端点汇创新 当医学遇到细胞生物学(二)

       大家好，本期端点小编继续和大家聊一聊医学细胞生物学。上期我们了解了细胞生物学是如何解决医学中众多问题，而这一期我们就来说一说细胞生物学研究是如何促进医学发展的。

       说到医学发展，细胞工程一定是不得不提的，它对于临床治疗做出了不可磨灭的贡献。细胞工程技术(cell engineering)是细胞生物学与遗传学的交叉领域，主要利用细胞生物学的原理和方法，结合工程学的技术手段，按照人们预先的设计，改造细胞，使之有利于医学实践，造福人类。

       目前的细胞工程主要是三个方向。一是定向地改变细胞的遗传组成（通过定向诱导突变或通过转基因方法），使之获得新的遗传性状，通过体外培养，提供细胞产品，或者用于临床上的细胞移植治疗，或者用于生产胰岛素、生长因子、干扰素等生物制剂，再应用于临床的疾病治疗中。二是制作人工细胞。为了防止生物体的排他性及对进入机体的药物的破坏作用，常利用细胞膜的结构特点，制成由脂质双分子膜构成的微囊，把药物封入囊中，以达到最大的治疗效果。三是把特定的细胞与生物材料或其他材料相结合形成人工组织或器官，应用于临床治疗。

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       另外，对医学发展起到重要作用的还有对干细胞的研究。干细胞（stem cell）研究是目前细胞生物学的一个热点。体内具有增殖能力，能够分化生成不同类型细胞的原始细胞称为干细胞，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞，多能干细胞，单能干细胞。按发育状态可分为胚胎干细胞，成体干细胞，如下图。

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       目前，若干种干细胞可以在体外环境下被分离、诱导（诱导多能干细胞iPS）、培养、传代和建系，同时维持其干细胞特性，或者被定向诱导分化成为其他特定类型的细胞。干细胞的这些特点使得它们在细胞治疗、组织和器官的重建及作为新药研究模型中具有重要的价值。

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       胚胎干细胞可以通过体细胞核移植等途径获得。它具有与供体完全相同的遗传背景，再移植回体内不会产生免疫排斥反应。这为进一步地研究细胞治疗打下了良好的基础。干细胞不仅是个体发育的基础，在人体受到创伤后，拥有组织干细胞的组织和器官也具有一定的损伤后自行修复的再生能力。例如，皮肤、毛发、造血系统、消化道和肝脏都可以进行不同程度的组织修复再生。传统医学的观点认为，中枢神经系统损伤后无法再生；但新近发现，位于中枢神经系统中的神经干细胞仍然具有自我更新及分化成熟为成熟神经元的能力，而且由于血-脑屏障的存在，当神经干细胞移植到中枢神经系统以后不会导致免疫排斥反应。因此，神经干细胞可能具有重要的临床应用潜力。

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       另外，研究干细胞的自稳定性（self-maintenance）有助于鉴别肿瘤细胞的本质和阐明肿瘤的发生机制，已发现造血干细胞移植对一些血液系统恶性肿瘤有明显的治疗作用。目前已经证明某些类型的干细胞在适当的条件下有可能转变成其他种类的细胞，这就是干细胞的转分化。例如，造血干细胞在经过亚致死量的放射性核素照射后可以转变为脑的星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞，也可分化形成肌细胞和肝细胞等。利用干细胞的这一特性可能获得组织工程中的种子细胞。对干细胞的研究不仅可以推动对生命本质的研究，而且在人类疾病治疗、组织器官替代的组织工程和基因治疗中具有重大的理论意义和应用价值。

       其次，对于细胞分化的研究、细胞信号传导的研究、细胞死亡的研究、肿瘤细胞的研究等等，都对医学的发展起到至关重要作用，在临床疾病治疗与康复中均成绩斐然。由此可见，对细胞各种生命现象的研究都有可能直接或间接地应用于医学领域，为医学带来革命性变化。