医学突破干细胞（医疗干细胞研究进展）

我国干细胞制备技术获得重要突破，该技术将会带来哪些影响？

该技术可以在治愈癌症方面做出巨大贡献。

我国干细胞制备技术获得重要突破，最重大，最有意义影响就是面部皮肤护理视频可以在攻克癌症方面取得进展。笔者认为：癌症是最痛苦，最耗费钱财疾病，如果能够依靠这种技术一举攻克癌症，无疑是整个医学界巨大飞跃。因为干细胞有很强分化潜力，于是科学家就尝试把溶瘤细胞注入干细胞。注入好之后，这些干细胞居然可以寻找癌细胞表面抗原，从而特异性杀灭癌细胞。这无疑是癌症治疗一个巨大飞跃，如果能推广开来，癌症治愈就像治愈感冒一样简单。笔者觉得：这项巨大发现离不开我国科研人员努力和科技创新精神。并且我国科研人员将会在此领域做出更大贡献。

除了治愈癌症外，该技术还有三个方面影响：让皮肤细胞变年轻，治愈糖尿病，或许可以断肢再生。以下详细说明这些影响：

1、该技术可以让皮肤变年轻：相关科研人员曾经把干细胞注入到人类伤口表面，结果发现伤口愈合时皮肤细胞表现出更强活性。经过分子测量显示，皮肤细胞生物钟倒转了30年。换句话说，该技术让皮肤变年轻了。

2、该技术可以治愈糖尿病：通过灵长类生物实验证明：该干细胞可以在胰脏处分化为胰岛细胞，于是受损胰岛细胞就可以通过外源干细胞注入来获得补充，于是胰岛素就可以正常分泌了。于是糖尿病就得到解决了。

3、该技术可以让断肢再生：目前，还不能确切知道此干细胞技术是否可以让断肢完全再生，但是科学家把干细胞注入到大白鼠残肢时，就发现了端面有骨芽细胞生长，周围伴随着成纤维组织和毛细血管，显示出断肢再生这一迹象。

新突破：新型干细胞疗法治愈小鼠糖尿病

近日，圣路易斯华盛顿大学医学院发表的研究表明，利用罕见Wolfram综合症患者的皮肤生成诱导多能干细胞，再将这种干细胞转化为产生胰岛素的细胞，并使用基因编辑工具CRISPR-Cas9对导致该综合征的遗传缺陷进行校正。然后， 他免疫细胞疗法骗局们将校正后的细胞植入实验室小鼠，并治愈了这些小鼠的糖尿病。 该研究于4月22日在线发表在《科学转化医学》杂志上。

科学家希望未来能提取患者尿液中的干细胞，然后将其转化为β细胞，通过CRISPR纠正这些细胞中的突变并移植回糖尿病患者体内，达到治疗糖尿病的效果。

近年来，医学界在干细胞治疗糖尿病领域从未停止过 探索 。新研究成果的发布，让功能性治疗糖尿病拥有新的思路。

糖尿病

糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，导致血糖水平升高的机制是胰岛素缺乏、身体使用胰岛素的能力缺陷或两者兼而有之。

随着现代生活方式的改变，糖尿病的发病率越来越高，最近的一项调查发现，全球每年有140多万人死于糖尿病，糖尿病长期存在的高血糖会导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害和功能障碍[1]。

疾病本身的痛苦和大量不可预见的并发症让患者的生活质量严重下降，倍受病痛折磨。

现有 治疗糖尿病方法多样，但难以有效稳定控糖

目前临床上对于糖尿病的治疗尚无根治的方法，大部分的治疗方式旨在控制病情的发展恶化而非根本性治疗，并且难以有效稳定控糖 ，主要包括饮食治疗、运动治疗和药物治疗。

饮食治疗是各种类型糖尿病治疗的基础，主要适用于一部分轻型糖尿病患者。运动治疗可改善机体对胰岛素的敏感性，还可以降低体重，减少身体脂肪量，增强体力，主要适用于一部分年轻的糖尿病患者。两者对于糖尿病患者的治疗效果并不明显[2]。

药物治疗适用于各个年龄段的患者，也是晚期糖尿病患者选择的治疗方式。药物治疗包括口服药物治疗和胰岛素治疗，市面上的口服药主要是磺酰脲类药物、α葡萄糖苷酶抑制剂、双胍类降糖药物等，但这类药物禁忌患有肝、肾、心、肺疾病患者使用，同时治疗也会带来不同程度的不良反应。胰岛素治疗的最大不良反应为低血糖[3]。

干细胞治疗糖尿病，带来新的转机

近年来，再生医学应用最广泛的是间充质干细胞。间充质干细胞具有多向分化、自我更新以及分泌多种细胞因子参与损伤组织与器官修复的潜能，被广泛应用于疾病的治疗研究中。

大量的研究发现间充质干细胞在体内或特定诱导条件下，可分化为胰岛β细胞，同时促进巨噬细胞M1向M2转化，进而改善胰岛素抵抗和促进胰岛和β细胞再生，使过高的血糖得以改善。机制可能是间充质干细胞的分泌效应改善了损伤组织的局部微环境，促进损伤胰岛的α细胞和β细胞转化，达到修复损伤胰岛的目的 [4]。

目前国内外有大量关于干细胞治疗糖尿病的实验研究和临床试验，结果均显示有明显改善效果。

根据著名国际化杂志《New Scientist》报道， 有2名I型糖尿病患者接受了源于胚胎干细胞的细胞植入物治疗，旨在当血糖水平上升时释放胰岛素以恢复正常血糖水平。这也是全球首例基于胚胎干细胞的糖尿病治疗研究。《Diabetology＆Metabolic Syndrome》杂志报道了一些拉丁美洲国家的糖尿病干细胞研究。

此外，近年来有关干细胞治疗糖尿病的热度一路攀升，吸引了不少国内外研究学者的关注。

研究发现，干细胞治疗糖尿病的主要效果体现在以下几点[4-6]：

Ø 有效改善血糖

Ø 明显减少和缓解并发症的发生

Ø 增加2型糖尿病c肽水平和调节性t细胞水平

Ø 有效改善胰岛抵抗，部分能够摆脱胰岛素

Ø 效果稳定、长期，无明显不良反应

结语

随着干细胞应用的迅猛发展，干细胞治疗糖尿病已经取得了一系列的突破性成果。相信随着科学研究与医疗技术的不断发展与进步，干细胞治疗糖尿病不仅可以改善症状，而是有可能真正的阻止疾病的发展，为糖尿病患者带来希望。

参考文献：

[1] Stein SA, Maloney KL, Pollin TI: Genetic Counseling for Diabetes Mellitus. Curr Genet Med Rep 2014, 2(2):56-67.

[2] Shepherd E, Gomersall JC, Tieu J, Han S, Crowther CA, Middleton P: Combined diet and exercise interventions for preventing gestational diabetes mellitus. Cochrane Database Syst Rev 2017, 11:CD010443.

[3] Saifan C, Nasr R, Mehta S, Sharma Acharya P, Perrera I, Faddoul G, Nalluri N, Kesavan M, Azzi Y, El-Sayegh S: Diabetes insipidus: a challenging diagnosis with new drug therapies. ISRN Nephrol 2013, 2013:797620.

[4] Solis MA, Moreno Velasquez I, Correa R, Huang LLH: Stem cells as a potential therapy for diabetes mellitus: a call-to-action in Latin America. Diabetol Metab Syndr 2019, 11:20.

[5] Sun X, Hao H, Han Q, Song X, Liu J, Dong L, Han W, Mu Y: Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells ameliorate insulin resistance by suppressing NLRP3 inflammasome-mediated inflammation in type 2 diabetes rats. Stem Cell Res Ther 2017, 8(1):241.

[6] Zang L, Hao H, Liu J, Li Y, Han W, Mu Y: Mesenchymal stem cell therapy in type 2 diabetes mellitus. Diabetol Metab Syndr 2017, 9:36.

全球医疗的下一个重大突破口：干细胞技术

干细胞 是具有自我复制、更新和多向分化潜能的原始细胞，其生物学特性与生命的发生、发育、分化、成熟、衰老、死亡等生理和病理过程息息相关，是当今生物医学研究最热门的领域之一。干细胞的存在可确保许多器官可以不断地进行自我更新，当某一组织器官受到损伤或功能丧失时，即可通过激活器官内的干细胞而生成新细胞促使器官组织再生，在无法完成自我再生的时候，也可以通过外源输入相应的干细胞达到治疗效果。

现今全世界的科研学者都在探讨如何利用干细胞治疗来攻克诸如脊髓损伤、帕金森病、黄斑变性、糖尿病、癌症、尿毒症、血液系统疾病等困扰医学界的难题。干细胞研究的巨大应用前景已经得到了世界各国的支持，众多国家大力发展干细胞领域技术以占领领域制高点。

再生医学 成为国际生物学和医学界关注的焦点。随着该领域竞争日趋激烈，全球干细胞市场规模逐渐扩大，干细胞技术逐步成为衡量生命医学发展水平的重要测度指标。

目前的临床应用

2011年中科院启动了“干细胞与再生医学研究” 战略性先导科技专项。干细胞专项从重大理论突破、关键核心技术及干细胞临床应用3个方面出发，集中攻克干细胞调控、干细胞治疗核心机制、干细胞应用体系等重大科学问题和核心关键技术,纵向连接干细胞基础理论研究和临床转化应用，为干细胞和再生医学的研究与发展起到引领及示范作用。直至目前以及取得了很多阶段性的成果，比如对于一些器官损伤的修复、骨髓损伤的修复、神经组织的修复和一些癌症的治疗，甚至是在对艾滋病，肺纤维化，重症肝病等“绝症”的治疗领域有了突破性的进展。

目前细胞技术在临床医学上的应用领域大致有五个:细胞替代治疗、系统重建、组织工程、基因治疗以及美容抗衰老。

细胞替代治疗

近年来，基于干细胞的细胞替代治疗在治疗疾病上的应用取得一定进展。在临床和科研中，科学家已先后成功利用胚胎 间干细胞、充质干细胞、神经干细胞等干细胞，对卵巢早衰、帕金森、糖尿病等进行修复治疗。此领域目前不断有突破性进展。

系统重建

利用造血干细胞和间充质干细胞，可以重建机体的造血系统和免疫系统，可以成为白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病的一种常规治疗手段。

组织工程

组织工程，是用人工的方法在体外造(构建)一块组织，后来其范围扩展到用人工方法在体外进行器官构建。组织工程研究主要包括四个方面:种子细胞、生物材料、构建组织和器官的方法和技术以以及组织工程的临床应用。目前临床上常用的组织修复途径大致有3种:即自体组织移植、异体组织移植或应用人工代用品。通过采集来的成体干细胞，在体外环境人工培养形成一些组织器官，在回输到体内，用来替代人体病变的组织器官，培养形成的组织器官也可以用来作为疾病模型和药物检测模型。

基因治疗

基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。也包括转基因等方面的技术应用。干细胞作为基因治疗的理想靶细胞，首先分离患者的干细胞，在体外对其进行基因修饰，将正常基因导入干细胞;再将改造过的干细胞静脉回输到患者体内，从而让正常基因在体内稳定表达，发挥防病治病的效果。

美容和抗衰老

“成人干细胞”肩负着补充组织细胞的作用，当细胞老化、死亡之后，干细胞自身分化更新进行补充。但干细胞数量会随着年龄的增长而逐渐减少。干细胞缺失和衰老是导致组织、器官乃至整个机体衰老的重要原因。干细胞具有的多向分化和修复的能力，可以在机体内不断更新和替换衰老的细胞，也可促使细胞不断增殖，从而源源不断的给身体补充健康鲜活的细胞，使身体由内而外散发青春的光彩。

干细胞技术存在的问题

虽然干细胞技术已取得了重大的突破, 但是仍面临许多方面的问题, 影响干细胞技术的应用。

01干细胞的培养

干细胞培养条件是干细胞技术的基础, 干细胞常规培养对环境条件的要求极为苛刻, 虽然已有研究者报道不用滋养层细胞和动物血清, 简单高效地培养i PS细胞, 同时减少移植过程中引发感染风险的方法, 但是简化、完善和规范培养条件仍然是科学家面临的一大难题。

02伦理问题

自1996年克隆羊多利诞生以来, 胚胎干细胞研究涉及到的伦理、宗教、道德、法律等问题, 存在争议, 严重阻碍了干细胞技术用于人类疾病治疗的发展。i PS细胞实现将成熟体细胞诱导成具有分化潜能的干细胞, 使得干细胞技术不再受制于ES细胞所面临的伦理问题。

03诱导分化的调节因子及机制

干细胞诱导的调节因子及其调控机制尚未清晰, 要诱导产生某种类型的组织或器官, 必须了解各种细胞因子的作用机制及其作用的时期, 否则可能获得功能不完善的器官或组织。此外, 对于损伤修复中干细胞参与作用的机制与分化方向研究证据不足, 心肌再生干细胞疗法的假阳性问题, 以及c-kit阳性心肌干细胞在心机功能恢复中对心肌再生贡献引发的争议受到广泛关注。

04定向诱导

体外或体内诱导干细胞分化成组织特异性细胞或者使体细胞经中胚层细胞状态转分化为其他脐带msc细胞外泌体细胞类型目前还存在很多不确定性, 尤其对于肾脏、心脏等细胞谱系复杂的组织器官。采用干细胞治疗难以确保心脏祖细胞分化成功能性心室心肌细胞, 以及难以确保能将分化的细胞输送和集成到患者的心室肌中, 很难定向形成组织或器官。

05诱发肿瘤

国外一些科学家在诱导神经细胞时发现, 混杂未分化细胞移植会导致肿瘤, 在移植过程中, 部分诱导细胞会表现出致肿瘤性。目前, 使用的诱导因子有Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc, 但有些诱导因子, 如c-Myc虽然能够诱导干细胞的分化但使肿瘤的发生频率明显提高, 其对人类干细胞可能具有致肿瘤性。

06诱导器官和组织衰老

通过干细胞诱导获得的组织或器官, 虽然在形态和结构上是新生结构, 但是与其细胞核内遗传物质的衰老同步, 用患者细胞诱导产生的器官或组织无法保证正常功能。

07免疫排斥

干细胞疗法面临的瓶颈是移植后的免疫排斥。i PS细胞的产生被认为解决了ES细胞存在的免疫排斥问题, 但也有报道称i PS细胞诱发自身免疫反应。虽然细胞或器官移植后, 可使用免疫抑制剂抑制排斥反应, 但是长期使用免疫抑制剂有很大毒性及其他副作用。

伴随着干细胞科学的不断深入、干细胞技术的快速发展、干细胞监管法规的日益完善，干细胞科技在干细胞移植、干细胞新药、干细胞组织器官修复等众多领域的应用将越来越广泛，其所针对的适应证将逐年增加，成为解决众多临床未满足需求的重要生力军，为许多过去无计可施的疾病带来治疗的新希望。

我国科学家在干细胞制备技术上取得新突破，该技术可以应用于哪些临床实验？

多潜能干细胞具有无限增殖特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力，因此被称为“种子细胞”，但其只短暂存于胚胎发育的早期阶段，随后便会分化为各种类型的成体细胞。

近年来，诱导多能干细胞技术的建立，在细胞治疗、药物筛选和疾病模型等领域产生了广泛的应用价值，尤其是为患者构建自体特异性干细胞系，大大加速了干细胞临床应用的进程。

在哺乳动物自然发育过程中，多潜能干细胞只短暂存在于胚胎发育的早期阶段，随后便会分化为构成生物体的各种类型的成体细胞，丧失其“种子细胞”的特性。如何逆转这一自然发育过程，使高度分化的成体细胞重新获得类似胚胎发育早期的多潜能状态，一直是干细胞与再生医学领域最重要的科学问题之一。

多潜能干细胞具有无限增殖的特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力。这些神奇的特质，使其在细胞治疗、药物筛选和疾病模型等领域具有广泛的应用价值，是再生医学领域最为关键的“种子细胞”。

为了让干细胞诱导更安全、更有效率，邓宏魁团队十几年来持续开展小分子的寻找工作。受低等动物再生过程启发，团队发现高度分化的人成体细胞在特定化学小分子组合的诱导下，可以发生类似低等动物细胞可塑性变化。

干细胞归巢是指干细胞在多种因素的影响下，从原位定向迁移至靶组织并定植存活的过程。干细胞具有很强的归巢能力，其归巢到靶组织分为3步：首先识别微内皮血管，然后透过内皮，最后进入靶组织再生。

免疫是人体抵挡疾病，尤其是铲除进入人体的病原微生物(细菌、病菌、寄生虫等)和监控、杀灭肿瘤细胞的关键因素。因而，免疫系统是人体的防卫部队，免疫细胞则是这个防卫部队中的战斗员。

老年人因为免疫细胞削减，免疫细胞活性下降，抗病才调下降，因而容易发生肿瘤和其它疾病。免疫功用阑珊是变老的重要标志之一，而干细胞移植能够有用跋涉人的免疫功用，因而，干细胞移植是保护人身体健康和变老的较有用实施之一。

干细胞技术在医学上的应用前景

干细

胞即起源细胞，是指尚未发育成熟的细胞，它具有多分化潜能和自我复制的功

能。在特定条件下，可以分化成不同的功能细胞，形成多种组织和器官。医学界

期望能够用干细胞来修复那些坏损组织或器官，因此称其为“万能细胞”。干细

胞技术作为一种新兴的医疗技术，正逐渐展现出其诱人魅力，市场应用前景非常

广阔。

干细胞研究的重大突破在于：１９９８年，美国威斯康星大学的科学家成功

地在体外培养和扩增了人体胚胎干细胞，为利用干细胞治疗疾病提供了细胞来

源；１９９９年，美国科学家发现小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”

为血液细胞。随后科学家证实并发现，人类成体干细胞具有可塑性，为干细胞的

临床应用拓展了更为广阔的空间。

１９９９年，美国《科学》杂志推举干细胞为２１世纪最重要的十项研究领

域之一，且位居第一，领先于家喻户晓的“人类基因组测序”。２０００年，干

细胞再度入选《科学》评选的十大科技成就。２００１年年底《科学》又将其置

于２００２年值得关注的六大热门科技领域之首。

通过干细胞研究，人们相信，绝大多数疾病，包括神经性疾病、糖尿病、慢

性心脏疾病、肾脏病、肝脏疾病、癌症和艾滋病等，都可望借助干细胞技术得到

康复。同时利用干细胞及其产物细胞，还可以结合基因治疗、组织工程及药物开

发等进行医疗或研究应用。

骨髓移植手术可说是干细胞应用的一种，骨髓接受者先经化学及放射线治疗

后，再移植捐赠的骨髓，其中所含的干细胞，将会分裂分化，再重新组成骨髓内

的各种血液细胞，达到治疗的目的。

干细胞除了直接使用之外，将来还可能配合基因修饰，提供原有干细胞不具

备的功能，或是运用培养技术，使其成为人造器官组织的来源。目前器官移植来

源有限，因此干细胞的潜力备受期待。另外，利用人类干细胞或其衍生的组织、

器官测试各种药物的药效、毒理特性，也会比用其他动物更能反映人体状况，可

能发展成为一种新的药物筛选模式。

干细胞应用于临床治疗，最大的挑战在于稳定的细胞来源、足够的移植细胞

量，以及能维持细胞活性的保存技术。目前干细胞的分离、纯化与收集技术，可

说是取得治疗材料的关键，而生物体外细胞工程与选殖、细胞株的增生培养，以

及治疗产品的制造，也都是此一治疗所需的重要相关技术。英国胚胎干细胞库的

建立将为提供干细胞来源作出贡献。

目前虽然干细胞产业仍处在萌芽阶段，但其应用前景十分广阔，蕴藏着巨大

商机。据估计，２００１年干细胞治疗相关市场值约为３．３亿美元，２００２

年则有４．５亿美元，今后年平均增长率约在３０％左右，将于２００７年达到

１９亿美元。

包括美国、英国、德国、瑞典、以色列、澳大利亚、新加坡、日本、中国大

陆、韩国以及中国台湾地区等，均正积极进行干细胞治疗的研究，并取得了可喜

成果。

皮肤组织修复目前在组织工程中发展最快速，其相关产品为第一个取得美国

食品和药物管理局的批准并上市，人工皮肤可用来治疗皮肤溃疡、烧烫伤、手术

及美容等，目前所取的细胞来源有来自新生儿的包皮、或者病人本身的毛囊，上

市产品如AdvancedTissueSciences公司的Dermagraft-TC、Organogenesis公司

的Apligraf及瑞士公司ModexTherapeutics的EpiDexTM等。

硬骨再生的研发目前也非常炽热，主要分三个技术层：合成移植物、脱矿骨

基质（demineralizedbonematrix；可用来做骨组织工程所需的三度空间支

架）、及促进骨生成的蛋白质（bonemorphogenicproteins）。

日本信州大学医学系佐佐木克典教授领导的研究小组，最近利用从美国威斯

康星大学进口的人体胚胎干细胞，经过一年多的努力，用１００个人体胚胎干细

胞成功制成了８个能在培养皿中搏动的心肌细胞，其成功率高于美国研究小组。

这在日本国内还是第一次。

日本庆应大学医学系冈野荣之教授领导的研究小组，最近用老鼠胚胎干细胞

生成因早老性痴呆症而丧失的脑神经细胞获得成功。据称，如果能使这种细胞增

殖，并提高其记忆机能，早老性痴呆症则有望治愈。

整体来看，干细胞治疗现在仍受限于安全性及其治疗效果，还没有普遍应

用。若要利用干细胞进行研究与产品开发，仍需要熟悉细胞培养，了解细胞分化

机制，这有赖广泛的科学研究来提供相关理论基础。目前，越来越多的研究确

认，多能成体干细胞具有高度应用价值。将来也许能避开胚胎干细胞研究引起的

伦理争论，并应用于细胞疗法、组织工程以及再生医学，带动干细胞产业的发

展

我国科学家获得干细胞领域重大突破，该突破对医学行业会有哪些影响？

利用干细胞治疗来攻克诸如运动神经元病、肝病、关节炎、卵巢早衰、糖尿病、肾损伤和自身免疫疾病等困扰医学界的难题，各种基于的干细胞功能开发方案层出不穷。除此之外，科学家还将干细胞技术用于组织器官的再生、药物筛选和疾病模型的建立等，不断发掘干细胞的无限潜能，为医学技术的发展劈开一条新的道路！干细胞技术推动了临床科研和生命科技的进步。未来，干细胞技术的突破将极大地造福全人类，为我国人民大众带来全新的希望与光明！