再生医学三部曲(2)
干细胞给老鼠面部除皱，结果表明，牙周韧带的间充质干细胞能通过产生新的胶原纤维而消除皱纹。这无疑也是从干细胞到组织转化的一大成果，显示了再生医学的巨大潜力。
与此同时，再生医学也已经能从干细胞培育出软骨组织了，这也是一种了不起的突破。在此之前，医学界都清楚，自然的软骨组织是不能够自我痊愈的，所以研究人员长期以来都在寻找培养替代软骨的方法。但是，美国莱斯大学的生物医学工程师发现，可以用人类干细胞生长出软骨。研究人员是利用一系列刺激物让干细胞转化成软骨，因而能培养膝盖、下巴、臀部和其他关节的软骨，以替换这些部位受损的软骨组织。这也是用胚胎干细胞制造软骨组织的一种全新的方法。当然，这项研究结果在应用于人类之前，还有许多工作要做。
从细胞到器官
利用干细胞生成一种形态完整和功能健全的器官是再生医学最难也是最成功的一步。因为，只要能用干细胞生成各种器官，也就意味着彻底解决了供体器官供不应求和排异反应的困难，而且能在受损的器官原部位长出一个功能完备的新器官。所以，这是再生医学最后最复杂也是最精彩的第三部曲。而在这最精彩的部分，现在也谱出了一些音符和部分旋律。
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早在2006年，研究人员就利用小鼠的乳腺干细胞再生出了乳腺。到了2007年，美国研究人员又利用单个干细胞，建造了小鼠完整的前列腺。在此之前，研究人员发现，最接近尿道的前列腺区可能含有丰富的干细胞。美国遗传技术生物公司的研究人员对小鼠杀伤部分前。列腺，并注射睾丸激素以刺激再生。然后，研究人员利用聚合酶链反应分析扫描细胞，寻找多种标记蛋白，以图找到可以再生的干细胞。
结果发现，带有CD117+蛋白标记的细胞(先前并不与前列腺干细胞相关)在前列腺受损和注射睾丸激素后发生了增殖。当向小鼠肾脏中植入97个带有特殊标记的细胞后，其中14个形成了几乎实际大小的前列腺。而且这些干细胞产生的前列腺与正常前列腺一样分泌相同的蛋白。与此同时，对人类前列腺的蛋白分析也检测到了CD117+蛋白。这提示，如果这一蛋白在人体中也是前列腺干细胞标记的话，它标志着迈向器官再生目标的重要一步。不过，还需要进行更多的研究才能确保再生器官中的细胞“知道”何时停止生长以及形成怎样的形状。而且，这也有助于研究人员发现，前列腺癌是否起源于干细胞的生长发生错误。
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如果14个干细胞就能增殖形成完整的前列腺的话，这对于前列腺损伤或老化的治疗是一种新的希望，可以用干细胞生成新的前列腺，以恢复前列腺的功能。也就能让人重新获得生殖和泌尿方面的功能，或改善泌尿生殖功能。
当然，眼下用干细胞生成前列腺还只是在动物身上的试验，要在临床上使用还有很长的路要走。但另一个干细胞生成器官的研究则证明临床再造器官已基本上是一种现实了。由西班牙、英国和意大利等国组成的一个联合研究团队首次利用患者自身的干细胞培育出一个再生气管(组织工程气管)，并成功地移植到该名气道损坏的年轻女性肺内。而这一由干细胞再生的气管立即为患者提供了正常功能的气道，从而挽救了她的生命。
患者是一名30岁、有2个孩子的母亲，叫克劳迪娅·卡斯蒂略，曾患肺结核，使左胸支气管受损，呼吸道塌陷，常常呼吸困难，影响正常生活和工作。2008年3月，卡斯蒂略因急性呼吸窘迫连简单的家务也不能做，也不能照顾她的孩子，不得不住院治疗。医院对她的治疗选择似乎只有一种，进行传统的大手术，切除她的左肺。然而这种手术又有高并发症和高死亡率的风险。在此情况下，有研究人员提议可用组织工程定性培养干细胞的方式，再生成一截气管，以替代她的左肺的受损部分气管，从而让她恢复正常的呼吸功能。
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要完成这一治疗设想，首先是要有干细胞，然后有让干细胞生长成气管形状的模型，生成的气管必须要有气管的功能，最后是能把这种再生的气管成功移植到卡斯蒂略的肺部气管的相同部位。实践证明，欧洲医疗团队的治疗方案获得了成功。
首先是，一位死于脑出血的51岁的供者捐献了一段7厘米长的气管。利用帕多瓦大学研发的一种新技术，用强力化学剂和酵素对该气管进行了6个多星期去细胞处理，只剩下一个由纤维蛋白胶原组成的细胞支架，目的是不会残留供者的细胞，以免以后发生排异反应。
第二步是从卡斯蒂略的骨髓取出一些干细胞，在英国布里斯托尔大学马丁·伯查尔教授的实验室内进行干细胞的大量增长，再应用英国布里斯托尔大学安东尼·霍兰德教授从治疗骨关节炎中改进的方法使干细胞分化成熟为软骨细胞。
然后应用意大利米兰理工大学研发的一种培养细胞的新型生物反应器，在捐赠的气管的外面种植上软骨细胞，新型生物反应器可以让这些软骨细胞顺着气管的模式生长。同时，为了复制出气管的衬里，也从卡斯蒂略的体内获取了一些气管内的上皮细胞。应用同一生物反应器将这些上皮细胞种植进气管内部表面。
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最后，于2008年6月由西班牙巴塞罗那的外科医生马基亚里尼做手术，把生物反应器内生长成型的气管取出来，植入卡斯蒂略左肺的气管。手术后4天，新气管与相连的原有气管部分几乎看不出有什么差别。而且，由于是利用卡斯蒂略的干细胞和上皮细胞生成的气管，卡斯蒂略体内的免疫系统不会对这截移植的气管进行排斥。而且，术后也不用对卡斯蒂略使用任何免疫抑制药物。
手术后两个月的肺功能测试以及卡斯蒂略的所有指标都显示肺功能处于最佳水平。现在，卡斯蒂略已经恢复正常生活，能够照顾两个孩子，可以爬两段楼梯也不会气喘。用干细胞再生的气管移植成功所体现的意义正如伯查尔教授所言，20年后，这项技术几乎可以应用到所有的器官移植手术上。
当然，这一时间也许靠前，也许靠后，完全取决于再生医学的发展速度。到时，再生医学的三部曲也将顺利谱写完毕，从而能演奏出人间治病救人最美妙的乐章。(文章代码：0202)
责任编辑 张田勘, http://www.100md.com(王 平)
与此同时，再生医学也已经能从干细胞培育出软骨组织了，这也是一种了不起的突破。在此之前，医学界都清楚，自然的软骨组织是不能够自我痊愈的，所以研究人员长期以来都在寻找培养替代软骨的方法。但是，美国莱斯大学的生物医学工程师发现，可以用人类干细胞生长出软骨。研究人员是利用一系列刺激物让干细胞转化成软骨，因而能培养膝盖、下巴、臀部和其他关节的软骨，以替换这些部位受损的软骨组织。这也是用胚胎干细胞制造软骨组织的一种全新的方法。当然，这项研究结果在应用于人类之前，还有许多工作要做。
从细胞到器官
利用干细胞生成一种形态完整和功能健全的器官是再生医学最难也是最成功的一步。因为，只要能用干细胞生成各种器官，也就意味着彻底解决了供体器官供不应求和排异反应的困难，而且能在受损的器官原部位长出一个功能完备的新器官。所以，这是再生医学最后最复杂也是最精彩的第三部曲。而在这最精彩的部分，现在也谱出了一些音符和部分旋律。
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早在2006年，研究人员就利用小鼠的乳腺干细胞再生出了乳腺。到了2007年，美国研究人员又利用单个干细胞，建造了小鼠完整的前列腺。在此之前，研究人员发现，最接近尿道的前列腺区可能含有丰富的干细胞。美国遗传技术生物公司的研究人员对小鼠杀伤部分前。列腺，并注射睾丸激素以刺激再生。然后，研究人员利用聚合酶链反应分析扫描细胞，寻找多种标记蛋白，以图找到可以再生的干细胞。
结果发现，带有CD117+蛋白标记的细胞(先前并不与前列腺干细胞相关)在前列腺受损和注射睾丸激素后发生了增殖。当向小鼠肾脏中植入97个带有特殊标记的细胞后，其中14个形成了几乎实际大小的前列腺。而且这些干细胞产生的前列腺与正常前列腺一样分泌相同的蛋白。与此同时，对人类前列腺的蛋白分析也检测到了CD117+蛋白。这提示，如果这一蛋白在人体中也是前列腺干细胞标记的话，它标志着迈向器官再生目标的重要一步。不过，还需要进行更多的研究才能确保再生器官中的细胞“知道”何时停止生长以及形成怎样的形状。而且，这也有助于研究人员发现，前列腺癌是否起源于干细胞的生长发生错误。
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如果14个干细胞就能增殖形成完整的前列腺的话，这对于前列腺损伤或老化的治疗是一种新的希望，可以用干细胞生成新的前列腺，以恢复前列腺的功能。也就能让人重新获得生殖和泌尿方面的功能，或改善泌尿生殖功能。
当然，眼下用干细胞生成前列腺还只是在动物身上的试验，要在临床上使用还有很长的路要走。但另一个干细胞生成器官的研究则证明临床再造器官已基本上是一种现实了。由西班牙、英国和意大利等国组成的一个联合研究团队首次利用患者自身的干细胞培育出一个再生气管(组织工程气管)，并成功地移植到该名气道损坏的年轻女性肺内。而这一由干细胞再生的气管立即为患者提供了正常功能的气道，从而挽救了她的生命。
患者是一名30岁、有2个孩子的母亲，叫克劳迪娅·卡斯蒂略，曾患肺结核，使左胸支气管受损，呼吸道塌陷，常常呼吸困难，影响正常生活和工作。2008年3月，卡斯蒂略因急性呼吸窘迫连简单的家务也不能做，也不能照顾她的孩子，不得不住院治疗。医院对她的治疗选择似乎只有一种，进行传统的大手术，切除她的左肺。然而这种手术又有高并发症和高死亡率的风险。在此情况下，有研究人员提议可用组织工程定性培养干细胞的方式，再生成一截气管，以替代她的左肺的受损部分气管，从而让她恢复正常的呼吸功能。
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要完成这一治疗设想，首先是要有干细胞，然后有让干细胞生长成气管形状的模型，生成的气管必须要有气管的功能，最后是能把这种再生的气管成功移植到卡斯蒂略的肺部气管的相同部位。实践证明，欧洲医疗团队的治疗方案获得了成功。
首先是，一位死于脑出血的51岁的供者捐献了一段7厘米长的气管。利用帕多瓦大学研发的一种新技术，用强力化学剂和酵素对该气管进行了6个多星期去细胞处理，只剩下一个由纤维蛋白胶原组成的细胞支架，目的是不会残留供者的细胞，以免以后发生排异反应。
第二步是从卡斯蒂略的骨髓取出一些干细胞，在英国布里斯托尔大学马丁·伯查尔教授的实验室内进行干细胞的大量增长，再应用英国布里斯托尔大学安东尼·霍兰德教授从治疗骨关节炎中改进的方法使干细胞分化成熟为软骨细胞。
然后应用意大利米兰理工大学研发的一种培养细胞的新型生物反应器，在捐赠的气管的外面种植上软骨细胞，新型生物反应器可以让这些软骨细胞顺着气管的模式生长。同时，为了复制出气管的衬里，也从卡斯蒂略的体内获取了一些气管内的上皮细胞。应用同一生物反应器将这些上皮细胞种植进气管内部表面。
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最后，于2008年6月由西班牙巴塞罗那的外科医生马基亚里尼做手术，把生物反应器内生长成型的气管取出来，植入卡斯蒂略左肺的气管。手术后4天，新气管与相连的原有气管部分几乎看不出有什么差别。而且，由于是利用卡斯蒂略的干细胞和上皮细胞生成的气管，卡斯蒂略体内的免疫系统不会对这截移植的气管进行排斥。而且，术后也不用对卡斯蒂略使用任何免疫抑制药物。
手术后两个月的肺功能测试以及卡斯蒂略的所有指标都显示肺功能处于最佳水平。现在，卡斯蒂略已经恢复正常生活，能够照顾两个孩子，可以爬两段楼梯也不会气喘。用干细胞再生的气管移植成功所体现的意义正如伯查尔教授所言，20年后，这项技术几乎可以应用到所有的器官移植手术上。
当然，这一时间也许靠前，也许靠后，完全取决于再生医学的发展速度。到时，再生医学的三部曲也将顺利谱写完毕，从而能演奏出人间治病救人最美妙的乐章。(文章代码：0202)
责任编辑 张田勘, http://www.100md.com(王 平)