干细胞输入能否返老还童

2021-05-30 10:20发布

很多人都梦想返老还童,请问这样的愿望能实现吗?

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2条回答
蓝海浮潜
1楼-- · 2021-05-30 10:30

美国科学家首次证实,物理性质可以替代成熟细胞重编程过程中的一些化合物,使其回到胚胎样状态,显著提高了这一过程的效率。新方法不仅可控性高,而且副作用少。

在实验中,加州大学伯克利分校的生物工程学家在宽度为10微米、高度为3微米的平行凹槽表面,对提取自人类皮肤和小鼠耳朵的成纤维细胞进行了重新编程。研究人员发现,这使得成纤维细胞的“再生”数量是在光滑表面培养的五倍。

目前,在细胞重编程过程中,科学家常用的方法效率低下,可能会导致细胞发生意想不到的变化。但最新研究发现,在制成微通道的生物材料上培养细胞,可以提高重编程的质量和“返老还童”细胞的数量,而且效率也不错。

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毫无疑问,将成人细胞重新编程为干细胞将在未来的医学发展中发挥宝贵的作用。但目前医生和患者对此都有所顾忌。——医生担心效率,病人担心副作用。现在美国科学家的研究一石二鸟的干掉了这两个障碍,至少是一个好的开始。这项研究离临床推广又近了一步。 


天天向上
2楼-- · 2021-06-30 10:27

近几年,有一种关于成功的观点被广泛认同,说的是人和人竞争到最后拼的就是体力。那些凌晨4点起床运动、处理邮件的精英们,之所以能走向成功巅峰,重要前提之一就是只需要较少的时间就可以恢复旺盛精力。换句话说,贪睡让你输在了起跑线上。

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人类讨厌衰老,憎恨力不从心,长生不老曾是东西方曾经的统治者们心醉不已的终极目标。古有徐福带五百童男童女东渡日本求长生不老的仙药,今天的人们已经不相信这样的天方夜谭,但却也禁不住青春永驻、返老还童的诱惑,哪怕仅仅是填充不再旺盛的生命。

今年的十一长假,记者注意到身边年轻爱美的女性朋友“组团”去日本接受干细胞注射,尽管她们说不清楚具体原理或者清晰流程,但对皮肤修复、精力恢复、永葆青春的功效却被数次提及。价格不菲的干细胞注射,果然是如此神奇的灵丹妙药吗?

“神奇”的干细胞

科学已证明,我们在胚胎发育阶段,各个身体部分就已经完成了原始的构建。出生之后,构成我们身体的细胞不会再像胚胎形成阶段那样重新分化,而仅仅是分裂增殖。成年之前我们全身细胞分裂增殖的速度快于死去细胞的凋亡分解,人的机体也随之慢慢成长;而到老年之后细胞增殖分裂速度降低,人也就逐渐衰老,直至死亡。

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。这种全能细胞,它们有发育成血液、脑、骨骼和人体各种器官的潜力。正是有这技能,干细胞理论上可以用来再生、替代或者修复人体的一些病变的细胞和组织。

2018年初,中国富豪赴乌克兰注射干细胞的新闻刷屏。据报道,他们接受注射的干细胞提取自胎盘产物或者流产胎儿。为何是乌克兰呢?中国生物工程学会理事张磊博士告诉《中国科学报》记者,1986年乌克兰境内发生切尔诺贝利核电站爆炸,而干细胞治疗是唯一对核辐射损害有修复作用的医疗手段,因此政府鼓励相关机构开发干细胞治疗技术,且政策管控较宽容。

在接受《中国科学报》记者采访时,国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝教授表示,从胎盘脐带中提取干细胞技术已经相对成熟,可储存起来为未来再生医学提供“种子”。从某个角度上看这也是一种“变废为宝”,他告诉记者,胎盘脐带中的干细胞数量很多,通过大量扩增可以实现规模化生产,制成药品,治病救人。

并非灵丹妙药

接受过干细胞注射后,很多人反馈手脚发热、面色红润,感觉似乎干细胞正在体内分化,替代那些衰老的细胞。但真实的情况是,这种感觉并非正在逆转时光,而是人体产生的排异反应,是对异体进行排斥进行自我保护的反应。

张磊告诉记者,中国富豪在乌克兰接受的干细胞注射属于异体干细胞注射。“他们注射的异体干细胞属于发育早期的流产胎儿细胞,不但存在伦理学争议,且致瘤的风险也远大于自体干细胞。每个人面临的疾病风险和免疫反应都是不一样的,短期可能看不到,但是几年、十几年的长期刺激,会引发一些自身的免疫反应。当这些细胞发育成熟之后,抗原充分表达,自体免疫系统因为长期接触,引发免疫紊乱的可能性进一步增加。”

《纽约时报》2016年曾报道过一位名为Jim Gass的患者中风后为了恢复,在墨西哥、阿根廷等地花费30万美元接受了干细胞治疗。但不久后,医生在他的脊柱中发现了巨大的肿块。化验结果显示,这些肿块由异常的、原代细胞组成,而且正在极为迅速地生长。而这些细胞并非来自Jim Gass本人,正是干细胞注射治疗的结果。

十一期间前往日本接受干细胞注射的宋云,今年26岁,她告诉记者,自己前往主要是因为“闺密”想要开展跨国业务,将国内客户介绍到日本诊所。同时也听说国内某些知名主持人、成功企业家正是因为注射了干细胞才保持旺盛精力,两人一起先进行了体验。据她描述,医生是从肚皮上提取了脂肪,回实验室去培养,一个月之后再去日本进行注射。

韩忠朝解释说,间充质干细胞存在于多种组织中,比如骨髓、胎盘脐带、脂肪组织等。其中从脂肪提取是比较容易操作的方式。提取后再进行培养扩增,之后进行自体回输。

异体干细胞注射有风险,那么自体回输就一定安全吗?

对这个问题,张磊回答说:“风险可能要大于益处。体外扩增的过程和体内干细胞自然分化过程并不一样。在体外,细胞要经历分离、纯化及扩增等操作,需要使用一些血清、酶、细胞因子等。引入的外源物质可能带来动物源病毒污染,如果去除不干净,还可能会引发过敏反应。而复杂而漫长的体外过程容易引起干细胞的遗传特征和生物学行为改变,进而带来免疫毒性和致瘤风险。”

张磊介绍说,目前我国临床上获准应用只有未经过体外扩增的造血干细胞。“经过体外扩增和修饰会带来很多风险。毕竟人类使用细胞的时间很短,经验非常有限。”

理性对待干细胞

日本的干细胞治疗发展快速,主要是因为政策对于干细胞治疗持鼓励态度。毋庸置疑,这其中起到重要推动作用的是2012年获得诺贝尔生理学或医学奖的日本京都大学教授山中伸弥和他的iPS细胞。利用基因修饰技术,研究人员将已经失去了全能分化性的小鼠皮肤成纤维细胞改造成了具备全能分化性的胚胎干细胞,改造后获得的这种胚胎干细胞可被进一步诱导分化成为各种各样的身体细胞。

这种干细胞被称为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell),简称为iPS细胞。利用人类病患自身细胞加工形成iPS细胞被各界看好的主要原因之一,正是因为其所培养出的组织或器官在重新移植回病患体内后将被认定为自体组织,因而避开免疫系统的攻击。

2014年日本完成了世界临床历史上首例利用iPS细胞成功进行的组织修复术,接受移植手术的渗出型老年性黄斑病变患者视力逐渐恢复正常。但这一临床案例从开始培养并分化iPS细胞到实施手术为止,大约耗时10个月,成本达到人民币600万元。降低成本和减少培育时间成为科学家进一步努力的方向。

然而,对于前文提到的干细胞注射到底能否起到各种“神奇”功效,目前并未有任何足够支撑的研究成果出现。张磊分析说,专门出国接受干细胞注射,被无微不至地照顾,吃得好、睡得好,干细胞培养期间再旅旅游、心态放松,回来一注射,感觉亚健康状态都消失了。这很有可能并非干细胞的“神奇”功效,而只是安慰剂效应。

对于干细胞治疗,他提醒说要持理性态度:“大家都认为干细胞有重大的医学价值,有希望解决医学未能解决的问题。越是这样,越不要急功近利地推向市场。一旦发生了医疗纠纷,对它的研究和发展势必受到限制。对这样的技术我们要抱着积极而谨慎的态度,遵循科学规律,遵照药品注册程序开发干细胞制品有利于建立起统一的规范和标准,促进社会专业化分工合作,突破干细胞临床转化瓶颈。”

干细胞真的能“干掉”衰老实现“返老还童”吗?南开大学医学院教授博士生导师、中国医学科学院中国协和医科大学血液学研究所血液病医院所院长韩忠朝表示,虽然利用干细胞完全实现“返老还童”是不可能的,但是延长寿命,提高健康活力和生命质量还是可行的,而且相信很快就可以实现。

造血干细胞

20世纪70年代,科学家发现DNA每复制一轮,末端都将损失一段DNA片段,这就是端粒,它像一顶安全帽一样,通过自我“牺牲”来保证DNA序列的完整性。但如果没有补偿机制,DNA在经过万千代复制后,最终将不断缩短甚至消失,从而造成两个后果——衰老和肿瘤。科学家发现,一种被称为“端粒酶”的物质在维持甚至延长端粒长度方面发挥着决定性的作用。

近日,台湾大学、南开大学和密歇根大学的科学家通过体细胞核移植的方法,成功地从端粒酶杂合缺失的小鼠体细胞中得到端粒延长且具有真正发育多潜能性的多能干细胞。这一成果从实验和理论层面都表明:人类“返老还童”不再是梦想。

从古代帝王的不老仙丹,到现代百姓的养颜偏方,返老还童抑或长生不老一直是人类亘古不变的追求,就连科学家也不遗余力地研究着“向天再借五百年”的方法,在这些研究中我们总是能看到干细胞的身影,那么干细胞和衰老究竟有什么关系,它是否是开启逆生长的一把钥匙呢?

衰老之谜

干细胞随年龄增长活性和再生能力降低

什么是衰老?衰老的本质是什么?衰老是生命永恒的节奏。头发变白、牙齿脱落、皱纹出现……这是我们看得见的衰老,而内脏器官机能的衰退、反应迟钝、记性变差、抵抗力减弱……这是我们看不见的衰老。人体衰老所表现的组织器官结构退行性变和机能降低,其本质是细胞衰减,而细胞的衰减又主要由干细胞衰减所致。因此国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝说:“衰老的本质其实是干细胞的衰减。”

韩忠朝介绍,干细胞按其增殖分化能力可以分全能干细胞、亚全能干细胞、多能干细胞、寡能干细胞和专能干细胞;按其组织来源可以分为胚胎干细胞、胎盘脐带等围产期干细胞、骨髓干细胞、心脏干细胞、脂肪干细胞等不同组织干细胞;按其生理功能可分为造血干细胞、神经干细胞、血管干细胞、皮肤干细胞等。

在理想的情况下,这些干细胞可以维持我们一生的需要。但是现实是残酷的,宁夏人类干细胞研究所首席科学家李玉奎指出,干细胞研究领域通过这些年的研究得到的共识就是随着人们年龄的增加,人体内很多种干细胞的活性和再生能力也在降低。新生的细胞补充不足,衰老细胞不能及时被替代,导致全身各系统功能下降。

恢复青春

拿谁的干细胞来拯救谁的衰老

“如果能够避免、矫正或者延缓干细胞衰退的过程,理论上可以预期对衰老的进程有所改善。”李玉奎说。看来要想“返老还童”还是要在干细胞身上“打主意”,而利用干细胞抗衰老不外乎是用自己的干细胞还是用别人的干细胞。

用别人的干细胞抗自己的衰老,主要存在的问题是免疫排斥。“就像很多韩剧里面都有这样的情节,患白血病的主人公需要移植骨髓,但却很难找到合适的配型。”李玉奎说,“人群中很难找到免疫完全匹配的两个人,包括我们的亲人,无论父母、子女、兄弟姐妹。所以一个人的细胞通常是不可以直接给另一个人用的,除非用的时候使用一些药物来抑制免疫排斥,但那样的话在临床来说就比较复杂了。

如果借别人的干细胞一时间难以实现,那么求人不如求己,从免疫学的角度来说,自体干细胞不会被排斥,可以自然存活并发挥其功能,因此能用自体干细胞抗衰老自然最好。但韩忠朝指出,当人进入老年时期,其体内干细胞的数量和功能都会降低,因此年老时取自体干细胞,比如脂肪中的干细胞与其留在脂肪组织长脂肪,不如从中提取出来,用于其他组织的再生修复,比如注射到脸上,可能会改善面部衰老,但是这对于对抗人体整体的衰老有点拆东墙补西墙的意味,而且也似乎有点杯水车薪。

如果年老的时候利用自身干细胞抗衰老是拆东墙补西墙、杯水车薪,那么我们能不能在年轻的时候储存一部分干细胞,等到年老的时候用来对抗衰老呢?李玉奎说,这在技术上是可行的,但一个细胞种类能起到的作用很有局限性,比如保存年轻时的脂肪干细胞待年老时注射到皮肤,它只能让皮肤看上去好看一些,对其他器官不起作用;而保存造血干细胞等年老的时候植入体内,可以让你的血液系统更年轻一些,人也会在一定时期内生命活力比较旺盛,但如果想保持这种活力就需要每半年或者一年持续注射,成本比较高;此外,保存的干细胞不能取代实体脏器器官的作用。

韩忠朝也承认,年轻时将自己的脂肪干细胞和宫内膜干细胞保存一些供今后使用是个策略,但如何保存目前还存在一些问题,现在他们还在进行相关研究工作。

这样看,年老时的干细胞不够用,年轻时的干细胞用不起,用干细胞抗衰老似乎走进了死胡同,然而诱导多功能性干细胞(简称IPS细胞)的出现为打破这一困局带来了一线曙光。IPS细胞是通过实验室人工诱导的方法,把已经分化过的细胞重新编程,转变为在各方面都与胚胎干细胞极为接近的一种多能干细胞,是一种细胞水平上的“返老还童”,这种细胞既能分化生成各种组织细胞,也能够发育为完整个体。

雾里看花

“返老还童”到底离我们有多远

有了IPS细胞是不是我们就离“返老还童”很近了呢?

李玉奎指出,IPS技术目前还面临很多问题。首先将成熟的体细胞诱导成IPS细胞这个过程只能在体外发生,诱导成功后还是要将这些干细胞输入到人体内部才能起作用,有些部位可以直接注射回去,比如皮下,但是有些部位是不能直接注射回去的,而且有些部位起作用不是以单个细胞的形式,比如心脏,它是一个完整的器官在起作用,把干细胞植入进去只能修复一些疾病损伤。要想让整个心脏的功能恢复年轻状态,只能是用自身干细胞培育出一个新的心脏,等原来的心脏衰老了,再把新的心脏换上去。

其次,IPS细胞最早是日本人山中伸弥于2006年利用病毒载体将4个转录因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)的组合转入分化的体细胞中,使其重新编程而发现的。那么当这个细胞已经带有一个病毒,把它输回人体当然不安全,医疗管理部门也不会允许。因此最近几年人们在研究能不能用其他东西替代病毒,我国科学家正在设法用小分子代替病毒,小分子代谢很快,进入人体很快就能代谢掉,所以没有大的安全隐患。

所以,就目前的技术而言,期望能通过干细胞技术得以“返老还童”,还是一种看不清结局的奢望。李玉奎说,如果“返老还童”指的是去除皱纹,那么目前用干细胞很容易就能做到;如果“返老还童”指的是更换一个人的器官组织,来让这个人的身体机能年轻,这至少还需要几十年的时间;但如果“返老还童”指的是要把一个人全方位的恢复到年轻时期的状态,现在看来还遥遥无期。对此韩忠朝也表示,虽然利用干细胞完全实现“返老还童”是不可能的,但是延长寿命,提高健康活力和生命质量还是可行的,而且相信很快就可以实现。


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