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多能干細胞范文第1篇

[關鍵詞] 胚胎干細胞；擬胚體；造血分化

[中圖分類號] R329 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）06（a）-0009-05

Techniques optimizations of Spin-embroid body approach for hematopoietic differentiation of human pluripotent stem cell

XU Jiancheng DUAN Yongjuan SUN Yi YANG Yang HU Xiao

State Key Laboratory of Experimental Hematology， Institute of Hematology Blood Diseases Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences， Tianjin 300020， China

[Abstract] Objective To optimize hematopoietic differentiation of human pluripotent stem cells via spin-embryoid body （Spin-EB）. Methods AggreWellTM800 and V-96 well culture plate were used to form Spin-EB， which was successively induced to hematopoietic differentiation in culture medium contained BMP-4， VEGF and bFGF. Flow cytometry was used to analyze the proportion of CD34+ hematopoietic stem/progenitor cells under the two different culture conditions. The higher test was seleted to verify its colony forming ability and erythroid differentiation ability via colony forming unit assay and erythroid differentiation culture system. Results The flow cytometry results showed that the proportion of CD34+ hematopoieic stem/progenitor cells from AggreWellTM800 test was 22.6%， while the V-96 well test divided into three tests according to the number of ESC， the corresponding proportion were： 3000 cells/well was 10.8%， 6000 cells/well was 1.28%， 9000 cells/well was 1.23%. The morphology of the colony forming unit from CD34+ cells originated from embryonic stem cell （ESC） was as similar as the umbilical cord blood CD34+ cells. Simultaneously， CD34+ cells originated from ESC could differentiate into CD71+CD235a+ erythrocytes in erythroid differentiati-on culture system. Conclusion The forming ability of EB and the hematopoietic differentiation efficiency of CD34+ cells is related to the number of ESC seeded in V-96 well culture plate， among which the 3000 cells/well test is relatively prestigeous. Furthermore， compared with the three tests of V-96 well， EB from AggreWellTM800 test has a better EB forming ability and higher hematopoietic differentiation efficiency of CD34+ cells.

[Key words] Embryonic stem cells； Spin-EB； Hematopoietic differentiation

造血干細胞移植是治療許多血液系統疾病的最有效的方法，但由于造血干細胞來源有限，在臨床治療應用中受到了極大的限制[1-3]。利用多能干細胞體外誘導造血分化獲得造血干細胞是解決這一難題的方法之一[4-5]。胚胎干細胞（ESC）是指從早期未分化的胚胎內細胞團中獲得的一類多能干細胞。在體外培養過程中，具有無限增殖、自我更新和多向分化等特性。在體外能夠分化為除胎盤以外的幾乎全部成體組織細胞類型[6-8]，因而成為研究從多能干細胞獲得包括造血干細胞在內的組織細胞的重要工具[9-10]。

在誘導多能干細胞分化的多種技術之中，利用擬胚體形成（embryoid body，EB）是一類重要的方法[11-12]。與傳統的基質細胞共培養誘導分化相比[13-14]，EB形成誘導分化具有多種優勢。包括易于擴大培養規模，可明確培養基成分易于培養的標準化，采用單細胞離心聚團形成的EB[單細胞聚團擬胚體（Spin-EB）]還具有可控細胞數目并進行外源基因導入等操作的優勢，逐漸成為這一方法的技術主導。在實際應用中，這一技術受多種因素的影響，包括EB形成的培養介質，細胞因子組合及EB形成細胞數量及分化時間等。因此，本研究旨在比較商業化的AggreWellTM800培養板及普通V-96孔培養皿，以及不同的細胞數量對于多能干細胞形成的EB效率及進一步造血分化效率的影響，優化多能干細胞造血分化條件，為實現規模化標準化獲得優質的造血干祖細胞提供技術基礎。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

H1ES和IPS細胞系由中科院廣州生命健康研究所潘光錦實驗室惠贈。mTeSR1培養基、Dispase消化液、Accutase消化液、AggreWellTM800培養板、H4435、H4436（Stem Cell公司），StemlineⅡ培養基（Sigma公司），雙抗（Gibco公司），ROCK抑制劑（Y27632）（R&D公司），骨形成蛋白-4（BMP4）、血管內皮生長因子（VEGF）和堿性成纖維生長因子（bFGF）（Peprotech公司），流式抗體鼠抗人CD34-APC、鼠抗人CD71-PE、鼠抗人CD235a-APC（eBiosciences公司），V-96孔板和低吸附24孔板（康寧公司）。倒置顯微鏡（Nikon TS100）（日本尼康公司），流式細胞分析所用的儀器為CantoⅡ（美國BD公司），臺式離心機（centrifuge5810R）（Eppendorf公司）。

1.2 AggreWellTM800中擬胚體的形成

將P60至81代用mTeSR1無基質細胞培養的H1ESC集落用Accutase消化液消化為單細胞，計數，按每個AggreWellTM800培養板孔中加入1×106個細胞，加入EB形成培養基，EB形成培養基為加入50 ng/mL的BMP4、VEGF和Y27632的StemlineⅡ。按產品使用操作手冊，將AggreWellTM800培養板低速離心700 r/min，5 min，放入20%CO2，5%O2低氧培養箱中培養。48 h后將形成的EB轉移至低吸附24孔板中進行形態觀察，EB計數和誘導造血分化。

1.3 V-96孔板中擬胚體的形成

ESC的培養及細胞處理同上。細胞計數后，重懸于EB形成培養基，分三組在V-96孔板中加入細胞。第1組每個孔中加入3000個細胞，第2組每個孔中加入6000個細胞，第3組每個孔加入9000個細胞，低速離心700 r/min，5 min，放入20%CO2，5%O2低氧培養箱中培養。48 h后將形成的EB轉移至低吸附24孔板中進行形態觀察，EB計數和誘導造血分化。

1.4 Spin-EB的造血分化誘導

將兩種培養介質形成的Spin-EB重懸于造血分化培養基，加入低吸附24孔板中。造血分化培養基為加入50 ng/mL的BMP4和VEGF，20 ng/mL的bFGF的StemlineⅡ。放入20%CO2，5%O2低氧培養箱中培養。連續培養5 d，并于第3天補充新鮮造血分化培養基。

1.5 造血分化Spin-EB CD34+檢測

將上述條件形成的Spin-EB經造血分化培養后收集，加入胰蛋白酶消化為單細胞。將適量單個細胞懸浮溶于100 μL PBS中，加入鼠抗人單克隆抗體：anti-CD34-APC。室溫避光孵育15 min，2 mL PBS洗1次，400 μL PBS重懸細胞，BD CantoⅡ流式細胞儀檢測CD34+細胞的比例，用FlowJo 7.6軟件分析流式檢測結果。

1.6 集落形成實驗

將造血分化誘導后的EB消化為單個細胞，計數2×104～5×104個接種于H4435培養基中，培養14 d，觀察造血集落形態。

1.7 紅系分化實驗

將造血分化誘導后的EB消化為單個細胞，取3×105個細胞進行紅系誘導分化。具體培養方法參見文獻[15-17]。

2 結果

2.1 兩種培養方式下形成的Spin-EB數量與形態比較

將在AggreWellTM800及V-96孔板上形成的EB分別收集后計數并在光學顯微鏡下進行形態觀察。AggreWellTM800培養板每一培養孔中有300個EB形成小室，形成的EB效率>90%，且形成的EB大小均勻，形態較為均一（圖1A）。在V-96孔板中按照每孔加入3000、6000、9000個細胞（V-3000、V-6000、V-9000），EB大小受加入的細胞數影響，且大小和形態上不均勻，EB形成效率分別為63%，31%和89%（圖1B～E）。

2.2 Spin-EB誘導造血分化后CD34+細胞的比例

將上述兩種培養介質中形成的Spin-EB轉入低吸附24孔板，并加入誘導造血分化的細胞因子組合，誘導分化培養5 d后，光學顯微鏡下觀察分化EB的形態特征并收集EB消化為單細胞后流式分析CD34+細胞比例。結果顯示，AggreWellTM800培養板中形成的Spin-EB中誘導造血分化后EB呈分化良好的三維囊狀空泡，CD34+細胞的比例為22.6%（圖2A）；V-96孔板形成的Spin-EB中，除3000個細胞/孔的EB中有部分分化良好的三維囊狀空泡形態，6000、9000細胞/孔的EB均呈現為分化不良的實心結構。CD34+分析，3000個細胞/孔為10.8%、6000個細胞/孔為1.28%、9000個細胞/孔為1.23%（圖2B～D）。

2.3 Spin-EB來源CD34+造血集落形成和紅系分化能力

為證明上述Spin-EB來源的CD34+細胞具有造血分化能力，將造血分化誘導第5天的EB消化為單細胞后分別加入造血集落形成半固體培養基，以及紅細胞分化誘導培養基。圖3A所示，以臍帶血UCB-CD34+造血集落作為對照，Spin-EB來源的CD34+細胞所形成的BFU-E，CFU-G和CFU-G三種集落的形態與UCB形成的此三種集落相似；紅系誘導分化培養10 d后收集細胞經流式細胞儀分析發現，細胞培養中有26%的細胞表達紅細胞標志抗原CD71和CD235a，說明Spin-EB來源的CD34+具有形成造血集落和向紅系分化的能力。見圖3。

3 討論

ESC能夠無限增殖和多向分化的能力多年來一直都是生物醫學研究的重點，其中ESC在體外誘導分化為成熟類型細胞更是重中之重。通過誘導其向造血細胞分化，是有效解決臨床治療中造血干細胞短缺的有效方法之一。通過研究其向特定細胞分化的過程可以幫助建立疾病模型，用于研究疾病的發病機制，可以幫助開發治療方案，也可以研究生物體在發育過程中基因的表達調控等復雜的生理過程[18-20]。EB的形成是ESC進行體外誘導分化的關鍵步驟之一，懸滴法和基質細胞共培養法是形成EB的常規方法，但這兩種方法都十分不利于進行外源基因轉染等分子生物學方面的操作，難以進行分子水平上的研究。本研究采用將ESC消化為單細胞進行EB培養的方法，此培養方法不僅培養基成分明確，而且能準確地掌握細胞數，同時也方便進行分子生物學方面的操作。

AggreWellTM800培養板是StemCell公司生產的可用于單細胞法培養EB的培養板，本研究中采用的是AggreWellTM800型，每個培養孔有300個小孔。在每個孔中加入1×106個ESC時，每個小孔中大約有3000個細胞；V-96孔板是一種普通的可用于酶聯免疫研究的培養板，其與AggreWell培養板相比具有相似的空間形態，因此在用V-96孔板進行EB培養時，從每孔3000個細胞為起始，同時設置6000和9000個細胞組。從形態上看AggreWellTM800培養板中形成的EB，經過在低吸附24孔板中再培養5 d后，不僅數量多而且發育更為成熟，經過同樣的培養，V-96孔板中3000個細胞形成的EB在大小上與AggreWellTM800培養板中形成的EB最為相似，但是沒有形成明顯的囊狀EB，9000個細胞形成的EB雖然形成率較高，但是分化效率較低。流式細胞儀分析結果顯示，AggreWellTM800培養板形成的EB CD34+細胞的比例達到了22.6%，V-96孔板中3000個細胞組形成的EB CD34+細胞的比例是V-96孔板中形成的EB中最高的，比例為10.8%。根據流式結果選擇AggreWellTM800培養板中形成的EB進行造血集落形成和紅系誘導分化實驗，其BFU-E，CFU-G和CFU-GM三種集落的形態與對照組UCB形成的集落形態相似；經紅系誘導分化，有26.1%的細胞表達紅細胞標志抗原CD71和CD235a。同時，在AggreWellTM800培養板中用IPS細胞進行試驗，經過相同的培養時間，IPS形成的EB CD34+細胞陽性率為38.2%。

綜上所述，利用商品化的AggreWellTM800培養板可以較高效率地形成EB并誘導造血分化，但是AggreWellTM800培養板的缺點在于價格比較昂貴，不利于進行大規模實驗，相比之下V-96孔板雖然在EB形成效率和分化上不及AggreWellTM800培養板組，但是V-96孔板價格十分便宜，尤其適合大規模實驗，因此V-96孔板中形成EB的體系也十分值得進一步優化。

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多能干細胞范文第2篇

一般資料：2010年5月～2011年1月收治2型糖尿病患者10例，足部病變嚴重程度按中華醫學會糖尿病學會1996年糖尿病足檢查方法及診斷標準。按入院先后隨機分為兩組。胚胎多潛能干細胞組6例，男4例，女2例，年齡52～78歲，平均613±21歲，其中糖尿病足Ⅱ級4例、Ⅲ級1例、Ⅳ級1例。對照組4例，男3例，女1例，年齡54～82歲，平均602±22歲，其中糖尿病足Ⅱ級2例、Ⅲ級1例、Ⅳ級1例。兩組患者年齡、性別等一般資料比較無顯著性差異。

方法：治療組與對照組基礎治療基本相同。兩組所有皮膚潰瘍創面均用01%新潔爾滅液和生理鹽水依次清洗，清除潰瘍創面的壞死組織，潰瘍創面有感染者先用3%雙氧水清潔膿性分泌物后再按程序清創。在上述基礎上，治療組予胚胎多潛能干細胞治療。既患者在局麻下經股動脈輸入胚胎多潛能干細胞。

結果

兩組患者ABI及足趾皮膚溫度的比較：結果見表1。

討論

糖尿病足屬于祖國醫學“脫疽”范疇，1956年Oakley首先提出糖尿病足一詞，1972年Catterall將糖尿病足定義為“已因神經病變而失去感覺和因缺血而失去活力，合并感染的足稱為糖尿病足”，是糖尿病慢性并發癥之一，也是導致糖尿病病人致殘死亡的主要原因之一。主要臨床表現為足部潰瘍和壞疽，嚴重者需要截肢，截肢率高達40%。由于神經病變，患肢皮膚干而無汗，角化變脆，肢端刺痛，感覺遲頓或消失。因肢端營養不良，肌肉萎縮，屈肌和伸肌失去正常的牽引張力平衡，趾間關節變曲，形成弓形足、雞爪趾等畸形，周圍血管病變，足背動脈搏動消失，足部皮膚溫度下降，休息時伴疼痛等。間歇性跛行，是早期下肢癥狀，行走一定距離后感覺下肢乏力、勞累、麻木，下蹲起立困難，夜間出現休息痛。

根據世界衛生組織(WHO)定義，糖尿病足是指糖尿病患者由于合并神經病變及各種不同程度末梢血管病變而導致下肢感染、潰瘍形成和(或)深部組織的破壞。在臨床上，由于糖尿病患者由于長期受到高血糖的影響，下肢血管硬化、血管壁增厚、彈性下降，血管容易形成血栓，并集結成斑塊，而造成下肢血管閉塞、支端神經損傷，從而造成下肢組織病變。而“足”離心臟最遠，閉塞現象最嚴重，從而引發水腫、發黑、腐爛、壞死，形成脫疽。目前，各大醫院對糖尿病足患者一般采取截肢、搭橋或干細胸移植手術。

胚胎多潛能干細胞在缺血組織中分化合成血管內皮細胞，并分泌多種血管生長因子，促進新生血管生成，從而改善患者病情以及以愈合為目的的一種治療方法。胚胎多潛能干細胞移植治療糖尿病足的療效機制［1］可能是移植后干細胞在缺血組織內分化成內皮細胞后演變為毛細血管，再逐漸塑形成小的側支血管。本研究將10例糖尿病足患者隨機分為兩組，治療組6例和對照組4例，均在控制飲食，嚴格控制血糖穩定基礎上采用清創，抗感染，治療組予胚胎多潛能干細胞及硫酸鋅。對照組予硫酸鋅。結果顯示，治療組有效率為900%，對照組為571%，治療組總有效率明顯高于對照組(P＜005)。本研究發現，應用胚胎多潛能干細胞及α-硫辛酸后，患者血糖迅速達標，感染迅速局限，潰瘍愈合良好，并且下肢供血明顯改善。此外，經胚胎多潛能干細胞治療后［2］足趾皮膚溫度明顯增加，且顯著高于對照組，說明胚胎多潛能干細胞在改善糖尿病足血液微循環方面優于對照組。

參考文獻

多能干細胞范文第3篇

關鍵詞：新課標；高中生物教材；干細胞分類；全能性

在高中生物新課標教材必修1的配套資料中認為胚胎干細胞是多能干細胞：胚胎干細胞分裂速度快，并且有產生多種分化細胞類型的潛力，因此，它們也被稱為多能干細胞（摘自必修1教師用書）。而選修3則認為胚胎干細胞是全能干細胞：胚胎干細胞（ES細胞）來源于早期胚胎，是從早期胚胎細胞中分離出來的。它具有胚胎細胞的特性，體積較小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，可分化為成年動物任何一種組織細胞。另一方面，在體外培養條件下，ES細胞可不斷增殖而不發生分化，可進行冷凍保存，也可以進行某些遺傳改造（摘自選修3教師用書）。究竟干細胞如何分類以及不同類型的干細胞全能性有什么區別？

干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。在個體生長發育過程中，隨著細胞分化程度增高，分裂能力越弱，最終衰老死亡。按照細胞分化程度的高低以及分化潛能的大小，可以把它們分為全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞和高度分化的細胞。

全能干細胞是一種高度未分化細胞，它具有發育的全能性，能分化出成體動物所有類型的組織和器官，包括生殖細胞。哺乳動物中胚胎干細胞，是由早期胚胎（受精卵經卵裂期至原腸胚期之前）或胎兒的原始性腺中分離出來的一類細胞，它具有自我更新、多向分化和體外培養無限增殖的特性。在體外培養條件下，可在誘導因子的作用下向不同類型的組織或器官分化，因此胚胎干細胞屬于全能干細胞。

胚胎干細胞在進一步的分化中，可形成各種組織干細胞，又稱多能干細胞。它具有分化出多種細胞組織的潛能，但不能發育成完整的個體，在體外誘導也不能分化出所有的組織和器官。如骨髓中的造血干細胞，從胚胎末期一直到出生后，骨髓是造血干細胞的主要來源，這些造血干細胞在胚胎發育成熟后逐漸喪失部分分化潛能，然后儲存在某些組織器官中，成為暫不增殖的細胞，一旦需要，可重新進入細胞增殖周期，以維持人體發育和新陳代謝的平衡。它們具有自我更新能力，能分化為各種血細胞前體細胞和淋巴細胞前體細胞，最終生成各種血細胞成分，包括紅細胞、白細胞和血小板，以及淋巴細胞，包括B淋巴細胞、T淋巴細胞，但不具有發育成完整個體的能力。

多能干細胞也具有進一步增殖分化的潛能，可形成專能干細胞。專能干細胞只能分化成某一類型的細胞。由于胚胎發育到原腸胚以后，組織器官都已經初步分化，所以原腸胚以后的干細胞就只能是專能干細胞了。另外，胎兒臍帶或者成人骨髓中的有些細胞也屬于專能干細胞，分化能力有限，但是具有自我更新能力，與高度分化的非干細胞不同。如某些肝臟細胞、骨髓造血干細胞、上皮組織基底層的干細胞以及肌肉中的成肌細胞等。

當前環境下，教材版本眾多，教輔資料五花八門，因此教師的任務就不僅僅是把書中的知識傳給學生，還應該對這些知識加以總結，加以分析。

參考文獻：

[1]Bruce M.Carlson.干細胞技術.科學出版社，2012-06.

[2]王玉鳳.發育生物學.科學出版社，2011-09-01.

多能干細胞范文第4篇

在高中必修教材中，有關細胞分化的知識點是學習個體發育、基因表達、細胞工程等知識的基礎，可見該知識點在以后的學習中的重要性。現就有關知識點進行如下解析。

一、細胞分化

1.概念：在個體發育中相同細胞的后代在形態結構生理功能上發生穩定性差異的過程，叫細胞分化。

2.理解：細胞分化

（1）細胞分化只是在形態、結構、生理功能上的改變，細胞的數量并沒有增加。

（2）細胞分化是一個漸變的過程，在胚胎發育的早期，細胞外觀上尚未出現明顯變化前，細胞的分化“前途”就已經決定，以后依次漸變，一般不可逆。但在另一些情況下，分化又是暫時的和可逆的，這些細胞分化程度低，如造血干細胞，能形成血細胞或結締組織中的各種細胞。

（3）細胞分化所呈現出的形態、結構和生理功能的變化，源于細胞內化學物質的變化。

（4）細胞分化的根本原因是基因的有序表達的結果。

3.細胞分化的特點：

（1）細胞分化是一種持久性的變化，它發生在生物體的整個生命活動當中。

（2）細胞分化是穩定的，一般不可逆的。

（3）在胚胎時期，細胞分化達到最大限度。

二、細胞全能性

1.概念：細胞全能性是指已分化的細胞，仍然具有發育的潛能。

2.全能性的高低比較：

（1）植物細胞全能性〉動物細胞的全能性

（2）卵細胞〉生殖細胞〉體細胞（3）未分化的細胞〉高度分化的細胞（4）分裂能力高的細胞〉分裂能力低細胞 轉貼于

3.舉例

植物細胞的組織培養、植物體細胞雜交培育的“白菜甘藍”新品種證明了植物細胞具有全能性。

克隆羊多利證明了動物細胞核也有全能性。

三、干細胞

分化后的細胞，完全喪失了再分化的能力，其最終將衰老和死亡。而在動物體個體發育過程中，體內始終保留了部分未分化的細胞，既干細胞。干細胞又叫起源細胞、萬用細胞，是一類自我更新和分化潛能的細胞。

動物體可通過干細胞分裂來實現細胞的更新，保證動物體持續生長發育。

全能干細胞：它可分化人體200種細胞，這些分化出的細胞構成人體的組織和器官，最終發育成一個完整的人。人類的和卵子結合后形成受精卵。這個受精卵就是一個最初始的全能干細胞，受精卵細胞前幾次分裂所產生的細胞也是全能干細胞，這些細胞可以生長成任何細胞類型。

多能干細胞：多能干細胞的“后裔”，具有分化成多種組織細胞的潛能，但失去了發育成完整個體的能力發育潛能，受到一定的限制。骨髓多能造血干細胞是典型的例子，它可分化成至少十二種血細胞，但不能分化成造血系統以外的其它細胞

3.專能干細胞：只能分化成某一類型的細胞，比如神經干細胞，可以分化各類型的干細胞

四、細胞分裂與細胞分化

1.細胞分裂僅僅是細胞數量增多的過程；而細胞分化時細胞數量不變，只是在形態、結構、生理功能上發生改變。因此細胞分化是質變，而細胞分裂是量變

多能干細胞范文第5篇

在我們的血管中，鮮紅的血液在流淌，在維持著生命的運轉。血紅細胞在大大小小的血管中運動著，把氧氣輸送到身體的每個部分，然后把廢物帶走。血紅細胞的工作非常重要，但是它們卻是短命的，平均壽命只有4個月左右。因為這些扁平的細胞要經常從微小的血管中改變體型，然后艱難地擠過去，這個過程讓血紅細胞損傷很大。

如何及時補充損失的血紅細胞呢？在人體內，細胞靠分裂來補充死去的老細胞。但血紅細胞卻不是靠分裂來補充，它需要細胞世界里的“全能戰士”——干細胞出馬來完成這項任務。

造血干細胞本領有限

首先需要介紹一下干細胞：普通細胞在分裂的時候，新細胞不論是外觀還是行為都和它們的母細胞完全一致。比如說，新皮膚細胞的功能與其他皮膚細胞完全相同。小腸或肝臟的細胞也是如此。但是干細胞卻可以變成各種不同類型的細胞。一個干細胞有可能轉變成在腦、皮膚、肌肉和其他器官中的某種細胞，當然也包括血紅細胞，干細胞轉化的細胞能夠替換受損的普通細胞。

目前，生物學家把干細胞分為兩種，即造血干細胞和胚胎干細胞。

顧名思義，造血干細胞是能夠制造血細胞的干細胞，它們就生活在我們的骨頭里面，全名叫“骨髓造血干細胞”。在骨頭里，它們持續地分裂，一些新產生的細胞會保持干細胞的狀態，而另外的一些有的形成了血紅細胞，有的則轉化成了可以對抗細菌感染的白細胞。雖然造血干細胞能夠變成各種類型的血細胞，但是它們卻不能變成肌肉、神經或其他類型的細胞。它們的使命已經非常固定化了，無法轉變成身體其他組織的細胞。

難以獲取的胚胎干細胞

而胚胎干細胞就不同了，它能夠轉變成人體中的任何類型的細胞，所以科學家稱其為“多能干細胞”。

卵子受精后，先是一分為二，然后2個細胞再次分裂，成為4個細胞，然后持續分裂。在胚胎發育的最初幾天，它的每一個細胞都是功能相同的，都屬于干細胞，每個干細胞都有潛力轉變成任何特定的細胞類型。

當人類的胚胎長到三到五天的時候，干細胞開始了不同方向的分化，有些轉化成肌肉細胞或成骨細胞，還有的會形成肺細胞，或胃內壁的細胞。一旦胚胎干細胞變成了特定的細胞，它們的“多能”性就不存在了，不能再變成其他種類的細胞了。

出生后，嬰兒幾乎所有的細胞都將特化。每種細胞類型都有自己特定的形狀和功能。比如說，肌肉細胞很長，能夠伸長或收縮；血紅細胞很小，而且是扁平的形狀，所以它們能夠從血管之中穿梭而過。

胚胎干細胞本領很大，但是也很難獲取，只能從胚胎中獲取，因此，收集胚胎干細胞遭到了許多社會人士的反對，因為這種行為會破壞胚胎，等于是“謀殺”了一個尚未出世的生命，社會倫理不允許這么做。

難道干細胞這些“全能戰士”真的無法為醫學所用、給人類造福嗎？

“變身術”造就

“全能戰士”

2006年，日本科學家山中伸彌發現，一些人體的普通細胞能夠發生“反轉”，變回干細胞。他把一些特殊的基因插入到成熟的皮膚細胞的內部，成功地獲得了干細胞。這類干細胞從功能上看很像胚胎干細胞，能夠轉化成各種普通細胞。人們把這種新的干細胞叫“誘導多能干細胞”，簡稱誘導干細胞。

誘導干細胞的出現，是細胞研究的一次巨大的飛躍，它有胚胎干細胞和成體干細胞無法比擬的優點。首先，誘導多能干細胞能夠轉化成任何類型的細胞，就像胚胎干細胞那樣。其次，它們能夠從任何細胞類型通過誘導而產生，所以科學家可以很容易得到這種干細胞，又不需要冒倫理風險。第三，未來醫生們能夠利用患者自己的身體細胞來獲得干細胞，治療疾病，這樣的干細胞會與患者身體完全匹配，不會出現免疫系統排異的現象，免疫系統會把這種干細胞當成“自己人”。

而且誘導干細胞技術并不復雜，世界各地的科學家很快就學會了這個技術，他們開始制造自己的誘導干細胞，然后嘗試著治療各種疾病。

讓盲人重見光明

伊克巴爾·艾哈邁德是美國奧馬哈的一所大學的科學家，他正在利用干細胞，研究如何讓盲人恢復視力。

我們知道，視網膜位于眼球后部，能夠把入射到眼睛里的光轉化成電信號，然后傳送到大腦。如果眼睛的視網膜神經細胞死亡，會導致嚴重的眼病，甚至讓人失明。

艾哈邁德希望利用誘導多能干細胞制造出新的視網膜細胞，更換患者死掉的視網膜細胞。他從角膜中提取了一些普通細胞，然后把它們放到培養皿的一側，而另一側則放入一些胚胎干細胞。兩類細胞之間用特殊的薄膜隔開，不能混合在一起。不過，兩類細胞卻可以“交流”，因為細胞總是會釋放一些化學信號給其他細胞，當胚胎干細胞“發言”的時候，角膜細胞就“傾聽”到了。結果。胚胎干細胞的化學信號讓角膜細胞轉化成了干細胞，這種干細胞能夠轉化成其他類型的細胞，包括神經細胞。

當艾哈邁德把從干細胞轉化來的神經細胞植入實驗室內的老鼠的眼睛中時，這些神經細胞附著在視網膜上，替代了由于眼疾而死亡的那些神經細胞。雖然這只是讓老鼠的視力得到了一定程度的改善，但是相信有朝一日，一些盲人的視網膜也能因干細胞技術而得到恢復。

治療骨髓疾病

皮爾遜綜合征是一種罕見的遺傳性疾病，癥狀之一是骨髓里的干細胞不能制造正常的血紅細胞。這種病很容易置人死地。

美國哈佛大學的科學家安妮·雪莉嘗試著用干細胞技術治療疾病。有一位患病的女孩，她自身無法制造血紅細胞，所以只能定期輸血維持生命，但輸血本身存在一定的風險，尤其對于有這種古怪疾病的人來說。于是雪莉從女孩身上提取了皮膚細胞，然后通過把基因插入到皮膚細胞中的技術，得到了誘導干細胞，并讓這些細胞在37℃的培養皿中存活著。

隨后，雪莉把得到的誘導干細胞注入到女孩的骨髓里，讓女孩能夠靠自身的力量造血，而不再需要輸血。目前治療取得了一定的效果。女孩的免疫系統把造血干細胞認定為“自己人”，不會殺死它們。也許很快女孩就可以自己造血，不需要輸血了。

科學家正在率領著干細胞“全能戰士”向各種疑難病癥發動進攻，一場醫學界的真正革命已經到來了。

超級鏈接

鼻細胞的大用途

干細胞的本領確實很大，但在某些情況下，一些高度特化的細胞同樣具有非凡的治療能力。

2008年，英國劍橋大學的神經學家尼克·杰弗里從人的鼻子里取得細胞，但卻不是用于產生干細胞，而是用這些鼻細胞修復受損的脊髓連接部分。脊髓是一束神經細胞，能夠與大腦和身體其他部分交換信號。脊髓受傷會導致癱瘓，或者失去感覺、肌肉移動無力。

干細胞移植主要是用于替換損壞或丟失的細胞類型。而在脊髓損傷中，神經細胞其實并沒有消失，它們只是被切斷了聯系。神經細胞包含了長長的、線狀的軸突，它是把信號傳遞給下一個細胞的通道。當脊髓受傷時，這些軸突可能會被切斷。切斷軸突就像是剪斷電纜一樣，都是讓信號停止傳遞。

如何恢復神經信號的傳遞呢？杰弗里用脊髓受傷的狗來做實驗。他從鼻腔中取下一些普通細胞。這種鼻細胞能夠在鼻子里刺激神經細胞長出新的軸突，從而幫助狗保持健康、敏銳的嗅覺。