“幹細胞”是“脫水幹掉的細胞”嗎?

本文圍繞"幹細胞是不是脫水幹掉的細胞"這一問題進行科普解答,解釋了幹細胞名稱中"干"為樹幹的含義,居間了人體細胞的來源、幹細胞的分類、不對稱分裂的特性與生理作用,以及幹細胞在疾病治療和自體器官培育方面的應用前景。

“幹細胞”是“脫水幹掉的細胞”嗎

"幹細胞"是"脫水幹掉的細胞"嗎

幹細胞這個名字,會使人聯想到香脆的真空乾燥水果片,方便麵里的脫水蔬菜包,商店裡那些栩栩如生的瓶裝乾花。那麼幹細胞是不是"脫水幹掉的細胞"呢?不是,如果細胞脫水,輕則影響功能,重則死亡。

其實,在"幹細胞"這個名詞中,"干"不是"乾燥"的"干",而是"樹幹"的"干"。"幹細胞"就是這樣一個能萌發出許許多多不同種類"細胞"枝幹的"樹幹細胞"。

人的身體裡面有200多種細胞。有輸送氧氣的紅細胞,有吸收養料的小腸絨毛上皮細胞,有用來觀看世間萬物的感光細胞,也有使心臟跳動的心肌細胞等。而所有這些不同類型的細胞,都是從受精卵這個最初的細胞分化而來的。就像一棵大樹先有了主幹,然後再長出枝葉花朵一樣。由於受精卵能不斷"分支",形成人體內的各種細胞,我們就叫它"樹幹細胞",簡稱為"幹細胞"。由於受精卵能形成身體裡面所有類型的細胞,因此得名"全能幹細胞"。

受精卵逐步發育成完整的生命,形成了多種組織的細胞。在多種組織中"駐紮"著一些"留守部隊",這些細胞雖然不能像受精卵那樣變成身體裡面所有類型的細胞,可卻保持著形成多種或一種其他細胞的能力,因此"留守部隊"細胞就像依然能分支的樹幹細胞。不過,它們不能稱"全能幹細胞"了,能形成多種細胞的就叫"多能幹細胞",能形成一種細胞的就叫"專能幹細胞"。

生命體中的許多細胞會不斷死亡。比如人體皮膚最外面的上皮細胞,由於受到外界不斷地磨損,每28天左右就得更換一次;吸收養料的小腸絨毛上皮細胞,由於一直浸泡在食物殘渣和消化液內,又要和小腸內的大量細菌接觸,還不斷地受到小腸蠕動的揉搓,壽命極短,每兩三天就得更新換代一次。這些"短命"的細胞就要靠"多能"或"專能"幹細胞來替換。在細胞需要新老交替時,這些"多能"或"專能"幹細胞就一面增殖,一面變化成所需要的新細胞,及時補充。

但是,各個組織里的"多能"或"專能"幹細胞數量有限,如果無法得到補充,豈不是用掉一個少一個,早晚會被用完的。幸好,幹細胞還有一個"本事",就是保留自己的"真身"。也就是說在幹細胞分裂時,能產生2個不一樣的細胞:一個用來產生替補細胞,它不斷地增殖和變化,最後形成千千萬萬個用於替補的細胞;另一個卻保持不變,和原來幹細胞的"真身"一模一樣。用這種"不對稱分裂"的方式複製自己,既滿足了補充死亡細胞的需求,又可以使幹細胞"用之不竭"。

幹細胞雖然有這些本事,但是它們只能在身體正常的時候發揮作用,而在一些疾病狀態下,它們就"心有餘而力不足"了。比如:患ⅰ型糖尿病的人,胰臟中能生產胰島素的細胞不夠了,但是幹細胞並不能完全補上它們;心肌梗死患者因缺血而死亡的大批心肌細胞常不能被完全替補;患帕金森病的人,腦中分泌多巴胺(一種傳遞神經信息的物質)的細胞有許多死亡了,但是患者大腦也不能有效地替補它們。如果我們能"激活"身體裡的幹細胞,或者從體外引入新的幹細胞,也許就能治療這些疾病。

實際上,人們還不滿足於只替換細胞,如許多眼睛失明的人需要角膜移植來恢復視力,腎衰竭患者需要換腎,肝壞死患者需要肝臟移植。但是這些組織和器官目前還只能來自其他人的捐贈,每年都有許多患者因為等不到器官而去世。既然幹細胞能分化成所有類型的細胞,要是能用患者自己的幹細胞在體外長成現成的角膜、皮膚、血管甚至是心臟,那就想換什麼器官,可以換什麼器官,還可以避免因為異體器官移植造成的組織排斥問題。這是多麼誘人的前景啊!