摘 要 對于生命科學(xué)及其相關(guān)科學(xué)術(shù)語,近些年已很深入地進(jìn)入我們的生活。諸如關(guān)于生物制藥、基因工程、蛋白質(zhì)、酶、抗生素等知識呈現(xiàn)一種強(qiáng)烈的沖擊。生命科學(xué)的前沿與人類的健康存在密切關(guān)系,主要研究現(xiàn)在比較前沿的科學(xué),即尚處于研究階段的科學(xué)。本文就自己所了解的人體胚胎干細(xì)胞研究進(jìn)程的了解我與認(rèn)識,做了較為全面的探究,給人耳目一新之感。
關(guān)鍵詞 人胚胎干細(xì)胞;研究進(jìn)程;理解與認(rèn)識
客觀地說,在現(xiàn)實(shí)生活中,我們存在很多的無奈與傷感,比如:眼睜睜地看著親人、朋友無望地離去卻沒有任何辦法,我們無法擺脫對抗生素的依賴,因此我們就要去尋找更加安全、更加人性化的治療方法和關(guān)鍵技術(shù)的突破!這,就是生命科學(xué)前沿技術(shù)研究要帶給我們的不竭動力和最大的福音。
因此,對于人胚胎干細(xì)胞研究進(jìn)程,讓人們充滿好奇與興趣。由于不能面面俱到,本文主要針對人胚胎干細(xì)胞當(dāng)前研究與發(fā)展,梳理和傳達(dá)一下相關(guān)觀點(diǎn)。
什么是胚胎干細(xì)胞定義?是指使受精卵分裂發(fā)育成囊胚內(nèi)團(tuán)細(xì)胞的細(xì)胞,它具有體外培養(yǎng)、無限增殖、自我更新和多向分化的特性。一般認(rèn)為,全能性干細(xì)胞應(yīng)具有三個特征:來源于一個全能性細(xì)胞群體;具有正常的細(xì)胞核型;具永生性,在胚胎狀態(tài)下能無限制的分裂。
胚胎干細(xì)胞極為神奇:它發(fā)于當(dāng)發(fā),止于當(dāng)止。本質(zhì)上,它不過是精子進(jìn)入一個卵子并結(jié)合而成的受精卵而已。但這之后,就神奇地由一個細(xì)胞變成兩個細(xì)胞,再由2個而4個,再由4個變成8個,在該長耳朵的地方分化成組成耳朵的所有細(xì)胞,在該長胳膊的地方分化成組成胳膊的所有細(xì)胞。當(dāng)一個完整的人形成后,組成他身體的絕大部分細(xì)胞就停止分化,不再具有分化能力。無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境,胚胎干細(xì)胞都能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類型。
它能夠治療諸多疑難雜癥。現(xiàn)在我們聽到最多的,就是關(guān)于白血病的治療用到胚胎干細(xì)胞的案例。一般而言,白血病患者必須要找到與之相適應(yīng)的骨髓才能進(jìn)行移植。而現(xiàn)在的孩子大多為獨(dú)生子女,而兩個不相干的人骨髓相配的概率幾乎為十萬分之一,所以就產(chǎn)生了很大麻煩。如果當(dāng)初嬰兒出生時就預(yù)留臍帶血,醫(yī)院給每個人都建立一個胚胎干細(xì)胞庫,那么今后一旦得這種病就可直接從中提取自己的干細(xì)胞,經(jīng)過組織培養(yǎng)分化成造血干細(xì)胞,然后移植到患者體內(nèi),這樣就可避免發(fā)生排斥,治療這些并就不是什么麻煩了。其實(shí)胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用并不只是局限在此,還有治療帕金森病疾病,像中風(fēng)、心率不齊、心肌梗塞、視網(wǎng)膜病變、糖尿病、肝功能不齊以及關(guān)節(jié)炎等疾病。
它具有廣闊的應(yīng)用前景的同時也有著憂慮。人類胚胎干細(xì)胞可以多渠道分化,分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、造血細(xì)胞、心肌細(xì)胞等,所以它在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域前景遠(yuǎn)大。胚胎干細(xì)胞移植最大的好處,就是避免發(fā)生排斥反應(yīng),但是成體干細(xì)胞卻不如胚胎干細(xì)胞。從骨髓中提取的干細(xì)胞能夠分化成原始細(xì)胞,如骨髓組織細(xì)胞,直至生長成所需要的其他組織或器官。但讓人憂慮的結(jié)果是,骨髓干細(xì)胞起初分化順利,但有的卻最終并沒有分化成原始細(xì)胞,卻產(chǎn)生了奇怪的類似人體腫瘤的細(xì)胞。
雖然胚胎干細(xì)胞用途很多,但它的分離與純化卻有很大難度。在分離干細(xì)胞之前,也就是在這些細(xì)胞進(jìn)行分化之前就把它們從內(nèi)細(xì)胞團(tuán)里面分離出來,然后放到培養(yǎng)機(jī)里面進(jìn)行培養(yǎng),其實(shí)這完全是一個騙局,就是我們把細(xì)胞從內(nèi)細(xì)胞團(tuán)習(xí)以為常的微環(huán)境里面提取出來放在培養(yǎng)機(jī)里,培養(yǎng)機(jī)里放了許多的物質(zhì),讓這些細(xì)胞以為它們其實(shí)還是在它們原先的位置,還是在內(nèi)細(xì)胞團(tuán)里,因此這完全是一個騙局,那些細(xì)胞以為它們依然在細(xì)胞團(tuán)里面,因此它們繼續(xù)在等待信號讓它們進(jìn)行下一步的分裂,當(dāng)然除了讓它們分離以外,還可以運(yùn)用一些技術(shù)阻止這些細(xì)胞進(jìn)行分離,那么細(xì)胞就可以繼續(xù)養(yǎng)下去,繼續(xù)培養(yǎng),而且這些細(xì)胞因為采取了相關(guān)技術(shù),它不會老化,也不會死去,它們一天不停地在我們的培養(yǎng)機(jī)里發(fā)育。于是就出現(xiàn)以下可能:
保持細(xì)胞全能性并控制向特別類型細(xì)胞轉(zhuǎn)化。如何讓胚胎干細(xì)胞發(fā)育成造血干細(xì)胞而不是發(fā)育成神經(jīng)細(xì)胞或一個完整的個體。而事實(shí)上,在我們?nèi)祟惿眢w里面的干細(xì)胞會不間斷進(jìn)行分化,分化成為我們身體所有的細(xì)胞類型,一個干細(xì)胞傾向分化大約為200多種身體里面的細(xì)胞類型。接下來的問題,就是如何使這一種干細(xì)胞僅僅向著我們所需要的細(xì)胞類型分化,并且僅僅分化為我們所需要的細(xì)胞類型,像腦細(xì)胞、心肌細(xì)胞或者是組合細(xì)胞。現(xiàn)在的研究結(jié)果,是采用不同的培養(yǎng)基培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞,讓其將發(fā)育成特定功能的細(xì)胞。如:胚胎干細(xì)胞——胎牛血清與骨髓基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)——造血細(xì)胞;胚胎干細(xì)胞——基因轉(zhuǎn)染——胰島素分泌細(xì)胞;胚胎干細(xì)胞——RA——經(jīng)細(xì)胞。雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)部分定向轉(zhuǎn)化,但這些培養(yǎng)基的配置,更多關(guān)于定向分化的問題有待解決,這是我們目前正在研究的問題,需要我們這一代或下一代不斷地研究下去。
下一個待解決的問題就是:分化后的細(xì)胞是否具有致癌的危險性。體外培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)基里面含有很多化學(xué)物質(zhì),雖然里面的環(huán)境類似人體但又不完全于人體內(nèi)環(huán)境相同,因此,培養(yǎng)基里的物質(zhì)是否會導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞癌變,激活原癌基因,發(fā)展成癌細(xì)胞。這也是有待解決的,在今后的發(fā)展中需進(jìn)一步深入研究。
還有一個隨之出現(xiàn)的倫理問題:用于肝細(xì)胞研究的胚胎來源困難。胚胎是一個未來的生命,不能因為進(jìn)行科學(xué)研究而扼殺生命。再者說,對胚胎干細(xì)胞的研究現(xiàn)在還只是停留在最初階段,距離臨床試驗還有很長一段路要走,更不用說用于治療疾病了。“我們不能僅僅因為有的胚胎不能發(fā)育成生命就殘忍地在它們上面做試驗。
研究的支持方指出,根據(jù)自愿的原則,利用一些廢棄的胚胎擴(kuò)大干細(xì)胞研究是正確的事情。干細(xì)胞研究被認(rèn)為是找到老年癡呆癥、帕金森綜合癥等神經(jīng)和大腦疾病新療法的希望。還有就是關(guān)于克隆問題,克隆羊“多利”的誕生讓更多人參與到這場爭論中。如果用人體干細(xì)胞克隆出人,到底該不該,都涉及到倫理問題和人們道德承受的底線。
當(dāng)前胚胎干細(xì)胞的研究,正在向縱深方向發(fā)展,并呈現(xiàn)有如下趨勢:
如何改善人體胚胎細(xì)胞的體外培養(yǎng)條件,建立更有效更簡便的獲得坯胎細(xì)胞的方法?如何定向誘導(dǎo)分化成特定類型細(xì)胞,用于臨床疾病的治療,并解決免疫排斥和潛在的致腫瘤的問題?如何進(jìn)行成體干細(xì)胞的橫向分化的能力以及與胚胎干細(xì)胞的比較,成體干細(xì)胞能否替代胚胎干細(xì)胞?
現(xiàn)在,人胚胎干細(xì)胞的研究,還存在如下迷人前景和方向:
應(yīng)用于未來的再生醫(yī)療。《科技日報》消息稱:人們通過顯微鏡發(fā)現(xiàn),人體內(nèi)有一種神秘的東西,他們宛如銀河系中閃閃浮動的美妙“星體”,釋放出神秘的光輝。這些令人心馳神往的“星體”,就是人類胚胎干細(xì)胞。盡管目前的醫(yī)術(shù)尚無法使有些病人起死回生,但采用再生醫(yī)療的手段或許能使人的生命得以延續(xù)或再生,進(jìn)而達(dá)到不使物種徹底滅絕的目的。雖然這是一項造福生命的好事,但從人類受精卵中提取胚胎干細(xì)胞的嘗試,卻使科學(xué)界與宗教界和政治界卷入一場無休止的爭執(zhí)之中,并在全球范圍掀起了軒然大波。
可以形成獨(dú)特的控制機(jī)制。1998年美國威斯康星大學(xué)Thomson等率先成功分離、克隆了人胚胎干細(xì)胞,并建立了細(xì)胞系,這一研究成果立刻在國際上引起轟動,成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。由于人體坯胎細(xì)胞具有其它哺乳動物胚胎細(xì)胞的一般特性,能夠在適宜條件下分化成構(gòu)成人體的任何一種組織。因此,人體坯胎細(xì)胞能夠為組織工程研究提供可靠的細(xì)胞來源,同時能夠在人早期胚胎發(fā)生、細(xì)胞組織分化以及基因調(diào)控等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
對于人胚胎干細(xì)胞研究的意義和人體坯胎細(xì)胞的應(yīng)用前景,十分令人鼓舞。胚胎干細(xì)胞可以作為研究人類胚胎生育、出生缺陷及胚胎瘤等疾病的新的手段;可以用于至今為止尚未進(jìn)行的關(guān)于的方法;制造人類疾病模型以利用于基礎(chǔ)研究、藥物開發(fā)和毒理學(xué)研究,如果克隆技術(shù)可以從患者自體組織中獲得干細(xì)胞,則它們可解決用于治療退行性疾病的組織短缺以及結(jié)束在移植治療中使用免疫抑制劑;另外,干細(xì)胞還可以用來作為基因治療的一種新的基因運(yùn)載系統(tǒng),前景十分廣泛。
最終,我們得出的結(jié)論是:由于胚胎干細(xì)胞在揭示生命的奧秘、攻克各種疑難雜癥等方面具有極為迷人的前景,盡管目前大力推進(jìn)還有許多困難,還存在爭議甚至非議,如果能夠正確引導(dǎo),建立相應(yīng)完善的監(jiān)管機(jī)制,人胚胎干細(xì)胞研究領(lǐng)域的每個進(jìn)步都將對人類自身發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。
我國的干細(xì)胞研究和應(yīng)用已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ),早在20世紀(jì)60年代就開始了骨髓干細(xì)胞方面的研究,目前研究和應(yīng)用得最多的是造血干細(xì)胞。1992年,我國內(nèi)地第一個骨髓移植非親屬供者登記組在北京成立,“中華骨髓庫”也正式接受捐贈。2002年,北京建立了臍帶血細(xì)胞庫。關(guān)于胚胎干細(xì)胞的研究,我國目前還沒有明確的法律規(guī)定。我國干細(xì)胞研究與國際之間還純在一些差距,這需要我們一代又一代的中國人為之奮斗。同時國際上干細(xì)胞研究還純在很多“黑洞”區(qū)域,如何合理應(yīng)用干細(xì)胞研究成果,而不至于違背倫理也是國際上一直爭論的話題。因此,人胚胎干細(xì)胞的研究與探索,還有很長的路要走。