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1700240219 生命密码:你的第一本基因科普书 [:1700236035]
1700240220 生命密码:你的第一本基因科普书 万用干细胞的神奇
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1700240222 相对于蚯蚓(Pheretima )、海星(Asteroidea )、涡虫(Planaria )来说,人的复原能力实在是太弱了。
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1700240224 长在人身上的器官,几乎都不可复得,失去便失去了。面对肢体受伤、器官病变、衰老受损的皮肤上长出一道道皱纹等情况,我们都只能眼睁睁地看着其发展。更为严重的是,如果器官出现不可挽回的“故障”,通常情况下只能等待他人捐献,并且需要终身服用抗排异类药物。如果受损的部位变成大脑、脊髓等中枢神经,现代医学更是束手无策。
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1700240226 复原能力不佳,正是缘于人类细胞高度分化后的多能性缺失。在出现损伤后,人类难以像蚯蚓、海星、涡虫那样用干细胞分化出新的细胞,实现复原。
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1700240228 干细胞是什么
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1700240230 干细胞(stem cell)是人体中具有增殖和分化能力的一类多潜能细胞。在一定条件下,该类细胞可以从单一细胞分化为多种不同细胞,就像树干上可以生出树枝、叶子、花朵一样。
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1700240232 根据分化能力的不同,干细胞可以分为全能干细胞(totipotent stem cell)、多能干细胞(pluripotent stem cell)和单能干细胞(unipotent stem cell)。全能干细胞一般指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞,这类细胞可以分化为任何类型的细胞。随着人体的发育成熟,体内的细胞渐渐失去分化的能力。然而,骨髓、脂肪等仍保留着少量具有分化能力的细胞,这些干细胞又可分为多能干细胞和单能干细胞。多能干细胞可以分化为几种不同类型的细胞,比如脂肪细胞(adipocyte)、神经细胞(neurocyte)、成骨细胞(osteoblast)等。而单能干细胞则只能分化为某一类细胞,比如造血干细胞(hematopoietic stem cell)就是一种单能干细胞,只能分化为红细胞、白细胞等血细胞。
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1700240234 过去人们普遍认为,以上这些干细胞一旦分化,便再也无法恢复干细胞状态。不过,日本的山中伸弥教授在2006年打破了这个所谓的自然铁律。他把小鼠皮肤中的成纤维细胞(fibroblast)诱导为类似胚胎干细胞的多能干细胞。这种诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell)的问世意味着人体内高度分化的细胞也可以“逆转”为多能干细胞,用于临床治疗,补充天然干细胞来源的不足。而且,使用这种干细胞不存在伦理道德方面的问题。山中伸弥也因此技术摘取了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。
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1700240236 诱导性多能干细胞虽然前途光明,但成本较高,安全性较低,成人体内的间充质干细胞(mesenchymal stem cell)可能更适用于干细胞疗法。成人体内的间充质干细胞属于多能干细胞,主要存在于人体的骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织和脂肪组织中。此外,在女性经血中也有它们的影踪。把这些干细胞收集起来,进行增殖和诱导,就能让它们分化为我们所需的不同细胞,比如肝细胞、心肌细胞、肌肉细胞、神经细胞等。
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1700240241 示意图:人工培养干细胞的应用方向
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1700240243 无论是医疗还是美容领域,干细胞疗法都大有用武之地。干细胞疗法的原理就是让干细胞分化为人体所需的细胞,从而修复人体受损的器官和组织,弥补人体内多数细胞所丧失的细胞分化能力。
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1700240245 细胞保存
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1700240247 虽然干细胞疗法用途多多,却面临一个严重的问题——当需要使用干细胞时,怎么才能保证有足够的可用干细胞?
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1700240249 从出生的那天起,人体内的干细胞数量就随着年龄的增长不断减少。而不少重症倾向于发生在年纪较大的人身上,即使可以在需要进行移植治疗时使用干细胞疗法,也难以获得足够的干细胞。
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1700240251 解决这个矛盾只能未雨绸缪:趁着年轻,把干细胞或者其他有用的细胞冻存起来,让它们在低温下保存活力。如果多年后有了需要,便可以把年轻时活力满满的细胞取出来,重新注入自己的身体中。
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1700240253 用新生儿冻存的脐带血治疗血液病已经是成熟的医疗手段。除了脐带血,还可以把胎盘也冻存起来。胎盘中含有大量的间充质干细胞,可用于治疗血液病和免疫系统疾病,甚至可以被诱导分化为其他细胞,修复受损器官。
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1700240255 如果孩子出生时错过了冻存胎盘的时机,那么,到了换牙的时候,还可以考虑冻存乳牙牙髓(dental pulp)里间充质干细胞,一样可以用于干细胞治疗。
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1700240257 前文已述,成年人的干细胞存在于人体的骨髓、脂肪组织和经血中,要想获取干细胞,也得从这些地方动脑筋。
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1700240259 对多数人来说,抽取骨髓干细胞是比较痛苦的。相比之下,收集经血提取干细胞是无创无痛的,但也容易受外界细菌的污染。因此,比较适合自体使用的就是脂肪干细胞了,有用的脂肪干细胞在抽脂减肥的同时就能提取,可谓一举两得。至于身材较瘦、体脂含量低的人,可以从皮肤上取下一小块真皮组织(直径5毫米左右),从中提取纤维细胞。随后,把这些细胞诱导成具有分化潜力的诱导性多能干细胞,就可以用于医疗了。
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1700240261 除了干细胞外,人体中还有不少有用的细胞也值得冻存,比如精子、卵子。年轻人还可以趁着年富力强,冻存一些外周血里的免疫细胞,万一将来罹患肿瘤,需要进行免疫治疗(immunotherapy),就能直接使用。癌症患者在患病或化疗后身体虚弱,体内残余的免疫细胞活性不高,不适合用来做免疫治疗。年轻时冻存的免疫细胞活性较好,治疗效果也会更佳。
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1700240263 值得一提的是,中国已有了自己的国家基因库,可以作为我们的生命银行,储存我们年轻时的细胞组织,以备不时之需。
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1700240265 干细胞造器官
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1700240267 冻存的干细胞具有广泛的医疗用途。最有应用前景的恐怕是利用干细胞培养器官,以替换衰老病变的人体器官。
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