体部位。此外，它们在身体的某些部位比其他部位数量更多或更活跃。尽管如此，它们替代受损组织的潜力还是令人兴奋的。也许可以刺激他们的活动。

研究人员希望发现触发干细胞产生特定靶细胞的信号。这样，科学家就可以在实验室中制造出大量的靶细胞，或者直接制造出大量的干细胞来制造靶细胞。研究人员希望这些细胞能够修复人体的严重损伤。干细胞技术已经取得了一些临床成功，但在该技术被广泛应用之前还需要更多的研究。

一项令人兴奋的发现是，一些成体干细胞表现出“可塑性”。这个术语意味着它们有时可以产生与它们所在组织不同的组织细胞。如果我们能学会控制这种能力，它可能会有非常有用的应用。然而，强迫干细胞制造我们所需要的特化细胞可能涉及到控制它们的基因，这引起了安全问题。基因不是孤立地起作用的。强迫不活跃的人变得活跃可能会产生不必要的效果。

胚胎干细胞

在相关研究的早期阶段，使用的是人类胚胎干细胞，而不是成人干细胞。胚胎干细胞今天仍在一些研究实验室中使用。

提供干细胞的胚胎通常是体外受精后留下的胚胎。这是一种帮助一些无法生育的夫妇的手术。捐献的卵子和精子在实验室设备中结合，然后一个或多个胚胎被植入女性的子宫。产生多个胚胎是因为使用的第一个(或多个)胚胎可能无法成功植入子宫内膜。这对夫妇不需要的胚胎被冷冻起来，最终可能在夫妇同意的情况下用于科学研究。

胚胎在完成大约5天的发育后被用于研究。在这个阶段，胚胎被称为囊胚。囊胚的内部细胞是多能干细胞。一旦获得胚胎细胞，就可以在实验室中进行复制。它们在持续分裂的过程中产生了大量用于研究的干细胞。细胞的多能性使它们特别有用。由于干细胞在分裂过程中会产生更多的干细胞，因此没有必要在研究中不断使用新的胚胎。

争议和问题

胚胎干细胞的使用是有争议的，因为当获得原始细胞时，完整的胚胎被破坏，无法进一步发育。有些人认为，精子与卵子结合的那一刻起，一个新的人类生命就开始了。另一个问题是，如果来自胚胎的细胞被植入人体内，受者的免疫系统可能会将移植的细胞视为入侵者并摧毁它们。

可能的解决方案

与使用胚胎干细胞相比，使用成体干细胞的争议要小得多，因为成体干细胞可以在不破坏人类生命的情况下从捐赠者那里获得。如果捐赠者同时也是需要特殊细胞或干细胞移植的人，排异反应的问题就消除了，因为这个人的身体不会攻击自己的细胞。

起初，人们认为成体干细胞不如胚胎干细胞有价值，因为成体干细胞具有多能性而不是多能性。这个问题有两种可能的解决方案。科学家们正在学习如何指导成体干细胞的多能性，从而产生所需的细胞。在另一项进展中，科学家们已经找到了一种方法，从理论上触发任何细胞——包括我们体内的特殊细胞——变得多能。

诱导多能干细胞

通过控制表达的基因和改变细胞的化学环境，特化的成年细胞可以转变为多能细胞。转化后的细胞被称为诱导多能干细胞(iPSCs)或iPS细胞。它们的状态很像胚胎干细胞。尽管体内的任何有核细胞都可能被触发成为多能细胞，但目前来自皮肤的细胞最常用于转化过程。

创造诱导多功能细胞的一个问题是，病毒有时被用来改变原始细胞的遗传程序。病毒在生物技术中很有用，因为有些病毒可以从宿主细胞DNA中添加或删除基因，有些病毒可以改变宿主细胞的基因表达。在动物实验中，添加到细胞中重新编程的病毒有时会在宿主中引起癌症。研究人员正试图找到一种方法，在不增加癌症发展风险的情况下，迫使成年细胞变得多能。

一些研究人员发现，某些化学物质可以触发细胞的多能性，这可能是病毒使用的可行替代品。将成年细胞安全地转化为多能细胞将在医学领域带来巨大的好处。

成体干细胞和诱导多能干细胞有一天可能被用于修复我们身体多个部位的受损区域，如上图所示。这幅插图的创作者既是一位艺术家，也是一位医生。干细胞技术有极大的潜力来帮助我们，只要它不同时伤害身体。

该技术的额外好处

即使干细胞及其产物不用于移植，它们可能仍然有用。例如，它们可能有助于测试药物在细胞中的作用，以及研究人类发育和出生缺陷。它们也可能在癌症研究中有用。此外，了解干细胞的工作原理可能有助于研究人员开发新的疾病疗法。

早期试验表明，成体干细胞技术可能有重要的好处，但关于多能干细胞和诱导多能干细胞的许多问题仍然存在。例如，是否有可能刺激多能细胞产生不同组织中所需要的所有细胞?使成体细胞具有多能性的最有效方法是什么?转基因干细胞安全吗?

2012年，诺贝尔生理学或医学奖被授予约翰·戈登爵士(英国生物学家)和山中伸弥(目前在加州大学旧金山分校工作的日本生物学家)。该奖项的颁发是为了表彰他发现成年细胞可以被重新编程成为多能细胞。

干细胞技术的潜在用途

成体干细胞技术似乎非常有前途，因为在测试中它有助于改善某些症状和条件。然而，关于干细胞及其在我们体内的作用，研究人员还有很多不知道或不理解的地方。

一些个人、组织和公司正在对干细胞疗法的好处进行精彩的宣传。正如下面视频中的医生解释的那样，我们在评估这些说法时需要谨慎。一旦科学家们更好地理解了细胞的工作原理以及如何控制它们，我们可能会发现其中一些说法是正确的。然而，我们还没有到这个阶段。目前，从可靠的来源获得有关该主题的信息非常重要。

研究人员希望能够用干细胞技术帮助包括心脏病在内的一系列疾病。在测试过程中，这项技术已经帮助了一些患病的心脏。人们希望未来能够制造出胰岛素分泌细胞，并将其植入1型糖尿病患者的胰腺中。其他可能对干细胞疗法有反应的疾病包括阿尔茨海默病、骨关节炎、类风湿性关节炎、中风、脊髓损伤和烧伤。

成功治疗的要求

干细胞技术要想成功地作为一种治疗手段，有很多要求。

• 移植的细胞必须能够在病人体内存活。
• 这些细胞必须被植入正确的组织或器官。
• 非特化干细胞必须反复分裂才能产生足够数量的替代细胞。
• 新细胞必须分化成正确的目标细胞。
• 这些细胞必须在人体内长时间保持活性。
• 移植手术不能伤害受者。

如果所有这些要求都得到满足，一些令人兴奋和有益的医学治疗可能就会出现。未来可能是令人兴奋的。

发现相关新闻

许多研究人员正在研究干细胞，无论是我们体内的正常干细胞，定向干细胞，还是诱导干细胞。新的发现和事实经常被公开。我在下面的“参考资料和资源”部分的末尾包含了两个收集干细胞研究新闻稿的网站的链接。根据我的经验，这两个网站收集的版本并不完全相同，而且都值得访问。希望继续进行的研究很快就能创造出新的、非常有效的方法来安全地治疗许多健康问题。

参考资料及资源

• 阀杆细胞基础知识来自NIH(美国国立卫生研究院)
• 阀杆类型细胞来自梅奥诊所
• 成体干细胞来自波士顿儿童医院的事实(该网站有关于多能干细胞研究的信息链接)。
• 真相诱导多能干细胞从EuroStemCell.org
• 新闻干细胞门户网站发布的最新消息(该网站使访问者能够阅读来自各个机构的最新消息)。
• 另一组相关的新闻《科学日报》发布

据作者所知，这一内容是准确和真实的，不能取代有执照的健康专业人员的诊断、预后、治疗、处方和/或饮食建议。药物、补品和自然疗法可能有危险的副作用。如果怀孕或哺乳，请单独咨询合格的提供者。如果遇到医疗紧急情况，请立即寻求帮助。

©2012 Linda Crampton

评论

琳达·克兰普顿(作者)2020年8月19日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢,Bambe。我认为科学是一个非常有趣的话题。

Bambe2020年8月19日，菲律宾:

我惊讶于科学能达到如此之远。这非常有趣。

琳达·克兰普顿(作者)2015年5月11日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

真高兴干细胞技术帮了你，史黛丝。谢谢分享你有趣的故事。

斯泰西Dematos2015年5月11日，德克萨斯州布达:

我是干细胞移植的幸存者。我完全支持干细胞研究。这个手术让我重获新生。Richard K. Burt博士正在用干细胞研究自身免疫性疾病。我患有使人衰弱的自身免疫性疾病CIDP，很像多发性硬化症。我几乎到了需要坐轮椅的地步。今天，我在移植手术后的15个月，疾病消失了，恢复了正常。我又能在没有帮助的情况下跑步、骑自行车和走路了。

琳达·克兰普顿(作者)2012年12月22日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,conradofontanilla。谢谢你们的投票。这个集线器旨在为初学者提供干细胞的基本指南，我不希望它变得太详细(例如通过参考有丝分裂和减数分裂)。不过，在下次编辑中心时，我将添加更多关于差异化和效力的信息。第二张图确实显示了细胞在其效力基础上的正确顺序，除了如你所说，多能细胞被省略了。

骨髓干细胞和脐带血干细胞在主流医学中被用于制造新的血细胞，但其他干细胞疗法目前被认为是实验性的。类似地，螯合在传统医学中用于治疗重金属中毒，但被认为是实验性的，在其他情况下未经证实。

一些实验性干细胞治疗非常有趣，而且可能非常有用。然而，如果患者正在考虑接受未经证实的治疗，为了了解任何安全问题，与他们的常规医生或医生进行检查是非常重要的。一些替代的健康治疗方法可能是有用的，并最终可能被主流医生所接受，但其他治疗方法不仅无用，而且危险。

使用重新编程的成体干细胞可能存在风险。虽然这些细胞可能有一天会有用，但它们还没有准备好用于人类。

conradofontanilla2012年12月22日，菲律宾:

投票有用和有趣。不过，还是有一些建议。减数分裂细胞、有丝分裂细胞和干细胞之间的区别应该弄清楚。区分必须明确。术语divide必须与术语differentiate区别开来。如果分化的相或阶段是不可逆的，则应澄清，并按适当的顺序显示，如全能性，多能性，多能性，单能性(如果实际上这是顺序)。该图没有显示出多能阶段。

2012年12月17日，我与Arturo V. Estuita博士进行了一次谈话，他是菲律宾内科医生和螯合学家，同时也进行干细胞治疗。他给我讲了他在魁北克拜访的一位螯合学家同事的工作谈话。加拿大。他说，口服干细胞疗法促使干细胞产生单能细胞，以取代身体撕裂或磨损或患病的部分。如果耳垂已被撕裂，干细胞疗法将使用原始耳垂作为支架重新生长耳垂。我有一个关于这个话题的中心。埃斯图塔医生说，他的诊所有能力进行口服干细胞治疗。他说，肝硬化和肝癌可以通过口服干细胞治疗来预防。

将成人细胞重新编程为多能或单能干细胞的技术使得胚胎干细胞的使用变得不必要，所涉及的伦理问题现在已经很遥远了。事实上，脐带血现在可以用于研究和治疗白血病等退行性疾病。

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月14日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢你，萨莎!非常感谢您的评论、投票和分享。

芦荟金2012年10月13日:

非常翔实和启发性的文章艾丽西亚!我要投票和分享!

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月12日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢你，汤姆!谢谢你的评论。

托马斯·西尔维亚2012年10月12日，来自马萨诸塞州:

很棒的中心，写得很好，解释了干细胞研究。干得好!这是一本令人着迷的书!

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月12日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢，drbj。是的，干细胞研究的未来看起来似乎非常令人兴奋——也非常重要。如果你提到的这些疾病能通过干细胞疗法得到治疗，那就太好了。

DRBJ和雪利酒2012年10月12日，在南佛罗里达:

关于干细胞研究的文章很棒，艾丽西娅。在未来，干细胞可能有助于治疗和治愈许多医学问题，包括帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、糖尿病、心脏病、出生缺陷、脊髓损伤、癌症，甚至修复受损器官。了解这项研究可能实现的突破将是令人兴奋的。

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月12日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

玛丽，谢谢你的评论和投票。如果干细胞研究能够治愈更多的疾病，那将是一件非常美妙的事情!我希望这项技术在不久的将来能派上用场。

玛丽凯悦2012年10月12日，美国佛罗里达州:

我从来没有完全理解干细胞的作用。你的中心帮助我更好地了解干细胞。我认为，如果研究能治愈疾病，那就太好了。

我投票给这个Hub UP等等。

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月12日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢你，艾迪。我希望你周末也过得愉快!

Eiddwen2012年10月12日来自威尔士:

有趣又有用，谢谢分享，周末愉快。

艾迪。

琳达·克兰普顿(作者)2012年10月11日，加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢您的评论和投票，老师。我非常希望成体干细胞技术也能治愈疾病。如果安全问题能够得到解决，这项技术可能会为我们治疗一些严重疾病的能力提供一个巨大的突破。

Dianna门德斯2012年10月11日:

非常非常有趣，艾丽西娅。我对这方面的研究非常着迷，希望它能给许多人带来新的希望和医疗解决方案。投票。