Science漫谈干细胞疗法

　　

生物通报道  在发表于《科学》（Science）杂志上的一篇文章中，包括罗彻斯特大学神经病学家Steve Goldman博士在内的一个研究人员小组，综述了随着干细胞疗法日益接近现实，科学界所面临的一些可能性及挑战。

这篇综述文章将焦点放到了多能干细胞(PSCs)上，这类干细胞可以生成所有的细胞类型。多能干细胞包括胚胎干细胞，和由成熟细胞“重编程”或“诱导”生成，具有发育最早期某些干细胞特征的细胞（iPSCs）——这一过程通常涉及患者自身的皮肤细胞。通过小心操控化学和遗传信号，这些细胞可分化成为机体内几乎所有的细胞类型。

2007年，研究人员首次证实了可对皮肤细胞进行成功地重编程。尽管从科学的角度讲，生成iPSCs是一个相对较新的过程，科学团体们相信这些细胞具有前景。其原因之一就在于它们来自于患者自身的组织，因此，利用这些细胞进行移植遗传上相匹配，不大可能受到排斥，从而有可能减少对免疫系统抑制药物的需求。

这篇文章分析了当前将PSCs应用于治疗包括糖尿病、肝病和心脏病在内的一些疾病的工作状况。Goldman综述了神经系统疾病治疗当前的状况。

尽管在过去的几年里取得了一些进展，作者们指出仍然存在一些重大的挑战。科学家们必须要获得治疗目标疾病所需的精确细胞群，一旦进行移植，要确保这些细胞达到需要它们的位点，整合到现有组织中。首先必须检测移植细胞的纯度，筛查出可能导致肿瘤的不必要细胞。

Goldman和同事们认为“大脑是最难于利用干细胞疗法的器官。”中枢神经系统中神经元与大量其他支持细胞之间的复杂连接和内部相关性，意味着精确重建大脑受损区域往往难以实行。并且，许多的神经退行性疾病，包括阿尔茨海默氏症，涉及不止一种细胞类型，至少在不久的将来它们还难以成为干细胞治疗的目标。

Goldman认为，反之，（至少在早期阶段）与单一细胞类型相关的一些神经系统疾病有望成为PSC治疗的目标。其中包括帕金森氏病和亨廷顿氏病，它们的特征分别是多巴胺生成神经元和中型多棘神经元丧失。尤其是与大脑中支持细胞：胶质细胞（glia）相关的一些疾病，如多发性硬化、白质卒中、脑瘫和小儿脑白纸营养不良症，它们是干细胞疗法强有力的候选者。这些疾病都是以特异的胶质细胞类型——少突胶质细胞丧失为特征。少突胶质细胞生成髓鞘，这一绝缘物使得电信号能够在细胞间传播。在多发性硬化症中，机体自身的免疫系统攻击并破坏这些细胞，随着时间的推移，细胞间的通讯遭到破坏或甚至丧失（延伸阅读：细胞疗法或可治疗多发性硬化症 ）。

少突胶质细胞是少突胶质祖细胞（OPC）的子细胞。科学家们很早以前的怀疑，如果成功地移植到病变或受损大脑中，OPCs或许能够生成一些新的少突胶质细胞，修复丧失的髓鞘，由此逆转这些疾病造成的损伤。

Goldman的研究小组曾证实，源自人类皮肤细胞的PSCs生成的OPCs成功地修复了髓鞘缺陷小鼠大脑和脊髓中的髓鞘，可以挽救和恢复在其他情形下会死去的小鼠。尽管这项工作证实了干细胞疗法的前景，也显示出了科学家们面临的一些挑战。Goldman实验室花了4年的时间确立重编程、生成并最终纯化用于移植的足够数量的OPCs所需精确化学信号，直到最近该研究小组才开发了一些方法来生成移植到人体中所需的足够纯度和数量的细胞。

作者们认为，未来的发展将取决于科学家们与临床医生之间，以及学术界、工业界和监管机构之间持续的紧密合作，克服仍有的一些障碍，为罹患这些破坏性疾病的患者带来新的干细胞疗法。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Use of differentiated pluripotent stem cells as replacement therapy for treating disease

Decades of laboratory and clinical investigation have led to successful therapies using hematopoietic stem cells (HSCs), but few other cell therapies have transitioned from experimental to standard clinical care. Providing patients with autologous rather than allogeneic HSCs reduces morbidity and mortality, and in some circumstances broader use could expand the range of conditions amenable to HSC transplantation. The availability of a homogeneous supply of mature blood cells would also be advantageous. An unlimited supply of pluripotent stem cells (PSCs) directed to various cell fates holds great promise as source material for cell transplantation and minimally invasive therapies to treat a variety of disorders. In this Review, we discuss past experience and challenges ahead and examine the extent to which hematopoietic stem cell transplantation and cell therapy for diabetes, liver disease, muscular dystrophies, neurodegenerative disorders, and heart disease would be affected by the availability of precisely differentiated PSCs.