手機的電池壞了，沒事，再換一塊；汽車的輪胎裂了，沒事，再換一個；發(fā)電機的馬達老了，沒事，還備有新的……現(xiàn)代社會，幾乎所有的東西都有備份，都有許多替代品。不過沒事，我們人類自身也有備份：肝臟壞死了，沒關系，換新的；心臟衰竭了，沒關系，換新的；神經枯萎了，沒關系，換新的……這不是異想天開，也不是癡人說夢，這是在不久的將來即將成行的現(xiàn)實。猜得沒錯，長壽并不是那么的遙不可及，而這一切的締造者，便是我們——神奇的人體備份器——干細胞。
我們是一個龐大的家族，最大的特點大概就是長生不老了。與其它兄弟細胞家族不同的是，我們具有自我更新與增殖分化的能力，產生的子細胞與自己一模一樣。通俗地講，我們就是他們的祖先。比如人類的皮膚、小腸和血液細胞處于不斷地更新過程中，老的細胞死亡，新的細胞產生，而這些新的細胞便來自于我們干細胞。在特定的條件下，我們也可以分化成不同的功能細胞，形成多種組織和器官。按照出身的不同，我們被分成了兩撥：胚胎干細胞和成體干細胞。如果按潛能大小，又可以將我們分成三伙：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。
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| 圖1 干細胞系統(tǒng)示意圖 | 圖2 胚胎干細胞 |
胚胎干細胞是從胚胎的內細胞團中跑出來的，綽號“全能干細胞”，具有全能性或多向性分化的潛能。從理論上來講，我們這一支可以分化成人體200多種細胞類型，構建所有的組織和器官。換言之，我們是無所不能的，是家族中的精英分子。我們從人體內來到體外可以定向誘導分化。如果我們汲取的養(yǎng)料中含有維甲酸（RA）和β-神經生長因子（β-NGF）的話，我們就可以分化成神經細胞；如果我們住的地兒太小，比較擁擠的話，就會分化成有節(jié)律收縮的心肌細胞。用動物里的胚胎細胞作為核供體進行核移植，可以得到能發(fā)育的重構胚甚至是動物個體。
圖3 胚胎干細胞的來源及分化
成體干細胞是隱藏在成體組織和器官中未分化的細胞，人稱組織干細胞，例如造血干細胞、神經組織干細胞、表皮干細胞等，具有發(fā)育為功能細胞和組織的潛能。但與精英分子相比還有差距，因為他們不能發(fā)育成完整的個體。造血干細胞可以分化為血細胞，肝臟干細胞可以分化為肝細胞。有時他們也偷偷地向其他組織分化，即橫向分化。例如肌肉干細胞在一定條件下可以成為有增殖能力的骨髓細胞，血液前體細胞可以變?yōu)榧∪饧毎?，甚至長出肝細胞或腦細胞，故稱其為多能干細胞，如多能造血干細胞等。
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| 圖4 皮膚細胞培養(yǎng)出的成體干細胞（神經干細胞） | 圖5 成體干細胞分化示意圖 |
對于我們的研究，于人類來說有著理論和實踐的重大意義。我們的應用非常廣泛，如在組織工程、藥物篩選及臨床細胞移植治療。
首先是“細胞治療”。利用我們產生所需的組織和細胞，為細胞移植提供原材料。原則上，任何涉及及喪失正常細胞結構和功能的疾病，都可以通過我們這種方法來治療。例如用外周血干細胞代替骨髓治療白血病，用胚胎細胞分化的胰島素細胞來治療糖尿病，用分化出的多巴胺能神經元治療帕金森病等。
圖7 造血干細胞治療白血病
其次是我們可以作為基因治療的靶細胞。用我們作為基因的載體，把治療基因帶入人體內，可以更穩(wěn)定更持久地發(fā)揮作用。相對于傳統(tǒng)的操作細胞來說，我們在體外更容易穩(wěn)定地被轉染和增殖傳代，這為克服目前基因治療中的主要障礙開避了新的途徑。
然后是“器官克隆”。利用我們中萬能的胚胎細胞在體外分化形成器官，以進行器官移植，取代衰老或壞死的舊器官。目前，我們的這一能力人類還沒有摸透，離臨床應用還有很大的距離。當然，如果最終被他們發(fā)現(xiàn)了這個秘密，毫無疑問這將是他們醫(yī)學上的一項劃時代的成就，肯定會讓他們樂上好一陣子。
不過任何事情都不可能那么盡善盡美，盡管對我們的研究有著巨大的潛力和價值，但看上去人類還面臨著不少的問題與阻力。譬如用我們來治療的安全性和技術性問題，以及隨之而來的倫理和道德上的爭議等。其實我們也沒那么容易就讓人類搞懂，人總要有點小隱私吧？不過看在上帝的面子上，我們還是祝他們好運吧！