干細(xì)胞是熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。近10年間，我國干細(xì)胞研究成就斐然：培養(yǎng)出世界首只非胚胎來源的完整生命iPS（誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞）鼠，世界上首次獲得活體iPS克隆豬，發(fā)現(xiàn)評(píng)判干細(xì)胞“好壞”的分子標(biāo)示，揭示體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為多功能細(xì)胞的啟動(dòng)機(jī)制，用單倍體細(xì)胞開辟了新的干細(xì)胞來源……近幾年不斷涌現(xiàn)的“世界第一”，讓中國干細(xì)胞成為一張閃亮的名片。

　　應(yīng)用：

　　再生醫(yī)學(xué)前景無限

　　讓癱瘓的人起床行走，讓皮膚細(xì)胞“轉(zhuǎn)行”做人工肝……這些不是神話，而是我國干細(xì)胞科學(xué)家們正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

　　“理論上，所有組織都可能再生?！敝袊茖W(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員戴建武說，干細(xì)胞是一種未充分分化、尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官的潛在功能，被稱為“萬用細(xì)胞”，是再生醫(yī)學(xué)的核心成分。未來，當(dāng)再生醫(yī)學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)以后，我們可以用干細(xì)胞在體外制造各種有功能的組織和器官，像汽車換零件一樣，為人體更換器官。

　　戴建武剛做完一份安全評(píng)估報(bào)告。今年1月中下旬，研究團(tuán)隊(duì)先后在3家臨床醫(yī)院進(jìn)行了5例脊髓損傷修復(fù)手術(shù)，術(shù)后4周觀察結(jié)果顯示，未見相關(guān)不良反應(yīng)。“這5例手術(shù)中，支架材料與干細(xì)胞移植的復(fù)合運(yùn)用，利用電生理技術(shù)探測并手術(shù)清除會(huì)阻礙神經(jīng)再生的瘢痕組織，都是世界上首次用于人體脊髓損傷修復(fù)手術(shù)?！?/p>

　　當(dāng)然，清瘢和支架這兩種技術(shù)都已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得成功。曾有一條比格犬，脊髓神經(jīng)被切斷了整整5毫米，毫無疑問地癱瘓了。之后，研究人員給它做手術(shù)，在它脊髓缺損處填上一種束狀的滴有脊髓干細(xì)胞的白色生物材料——神經(jīng)再生膠原支架，以引導(dǎo)神經(jīng)再生。大約5個(gè)月后，奇跡出現(xiàn)，比格犬可以重新站起來走了。

　　像這樣的小狗不只一條。戴建武團(tuán)隊(duì)在5個(gè)批次的170多條狗身上，做過修復(fù)各種類型脊髓損傷的試驗(yàn)，并在今年初開始了臨床實(shí)驗(yàn)。

　　此前，國際上用干細(xì)胞修復(fù)人體脊髓損傷的嘗試均未獲成功。戴建武的新方案有望完成世界首例使癱瘓病人恢復(fù)運(yùn)動(dòng)或感知能力的臨床試驗(yàn)，但奇跡能否出現(xiàn)，尚需一年的術(shù)后觀察期。

　　實(shí)驗(yàn)中用到的支架材料是我國的獨(dú)門絕活，有國際專利。從2003年回國起，戴建武就在做這類膠原支架材料，讓它與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，引導(dǎo)組織再生?！叭梭w不同組織損傷后都會(huì)分泌生長因子，我們的膠原支架可與近10種生長因子結(jié)合，作為橋梁更好引導(dǎo)不同組織的再生?！?/p>

　　他們做過骨、心肌、膀胱、外周神經(jīng)等多種組織再生的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，其中活性骨材料已完成多中心臨床實(shí)驗(yàn)。目前更具影響的是2006年由南京鼓樓醫(yī)院副院長胡婭莉提出并被列入合作研究計(jì)劃的課題“子宮內(nèi)膜再生治療不育癥”。每月都會(huì)脫落再生一次的女性子宮內(nèi)膜，看起來比復(fù)雜脆弱的中樞神經(jīng)細(xì)胞再生簡單，真做起來還是一波三折，足足花了好幾年。

　　做大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí)，豬牛羊三牲中，戴建武最先排除了豬?！耙?yàn)樨i是多胎，牛羊都是單胎，跟人更接近。”結(jié)果，因子宮太深難以達(dá)到損傷部位，羊的實(shí)驗(yàn)首先失敗。接著失敗的是牛?！皩?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)牛不孕是因?yàn)樽訉m內(nèi)膜太厚，與人的不孕原因相反。”最終，大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還是在豬身上獲得了成功。

　　到臨床實(shí)驗(yàn)階段，難題又出現(xiàn)了：子宮內(nèi)膜再生，需在特制的紙片狀支架材料上，滴上病人自體骨髓干細(xì)胞，再放進(jìn)子宮內(nèi)。而人類子宮宮頸口僅6毫米孔徑，怎么把材料放進(jìn)去再展開？合作醫(yī)院的臨床專家想出了辦法，把“紙片”卷成細(xì)圓筒插入后，用導(dǎo)尿管充水，就可以展開成球狀貼住子宮壁了。

　　2013年至今，11例參與臨床實(shí)驗(yàn)的患者已有6人懷孕，其中3人產(chǎn)下健康寶寶，其余3人待產(chǎn)?！斑@個(gè)課題是醫(yī)院提出的，手術(shù)中技術(shù)難題也是他們解決的。這說明，再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，需要科學(xué)家與醫(yī)生的緊密協(xié)作?！贝鹘ㄎ湔f。

　　中國科學(xué)院“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究”戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)支持了一大批干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究課題，如神經(jīng)、心肌、骨、子宮內(nèi)膜等重要組織的再生，以及干細(xì)胞治療艾滋病、肝病、帕金森病等重大疾病的研究。

　　“目前關(guān)系人民健康問題的幾種重大疾病，再生醫(yī)學(xué)都可能提供解決方案。”中科院動(dòng)物研究所副所長周琪表示，再生醫(yī)學(xué)需要多專業(yè)人才的合作，“我國在大團(tuán)隊(duì)合作攻克重大項(xiàng)目上有獨(dú)特優(yōu)勢，理應(yīng)在干細(xì)胞領(lǐng)域獲得更大突破，形成中國品牌”。

　　基礎(chǔ)：

　　全新領(lǐng)域大有作為

　　干細(xì)胞的研究歷史并不短，歐美國家數(shù)十年前就在研究干細(xì)胞，早在1968年就開始了首例臨床應(yīng)用。但現(xiàn)代干細(xì)胞技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵突破都是在近10幾年內(nèi)獲得，所以，干細(xì)胞是一個(gè)老名詞，也是一個(gè)新領(lǐng)域。

　　“我國對(duì)干細(xì)胞的成規(guī)模研究，大約也就10來年的歷史，但這10來年進(jìn)步非常大?！敝锌圃涸菏俊⑼瑵?jì)大學(xué)校長裴鋼說，近10年來，973計(jì)劃、863計(jì)劃、重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等國家級(jí)的項(xiàng)目里均設(shè)置了干細(xì)胞方向。近10年間，我國干細(xì)胞研究人員增長近16倍，年發(fā)表論文數(shù)增長近17倍，論文總數(shù)僅次于美國位居世界第二，專利排名位居世界第三。

　　周琪也深有同感。他2003年從法國留學(xué)歸來。“剛回國時(shí)，法國實(shí)驗(yàn)室水平高高在上，連實(shí)驗(yàn)室用的試劑都要從法國捎?，F(xiàn)在，我們比原有水平高很多，甚至?xí)尫▏烁械搅w慕。這種轉(zhuǎn)換發(fā)生得非常迅速?！?/p>

　　回國10多年間，周琪團(tuán)隊(duì)取得多項(xiàng)世界級(jí)成果。他們曾用iPS細(xì)胞培育出多只具有繁殖能力的小鼠，這是人類歷史上首次從非胚胎來源的細(xì)胞中獲取的生命。此前，各國科學(xué)家一直無法證明iPS細(xì)胞能夠像胚胎干細(xì)胞一樣發(fā)育成完整健康的動(dòng)物，這些小鼠漂亮地終結(jié)了大家對(duì)iPS細(xì)胞多功能性的質(zhì)疑。周琪團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《自然》雜志的這項(xiàng)成果，被《時(shí)代周刊》評(píng)為2009年世界醫(yī)學(xué)十大突破，并在今年年初獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。此外，他們還開發(fā)出獲得人類胚胎干細(xì)胞系的新方法，發(fā)現(xiàn)了能快速判斷干細(xì)胞發(fā)育能力的分子標(biāo)記，這些都是世界領(lǐng)先的突破。

　　現(xiàn)任中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院院長的裴端卿研究員，在國內(nèi)率先建立了iPS技術(shù)平臺(tái)，為我國在該領(lǐng)域的發(fā)展起到了引領(lǐng)作用。

　　早期研究中，iPS細(xì)胞誘導(dǎo)效率低、成功率不高是最大瓶頸。裴端卿團(tuán)隊(duì)的兩個(gè)基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)，將iPS細(xì)胞的成功率大幅度提高，并對(duì)iPS技術(shù)的完善與疾病治療具有指導(dǎo)意義——

　　第一個(gè)發(fā)現(xiàn)是在培養(yǎng)基中加維生素C能大幅度提高成功率。裴端卿說，研究其作用機(jī)理時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)維C調(diào)控了組蛋白去甲基化和降低衰老基因水平。這個(gè)發(fā)現(xiàn)移除了世界iPS細(xì)胞誘導(dǎo)研究的重要“路障”。

　　第二個(gè)成果是揭示了體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為多能干細(xì)胞的啟動(dòng)機(jī)制。早期研究中，iPS起始細(xì)胞是間質(zhì)成纖維細(xì)胞。“我以前一直研究細(xì)胞生物學(xué)，對(duì)細(xì)胞形態(tài)很敏感。在顯微鏡下觀看，發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞經(jīng)過幾天后就變成上皮細(xì)胞的樣子?！迸岫饲渚痛送茰y間質(zhì)細(xì)胞先轉(zhuǎn)換為上皮細(xì)胞、再轉(zhuǎn)換為iPS的轉(zhuǎn)換規(guī)則。隨后的實(shí)驗(yàn)不僅證實(shí)了這個(gè)規(guī)則，也為世界iPS研究開啟了新方向。

　　“一個(gè)成纖維細(xì)胞要變成上皮細(xì)胞再變成iPS細(xì)胞，為什么不直接讓上皮細(xì)胞變成iPS細(xì)胞？”依據(jù)這個(gè)原理，裴端卿團(tuán)隊(duì)作了很多嘗試，比如將尿液中的上皮細(xì)胞成功轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞再分化成牙齒細(xì)胞，或直接將尿液上皮細(xì)胞變成神經(jīng)干細(xì)胞。著名神經(jīng)生物學(xué)家、美國科學(xué)院院士弗萊德·如斯提·蓋奇對(duì)此評(píng)論說：“這是干細(xì)胞領(lǐng)域中的一大重要突破，尤其是利用病人尿液細(xì)胞在體外獲得具有增殖能力和體內(nèi)外分化能力的神經(jīng)干細(xì)胞，在干細(xì)胞領(lǐng)域具有重要的價(jià)值。”

　　面對(duì)未來，裴端卿充滿雄心：“這是一個(gè)很年輕的領(lǐng)域，也是最活躍的領(lǐng)域。非成熟領(lǐng)域的好處就是，我們可以跟發(fā)達(dá)國家站在同一起跑線，有彎道超車的可能。中國科學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域努力，肯定會(huì)有所作為?！?/p>

　　藍(lán)圖：

　　同舟共濟(jì)有容乃大

　　裴鋼把干細(xì)胞的研究比作3個(gè)饅頭，并強(qiáng)調(diào)三者之間的協(xié)作?！盎A(chǔ)研究是第一個(gè)饅頭，轉(zhuǎn)化研究是第二個(gè)饅頭，應(yīng)用研究是第三個(gè)。要想吃飽飯，3個(gè)饅頭一個(gè)不能少?！?/p>

　　這與周琪的“大樹論”異曲同工。

　　“干細(xì)胞研究是一棵大樹，基礎(chǔ)原理研究是它的根系，核心技術(shù)突破是它的樹干，最終的產(chǎn)品和治療方案就是它的枝葉和果實(shí)?！敝茜髡f，“干細(xì)胞研究是一個(gè)龐大課題，從基礎(chǔ)到技術(shù)、從材料到設(shè)備，都應(yīng)該具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所以也就應(yīng)該吸收各專業(yè)的人才參與?！?/p>

　　不同專業(yè)的協(xié)作，讓重大成果時(shí)時(shí)涌現(xiàn)。最近的一個(gè)例子出現(xiàn)在今年3月5日，國際頂尖的干細(xì)胞權(quán)威雜志《細(xì)胞—干細(xì)胞》用封面文章刊發(fā)重要成果，發(fā)現(xiàn)“RNA分子上m6A甲基化修飾”的形成受到microRNA的調(diào)控，并且參與促進(jìn)誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞的形成。該成果由中科院動(dòng)物所周琪、北京基因組所楊運(yùn)桂和遺傳與發(fā)育所王秀杰3個(gè)研究組合作完成，整合了他們各自在干細(xì)胞、RNA修飾和生物信息學(xué)方面的研究優(yōu)勢，是一個(gè)開創(chuàng)性突破。

　　參與干細(xì)胞研究的團(tuán)隊(duì)，來自生物、基因、納米材料、近代物理、化學(xué)、力學(xué)、動(dòng)物、藥物等多類研究所和一些臨床醫(yī)院。這樣龐雜的資源，要整合起來，顯然需要不拘一格的體制機(jī)制突破。

　　裴端卿負(fù)責(zé)的廣州健康院就出了這么一個(gè)破格的例子。

　　2010年末，廣州健康院聘請的西班牙學(xué)者米格爾·艾斯特班被科技部批準(zhǔn)擔(dān)任一個(gè)973項(xiàng)目的首席科學(xué)家，這是非華裔外國人首次成為中國重大科研項(xiàng)目的首席科學(xué)家。

　　“科學(xué)探索需要多樣化思維，引進(jìn)各國人才有助于中國的強(qiáng)大?！迸岫饲湔f，“科技部的支持，給我們開了創(chuàng)新的綠燈?！?/p>

　　這種充滿包容的協(xié)作精神，是我國干細(xì)胞研究領(lǐng)域的“傳統(tǒng)特色”。

　　“干細(xì)胞從2000年一路走來，有國家的大力支持，也有很多機(jī)制體制創(chuàng)新?！迸徜摶貞浾f，本世紀(jì)初，在國家重大科研項(xiàng)目較少時(shí)，干細(xì)胞并未立項(xiàng)，是在其他項(xiàng)目名下獲得了資金和發(fā)展?！案杉?xì)胞早年并不是一個(gè)獨(dú)立的國家重大科學(xué)計(jì)劃，但發(fā)育生殖專家組一直都把干細(xì)胞作為發(fā)育生殖的重要內(nèi)容，在‘發(fā)育與生殖研究’這個(gè)重大計(jì)劃中容納了干細(xì)胞的工作?！睘榇?，裴鋼常笑稱自己是半路轉(zhuǎn)行的干細(xì)胞“票友”。

　　裴鋼當(dāng)時(shí)是發(fā)育生殖重大科學(xué)研究計(jì)劃專家組的組長，裴端卿、周琪等很多干細(xì)胞研究專家，當(dāng)年都是這個(gè)專家組的成員。當(dāng)干細(xì)胞研究與發(fā)育生殖研究計(jì)劃分開后，兩個(gè)研究計(jì)劃專家組的成員們也經(jīng)?；ハ鄿贤??！懊看伍_會(huì)都像回家一樣，大家非常高興地一起討論問題?！?/p>

　　“創(chuàng)新來自包容和團(tuán)結(jié)?！弊鳛橹袊杉?xì)胞領(lǐng)域的創(chuàng)建者和領(lǐng)頭人之一，裴鋼對(duì)未來充滿信心，“判斷一個(gè)領(lǐng)域在科學(xué)上的發(fā)展前景，一是看該領(lǐng)域是否有大量年輕人進(jìn)入，年輕人輩出的領(lǐng)域，就有前途、希望和成果；二是看該領(lǐng)域是否有寬闊胸懷，能否吸納不同專業(yè)學(xué)科的人才。中國干細(xì)胞研究，吸納了大量不同學(xué)科背景的年輕人才，做到了同舟共濟(jì)、有容乃大，前景必將一片光明。”