整理：趙成龍

干細(xì)胞和細(xì)胞治療在本世紀(jì)初的時候就已經(jīng)在中國風(fēng)風(fēng)火火，很多研究機(jī)構(gòu)、公司和醫(yī)院都發(fā)現(xiàn)了其治療效果，但其實(shí)我們都是知其然而不知其所以然，只有用精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念把作用機(jī)理弄清楚，細(xì)胞治療才能繼續(xù)前進(jìn)。

間充質(zhì)干細(xì)胞的潛力與難點(diǎn)

我工作二十多年來研究的題材是間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC, mesenchymal stem cells)，它是來源于胚胎發(fā)育早期的中胚層和外胚層的一種多能干細(xì)胞，它最初在骨髓中被發(fā)現(xiàn)，具有多向分化潛能，可以分化成脂肪、軟骨等。

間充干研究的難點(diǎn)在于它沒有一個明確的標(biāo)志物，所以不精準(zhǔn)。從精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念來看，間充干的定義最早是用操作型定義操作出來的，比如最早美國的團(tuán)隊(duì)用了特定的血清來培養(yǎng)，用特定的表面抗原來鑒定，但是不同的實(shí)驗(yàn)室用同樣的方法做出來的可能完全相反，因?yàn)殚g充干沒有一個明確的標(biāo)志物，做不到精準(zhǔn)，這也是研究間充干的難點(diǎn)所在。經(jīng)過世界上一些協(xié)會主要是ISCT的努力，最終在2006年定義出了所謂的最低標(biāo)準(zhǔn)。

在我自己的工作中，我認(rèn)為首先必須要清楚地建立自己的分離平臺，然后要清楚地定義一個細(xì)胞，所以用免疫學(xué)上很簡單的被動靶向免疫方式。

問題在于，在思路上我不知道間充干是什么，但是我知道它不是造血干細(xì)胞，因此先將造血性細(xì)胞全部去除，比如帶有CD3的T細(xì)胞、B細(xì)胞和紅血球等。去掉之后我們在初步培養(yǎng)階段用一個免疫學(xué)上常用的方法——限制稀釋，在細(xì)胞培養(yǎng)板的每個孔里裝入一個細(xì)胞，如果這個細(xì)胞是真正的干細(xì)胞，那么它就能長成一個細(xì)胞群。利用這樣的思路，我們建立了自己的平臺，它不但能從骨髓里取得間充干，也能從臍帶血里取得間充干。

為了驗(yàn)證間充干是否參與三個胚層的發(fā)展，我們將培養(yǎng)成的囊胚植入代孕母體，然后用子代來看。但是問題是小鼠的胚胎在體外無法養(yǎng)到14.5天，因此我們將懷孕到14.5天的母鼠剖腹，將人成體間充干達(dá)到小胎鼠的腹腔內(nèi)，然后再塞回子宮中縫合起來繼續(xù)培養(yǎng)，到21天之后照樣可以把小鼠生下來。將培養(yǎng)四個月后的小鼠處死，然后用PCR的方式來看人血清β2微球蛋白（β2-MG），用FISH技術(shù)看人DNA，來判斷人成體間充干是否參與三個胚層的組織發(fā)展，結(jié)果證明了人體間充干具有向三個胚層分化的潛能。

我們不知道這個潛能有多大，因?yàn)轶w外培養(yǎng)很困難，要把間充干養(yǎng)成神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)元，需要非常嚴(yán)格的控制條件。但是在這個過程中我們發(fā)現(xiàn)間充干參與了肝臟細(xì)胞的發(fā)展，如今用間充干治療肝病在我國已經(jīng)轉(zhuǎn)化到了臨床。

從系統(tǒng)生物學(xué)到精準(zhǔn)醫(yī)療，我們要做到格物致知，即將事物的機(jī)理搞清楚。用精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念來看干細(xì)胞分化成肝臟細(xì)胞，就是要研究肝臟細(xì)胞在人體內(nèi)是怎么樣的，它能表達(dá)什么蛋白，具有什么樣的功能等。正常肝細(xì)胞能夠制造白蛋白，攝取低密度脂蛋白合成膽固醇，已經(jīng)證明間充干分化的肝臟細(xì)胞也具有這些功能；肝臟的重要功能是依靠CPY450來解毒，代謝有毒性的含氮廢物，間充干分化的肝臟細(xì)胞能進(jìn)行尿素循環(huán)，將代謝廢物轉(zhuǎn)化成水溶性的尿素從尿液排出體外；

從組織工程的角度來說，要加速間充干的應(yīng)用，思路就是要利用脫細(xì)胞支架。肝臟移植手術(shù)在臨床上已經(jīng)非常成熟，關(guān)鍵是供體肝臟不夠，肝臟的供者有限，如果肝臟那個不合格，也沒有辦法移植。但是如果能夠把不好的細(xì)胞去掉，種上質(zhì)量較好的肝細(xì)胞作為人工器官的替代來源。脫細(xì)胞的重點(diǎn)是把原來肝臟的細(xì)胞和DNA剝離干凈，留下血管束和重要的蛋白，如1型蛋白和第四型膠原蛋白等。

脫細(xì)胞以后，再用生物反應(yīng)性的概念將間充干種回去，繼續(xù)在培養(yǎng)的環(huán)境里引導(dǎo)分化，做完肝糖染色、白蛋白表達(dá)的研究之后，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞種在三維細(xì)胞支架里面分化成肝臟的效率、白蛋白或尿素的表達(dá)效率等都比在平面二維培養(yǎng)更高。在過去大家都在研究信息傳導(dǎo)等，用生化化學(xué)因子刺激細(xì)胞看他的反應(yīng)，事實(shí)上一些物理因子的刺激都對細(xì)胞有著巨大影響。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是要考慮這些因素，為什么很多的細(xì)胞培養(yǎng)、藥物篩選等都不成功，因?yàn)槿梭w里面沒有細(xì)胞是二維的，說明三維培養(yǎng)是有價值的。

我們也開發(fā)了一個12天就能把IPS細(xì)胞快速推向成熟的肝臟細(xì)胞的平臺，加上三維平臺我們可以做肝臟毒性的篩選，能夠?qū)λ幬锷鲜星暗呐R床試驗(yàn)產(chǎn)生很大的幫助。

本文根據(jù)本次大會上嘉賓的演講內(nèi)容整理而成，已經(jīng)過嘉賓確認(rèn)，個中觀點(diǎn)不代表火石創(chuàng)造立場。

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