干細胞和干細胞生物工程
全能干細胞可以分化成人體全部200多種細胞類型,進而構建心、肝、腎等人體的各種組織和器官,最終發育成一個完整的人。
20世紀是生命科學發展最為迅猛的時代,它已成為自然科學中最為引人注目的領域。在1999年度世界十大科學成果評選中,“干細胞研究的新發現”榮登了十大科學成果之首。干細胞研究具有不可估量的醫學價值,將促使科學家們重新認識細胞生長、分化的基本生命原理,為人類戰勝疾病,健康長壽帶來新的曙光。
所謂干細胞,就是在生命的成長和發育中起“主干”作用的原始細胞,它的神奇之處在于,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。如同一棵樹干,可以長出樹杈、樹葉、開花和結果等。
按照分化潛能的大小,干細胞主要分為3類:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞可以分化成人體全部200多種細胞類型,進而構建心、肝、腎等人體的各種組織和器官,最終發育成一個完整的人。人類的精子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。受精卵繼續分化,可以形成許多全能干細胞即胚胎干細胞。提取這些細胞中的任意一個放置到婦女的子宮中,就可以發育成一個完整的人體。
全能干細胞在進一步的分化中,形成各種多能干細胞。多能干細胞具有進一步分化成多種細胞組織的潛能,但卻失去了發育成完整個體的能力,如造血干細胞、神經干細胞等。多能干細胞進一化分化,又形成專能干細胞。這類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化,如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞等。
從骨髓移植算起,人類對干細胞的研究已經有30多年的歷史,1998年,美國科學家成功用人類胚胎干細胞在體外生長和繁殖,帶動了全世界的干細胞工程研究熱潮。去年初,美國科學家發現在胰腺中存有干細胞,今年9月3日,美國科學家完成了人類歷史上第一次將人體干細胞制成血細胞的試驗,用這種方式生成的血細胞與人體骨髓生成的血細胞完全相同。人類有可能在不久的將來獲得取之不盡的血源而結束獻血的歷史。