Science漫談干細胞療法

日期：2014-08-26 09:00:00

在發表于《科學》（Science）雜志上的一篇文章中，包括羅徹斯特大學神經病學家Steve Goldman博士在內的一個研究人員小組，綜述了隨著干細胞療法日益接近現實，科學界所面臨的一些可能性及挑戰。

這篇綜述文章將焦點放到了多能干細胞(PSCs)上，這類干細胞可以生成所有的細胞類型。多能干細胞包括胚胎干細胞，和由成熟細胞“重編程”或“誘導”生成，具有發育最早期某些干細胞特征的細胞（iPSCs）——這一過程通常涉及患者自身的皮膚細胞。通過小心操控化學和遺傳信號，這些細胞可分化成為機體內幾乎所有的細胞類型。

2007年，研究人員首次證實了可對皮膚細胞進行成功地重編程。盡管從科學的角度講，生成iPSCs是一個相對較新的過程，科學團體們相信這些細胞具有前景。其原因之一就在于它們來自于患者自身的組織，因此，利用這些細胞進行移植遺傳上相匹配，不大可能受到排斥，從而有可能減少對免疫系統抑制藥物的需求。

這篇文章分析了當前將PSCs應用于治療包括糖尿病、肝病和心臟病在內的一些疾病的工作狀況。Goldman綜述了神經系統疾病治療當前的狀況。

盡管在過去的幾年里取得了一些進展，作者們指出仍然存在一些重大的挑戰。科學家們必須要獲得治療目標疾病所需的精確細胞群，一旦進行移植，要確保這些細胞達到需要它們的位點，整合到現有組織中。首先必須檢測移植細胞的純度，篩查出可能導致腫瘤的不必要細胞。

Goldman和同事們認為“大腦是最難于利用干細胞療法的器官。”中樞神經系統中神經元與大量其他支持細胞之間的復雜連接和內部相關性，意味著精確重建大腦受損區域往往難以實行。并且，許多的神經退行性疾病，包括阿爾茨海默氏癥，涉及不止一種細胞類型，至少在不久的將來它們還難以成為干細胞治療的目標。

Goldman認為，反之，（至少在早期階段）與單一細胞類型相關的一些神經系統疾病有望成為PSC治療的目標。其中包括帕金森氏病和亨廷頓氏病，它們的特征分別是多巴胺生成神經元和中型多棘神經元喪失。尤其是與大腦中支持細胞：膠質細胞（glia）相關的一些疾病，如多發性硬化、白質卒中、腦癱和小兒腦白紙營養不良癥，它們是干細胞療法強有力的候選者。這些疾病都是以特異的膠質細胞類型——少突膠質細胞喪失為特征。少突膠質細胞生成髓鞘，這一絕緣物使得電信號能夠在細胞間傳播。在多發性硬化癥中，機體自身的免疫系統攻擊并破壞這些細胞，隨著時間的推移，細胞間的通訊遭到破壞或甚至喪失。

少突膠質細胞是少突膠質祖細胞（OPC）的子細胞。科學家們很早以前的懷疑，如果成功地移植到病變或受損大腦中，OPCs或許能夠生成一些新的少突膠質細胞，修復喪失的髓鞘，由此逆轉這些疾病造成的損傷。

Goldman的研究小組曾證實，源自人類皮膚細胞的PSCs生成的OPCs成功地修復了髓鞘缺陷小鼠大腦和脊髓中的髓鞘，可以挽救和恢復在其他情形下會死去的小鼠。盡管這項工作證實了干細胞療法的前景，也顯示出了科學家們面臨的一些挑戰。Goldman實驗室花了4年的時間確立重編程、生成并最終純化用于移植的足夠數量的OPCs所需精確化學信號，直到最近該研究小組才開發了一些方法來生成移植到人體中所需的足夠純度和數量的細胞。