由于人體細(xì)胞的再生能力比預(yù)期更加多樣，科學(xué)家們不得不重新考慮干細(xì)胞的研究方法。在過去的三年里，荷蘭Hubrecht研究所的研究人員一直在辛苦地對(duì)老鼠心臟中發(fā)現(xiàn)的所有增殖細(xì)胞進(jìn)行分類和繪制圖譜，為了尋找心臟干細(xì)胞。

理論上而言，心臟干細(xì)胞應(yīng)該能夠修復(fù)受損的心肌，所以找到心臟干細(xì)胞也會(huì)面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)。由于這項(xiàng)研究涉及到以前的研究，所以引起了科學(xué)家們激烈的爭(zhēng)論，并且最近有許多人呼吁撤回30多篇偽造數(shù)據(jù)的論文?！睹绹?guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)計(jì)劃公布Hubrecht團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果：根本沒有心臟干細(xì)胞存在的證據(jù)。

博科園-科學(xué)科普：這一結(jié)論證實(shí)了該領(lǐng)域研究人員長(zhǎng)期以來的懷疑，它觸及了一個(gè)更深層次的核心問題——干細(xì)胞意味著什么。科技技術(shù)的革新揭示出可塑性和異質(zhì)性細(xì)胞群體如何形成，一些研究人員已經(jīng)將“干細(xì)胞”視為細(xì)胞類別的定義特征，轉(zhuǎn)變?yōu)樵S多類型的細(xì)胞都能發(fā)揮或貢獻(xiàn)的一種功能。20世紀(jì)50年代和60年代，在骨髓中的干細(xì)胞首次被科學(xué)家識(shí)別，當(dāng)時(shí)研究干細(xì)胞目的是為了了解和治療二戰(zhàn)后輻射帶給人體的傷害。血液干細(xì)胞非常罕見，分裂速度緩慢，能夠自我更新和分化成血液中任何一種特殊細(xì)胞類型。干細(xì)胞就像維持著人體血細(xì)胞數(shù)量的儲(chǔ)藏庫(kù)，并能幫助機(jī)體對(duì)損傷做出反應(yīng)。

當(dāng)干細(xì)胞受到輻射時(shí)，就會(huì)死亡，人體無法重新復(fù)活它們——但骨髓移植(含有干細(xì)胞)能夠讓系統(tǒng)再生。由于干細(xì)胞與人體愈合和恢復(fù)相關(guān)聯(lián)，其他組織中的干細(xì)胞成為研究人員和醫(yī)生夢(mèng)寐以求的研究對(duì)象，從而找到治療各種疾病的方法。然而現(xiàn)實(shí)并不總是遂人心愿，身體其他成年組織中的干細(xì)胞被識(shí)別出來：皮膚、毛囊、腸道，以及先前發(fā)現(xiàn)的骨骼中。這些干細(xì)胞也可以自我更新，產(chǎn)生組織的各種細(xì)胞系。但除此之外看起來與血液干細(xì)胞非常不同：基因表達(dá)不同，蛋白質(zhì)和表面標(biāo)記也不同，分裂方式與分裂速度也不相同。20世紀(jì)90年代科學(xué)家們分離出了胚胎干細(xì)胞，這些干細(xì)胞比成人組織中的干細(xì)胞更強(qiáng)大，能夠成為人體中的任何一種細(xì)胞類型。

大約在同一時(shí)期，科學(xué)家們開始研究癌癥干細(xì)胞在腫瘤生長(zhǎng)中扮演何種角色。2006年研究人員成功地將分化的結(jié)締組織細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有胚胎干細(xì)胞通用性的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)。這一結(jié)果表明，莖狀細(xì)胞可以被誘導(dǎo)。根據(jù)分子遺傳學(xué)家漢斯·克利弗斯(Hans Clevers)的說法，這些發(fā)現(xiàn)背后隱藏著一個(gè)假設(shè)，即全身的干細(xì)胞與骨髓中的干細(xì)胞一樣，是一種寶貴、固定、神奇的實(shí)體。事實(shí)上，第一次從血液干細(xì)胞獲得的信息已經(jīng)為科學(xué)家研究其他組織干細(xì)胞注入了色彩，這種認(rèn)識(shí)方式使實(shí)驗(yàn)受到了極大限制。

1、組織修復(fù)的多種途徑

許多組織可以通過非常巧妙的方式進(jìn)行自我修復(fù)，并且方法不固定。在血液中，干細(xì)胞數(shù)量少是唯一的再生方式，但在實(shí)體組織中，情況并非總是如此。干細(xì)胞本身就與眾不同：例如它們的分裂速度更快，而且具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，需要特殊的方法來識(shí)別它們。對(duì)組織特異性標(biāo)志物依賴的爭(zhēng)論原因之一是心臟干細(xì)胞是否存在，以及為什么確定其他類型的干細(xì)胞存在如此困難。此外當(dāng)實(shí)體組織中的干細(xì)胞被破壞時(shí)，組織中更特殊的細(xì)胞往往可以恢復(fù)到類似于干細(xì)胞的狀態(tài)，代替干細(xì)胞接管修復(fù)功能。因此細(xì)胞具有高度可塑性、較小固定性。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Harvard Medical School)和馬薩諸塞州總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)的血液學(xué)家、干細(xì)胞研究人員喬納森?霍加特(Jonathan Hoggatt)表示：越來越多的證據(jù)表明，我們的身體能夠?qū)p傷做出獨(dú)立于我們所認(rèn)為的典型干細(xì)胞群反應(yīng)。這在腎、肺、胃和腸在內(nèi)的許多器官中得到證實(shí)。最引人注目的是，一些組織(心臟之外)似乎沒有干細(xì)胞群。成年肝臟沒有干細(xì)胞，但它分化的細(xì)胞在需要的時(shí)候可以發(fā)揮干細(xì)胞的作用?？死蛩拐f：從本質(zhì)上講，肝臟中的每一個(gè)細(xì)胞都有可能表現(xiàn)得像干細(xì)胞。

發(fā)現(xiàn)特定組織如何執(zhí)行其干細(xì)胞功能比識(shí)別單個(gè)干細(xì)胞更有用，各種細(xì)胞維持組織的方式構(gòu)成了干細(xì)胞，而不是任何一種細(xì)胞類型或?qū)嶓w。應(yīng)該堅(jiān)持“真正的”干細(xì)胞的精準(zhǔn)定義，而不是一個(gè)模糊的范圍，從而阻礙研究進(jìn)展。事實(shí)上研究人員發(fā)現(xiàn)，即使是那些“真正的”干細(xì)胞，其效力和行為也各不相同?；艏犹卣f：發(fā)現(xiàn)，在我們認(rèn)為相當(dāng)同質(zhì)的人群中，存在著更多的異質(zhì)性。

2、可疑的干細(xì)胞，虛假的治療

隨著區(qū)分干細(xì)胞與其他開始分化的細(xì)胞變得越來越困難，研究人員有必要重新審視以前的研究。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院專注于骨骼系統(tǒng)的生物學(xué)家帕梅拉?羅比(Pamela Robey)認(rèn)為：新發(fā)現(xiàn)的骨骼干細(xì)胞實(shí)際上可能是祖細(xì)胞——干細(xì)胞分化程度略高的后代。她認(rèn)為，真正的骨骼干細(xì)胞更為罕見，仍需鑒定。人們很容易欺騙自己，以為自己擁有真正的干細(xì)胞，但事實(shí)可能并非如此。當(dāng)涉及到所謂的間充質(zhì)干細(xì)胞時(shí)，爭(zhēng)論也就接踵而至。間充質(zhì)干細(xì)胞是一種最初從骨髓中提取出來的種類繁多、功能強(qiáng)大的干細(xì)胞，但它們并不制造血細(xì)胞。

目前大多數(shù)研究人員根本不認(rèn)為它們是干細(xì)胞(許多人已經(jīng)不再這么稱呼它們了)，由于它們像謎一般的身份和功能使它們具備了被利用的條件。未經(jīng)批準(zhǔn)的干細(xì)胞診所利用其漏洞，用無效、未經(jīng)證實(shí)和潛在危險(xiǎn)的治療方法治療數(shù)千人。事實(shí)上，只有少數(shù)干細(xì)胞療法被美國(guó)食品和藥物管理局(Food and Drug Administration允許使用可認(rèn)證的干細(xì)胞，而且這些療法都涉及某種形式的骨髓或血細(xì)胞移植。

但對(duì)于適當(dāng)遵守規(guī)則的科學(xué)家來說，干細(xì)胞的廣泛定義對(duì)醫(yī)學(xué)來說可能是個(gè)好消息：這意味著再生療法不再需要只針對(duì)干細(xì)胞群體。相反他們可以利用更多的分化細(xì)胞來滿足干細(xì)胞同樣的標(biāo)準(zhǔn)。一些研究人員已經(jīng)決定，在研發(fā)涉及活細(xì)胞的新藥時(shí)，根本不考慮使用干細(xì)胞，這讓生活更簡(jiǎn)單。展望未來，我們必須更加開放，接受這樣一個(gè)事實(shí)——理論上，任何細(xì)胞都可以成為干細(xì)胞。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn):《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》《細(xì)胞》(Cell),《Natural》

文：Jordana Cepelewicz/Quanta magazine/Quanta Newsletter

DOI：doi.org/10.1016/j.cell.2018.07.029

DOI：10.1038/d41586-018-06756-9

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