2018诺贝尔干细胞
2018年诺贝尔生理学或医学奖:干细胞研究
2018年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了两位科学家James P. Allison和Tasuku Honjo,表彰他们在癌症免疫治疗方面的工作。然而,另外两位干细胞研究方面的科学家John B. Gurdon和Shinya Yamanaka也为干细胞研究做出卓越贡献而获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。 干细胞研究是一项广泛的科研领域,涉及到基础科学和临床应用,有望推动科学界对人体组织再生和疾病治疗的认识。
干细胞的定义
干细胞是一类能够自我复制并能分化成多种细胞类型的细胞,从胚胎到成人的身体中均存在着这种细胞。所有的细胞都源于干细胞。干细胞有着特殊的属性,与其他细胞不同,它们可以通过分化形成各种不同的身体细胞,例如肌肉细胞、神经细胞等等。因此,通过干细胞治疗,有望实现组织再生和疾病治疗。
两类干细胞
有两大类干细胞:胚胎干细胞和成人干细胞。
- 胚胎干细胞:从在体外受精后的早期胚胎中分离出来的细胞,可以生成身体内所有不同类型的成人细胞。
- 成人干细胞:身体各个器官/组织中的多能干细胞。这种干细胞已经发展成不同类型的身体细胞(尽管它们仍然具有其中一些复化能力)。
干细胞的研究与应用
干细胞研究往往包括:如何将干细胞导向成特定类型的细胞,以及如何为长期战斗慢性和退行性疾病患者的死亡、失落细胞组成后背景提供替代方法。
对于大多数疾病,难以简单地用一种治疗手段,例如药物,来根治。例如,对于停留在退行性疾病的身体部分,组织再生退化的速度可能快于身体内细胞的自我复制速率。 在这种情况下,干细胞有望为寻找组织再生和疾病治疗的答案开辟一个全新的大门。
干细胞的另一个显著研究领域是将它们引导生成特定类型的细胞。例如,瓶中的胚胎干细胞可以在适当的培养条件下分化为肝细胞、心肌细胞、神经细胞和其他类型的细胞。 通过了解如何细胞分化,科学家可以将这项技术用于新型疗法的开发,例如治疗2型糖尿病、帕金森氏病和阿尔茨海默病等疾病。
早期的干细胞研究
对干细胞的研究已经有数十年历史。John B. Gurdon在20世纪60年代证明了脱核的青蛙卵可以在保留卵母细胞DNA的同时生长成四肢动物。这表明控制细胞分化的因素存在于无作用的细胞中。 James A. Thomson于1998年从人类胚胎发现了第一批人类胚胎干细胞。
纳诺技术与干细胞
一个新的交叉领域包括纳米技术和干细胞研究。 纳米技术让科学家们能够创造除了生物界以外的物品,包括与细胞互动的单个分子。 通过科学家对这种互动的理解,他们可以更好地管理和引导干细胞的生长和分化行为。 比方说,在缺乏完整细胞网络支持的情况下,使用合理设计的三维仿生环境可以支持时刻不断的细胞生长和差异化。
未来展望
干细胞治疗可能是心血管疾病和阿尔茨海默病等目前无法治愈的疾病的未来解决方案。此外,干细胞也有望用于生成新的肝和心脏等器官。
在未来的几十年里,我们可能会看到从个人体细胞到干细胞的驱动力被不断地优化,并且在临床实践中有广泛的应用。但同时,我们还需注意到伦理问题的存在,比如在胚胎干细胞的使用方面,有必要遵循道德和法律的规范是非常重要的。
参考资料:
- Sachinidis, A., Gotz, M., & Wiesner, B. (2013). Pluripotent stem cells in research and treatment of human diseases. Zeitschrift für Kardiologie, 102(4), 254-262.
- Takenaka, C., & Nishishita, N. (2018). Recent advances in nanotechnologies for manipulation of mesenchymal stem cells toward translational medicine. Scientific reports, 8(1), 14759.
- https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2018/symphonic-documentary-movie/
- https://www.healthline.com/health/stem-cell-research
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