干细胞是一种原始未分化的细胞，它是人体和动物组织的最初来源。干细胞的特点是具有高度的自我复制、繁殖和分化的潜能。其中，胚胎干细胞又被称为万能干细胞，因为它经培养能分化成人体任何一种组织的细胞（如神经细胞，血细胞，肝细胞，心肌细胞等等），也就是说，可以凭借干细胞的可植入性和重建能力使人体缺损的组织和器官重新得到修复，这对治疗帕金森综合症、糖尿病、心肌梗塞等疾病具有举足轻重的意义。

    然而，胚胎干细胞的研究始终因为伦理道德方面的争议在很多国家受到严格的限制。干细胞研究者为了避开这一敏感的伦理道德问题，近年来尝试运用其他干细胞培养出具有类似胚胎干细胞功能的新的干细胞种类。重点研究的方向有成人干细胞和经基因重新编排后的体细胞两方面。
成人干细胞的缺点在于它不具备胚胎干细胞的万能性，相比之下，体细胞则具有很大的发展潜力，经DNA重新编排后的体细胞能分化成任何其他类型的细胞，它的分化能力几乎可与胚胎干细胞相媲美。科学工作者称这类细胞为诱导性多功能干细胞(induzierte pluripotente Stammzellen，简称：iPS)。最近，德国的干细胞专家在诱导性多功能干细胞的研究上取得了重大突破。（图一：放大镜下的诱导性多功能干细胞，图二：马普协会的研究员正在进行有关干细胞的实验，图三：老鼠的胚胎干细胞，来源：马克斯普朗克协会生物分子生物医学系。）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    日本的干细胞研究专家山中伸弥(Yamanaka Shinya)和他的研究小组已于去年用成人的皮肤细胞成功地诱导出了神经和心肌细胞。该项研究成果建立在山中伸弥2006年的幼鼠实验的基础上。该项实验获得成功的消息震撼了世界各国生物医学领域的专家，并为干细胞的研究开启了一扇新的大门。

    诱导性多功能干细胞的培养原理是，首先让体细胞中的遗传部分处于休眠状态，以一种逆转录病毒(Retrovirus)作为载体，将4种基因(Sox2, c-Myc, Oct4和Klf-4)植入体细胞内，令其与原有的基因发生重组，从而诱导出了具有胚胎干细胞特性的多功能细胞(iPS)。然而，iPS距离临床应用还有很长的路要走，因为它的安全问题尚未得到解决。现有的老鼠实验表明，如果将iPS细胞植入体内，有诱发机体产生肿瘤以至罹患癌症的可能。这是因为c-Myc是一种癌细胞基因，另外，逆转录病毒也可将产生肿瘤的风险携带至人体内。

    德国的干细胞研究专家，来自明斯特的马克斯普朗克协会(Max-Planck-Institut，简称：马普协会)生物医学系的分子生物学(molekulare Biomedizin)专家汉斯•薛勒教授(Hans Schöler)和他的研究小组最近在iPS研究方面取得了令人瞩目的成果，仅用两个基因便在老鼠体内成功地培养出了诱导性多功能干细胞，从而取代了山中伸弥的四个基因的诱导法。薛勒教授在此使用的并不是一般的体细胞而是成年神经干细胞(adulte Nervenstammzellen)。这两者的区别在于成年神经干细胞本身已具有了Sox2和c-Myc的高标准转录因子(Transkriptionsfaktoren)。研究专家们由此推测，这可能是成人神经干细胞为何只需要载入Oct4和Klf4两种基因就可以进行诱导的原因了。该项实验成果已于近期发表在国际著名的科普类专业杂志《自然》(Nature)上。

 

 

    为了证实iPS细胞的多功能性，科学家们将培养出来的iPS细胞植入了八细胞阶段的胚胎(achtzellige

Embryonen)。这些细胞能够与胚胎融合并形成一个嵌合体（Chimären，指来自不同基因源的细胞在同一个生物体内并存），将培养后的胚胎置入实验用母鼠的子宫中，观察它的进一步发育情况。接着将该嵌合体的生成物，即经母鼠子宫分娩出来的幼鼠与正常老鼠交配。研究者们在该组实验中没有发现任何肿瘤产生的迹象。

    这样，科学家们已经通过实验证明，用两个基因即Oct-4和Klf4诱导iPS的方法是可行的。但是，目前还未察明的是为何必须在培养iPS细胞时，除Oct-4基因外，还要植入Klf4或者是c-Myc基因。这两种基因在所需培养的干细胞中已经含有并且表现相当地活跃。研究专家确定的下一步目标是将该iPS的诱导方法应用在人体的成年神经干细胞实验中，这也是科学研究成果被用于临床治疗前所必经的阶段，毕竟人体的基因机制要比小动物复杂得多。同时专家们还在尝试在重新编制基因的过程中避免使用逆转录病毒作为基因载体。

 

    干细胞专家的担忧

    干细胞专家在庆贺研究成果的同时，也在担心国际政治舆论对他们的研究施加的压力。在信息爆炸的今天，一项干细胞研究成果可在很短时间内进入政治家们的视线范围，特别是著名的《自然》杂志更是以三倍于其他专业文章的比率集中刊登有关干细胞研究的科普文章。很多的时候，科学家们的研究成果被一些外行人士作为政治辩论和攻击的对象，这也正是让鲁道夫•亚尼西(Rudolf Jaenisch)最为头疼的地方，这位德国出身的分子生物学和基因专家被列为国际干细胞研究的先驱，近几十年一直在美国从事生物医药领域的研究工作。在德国，尤其是涉及到生物医学方面的基础研究最能引起那些敏感的政治家们的话题。德国胚胎保护法在很大程度上限制了研究者用胚胎干细胞作实验的可能性——幸好并不是所有的政治家都对干细胞研究万般阻拦，联邦教育和研究部部长沙范女士(Annette Schavan)对该方面的研究一直予以高度的支持。德国今年4月对干细胞法的改革也是在沙范部长、总理默克尔(Angela Merkel)和司法部长齐普里斯(Brigitte Zypries)这三位女士的大力推动下完成的。（文/安来）