正当人们欢呼人类基因组工作框架图宣告完成的时候，一个蓄势已久的“干细胞”狂澜也开始席卷而来。人们已预见到干细胞尤其是胚胎干细胞(ES)在医学乃至整个生命科学中的巨大潜势。
    什么是干细胞呢?一般而言是指那些同时具有自我更新和产生分化细胞能力的细胞。尤其在早期胚胎发生过程中，它们可以产生构成身体器官各种类型的组织。这种细胞就是胚胎干细胞，发育生物学家将它们称为“全能性细胞”。到了个体发育的一定阶段甚至成体，仍有一部分细胞负责组织的更新和修复，诸如血液、肠道粘膜上皮、皮肤表皮等。这些细胞便是一 般所指的特定组织的干细胞，又称为多能性细胞。
    随着细胞生物学的发展，人们现已发现，栽些成体组织不但能再生，而且可以衍生成与其来 湖不同的细胞类型。例如肌肉细胞在一定的环境下可以成为有增殖能力的骨髓细胞；相反地 ，血液“前体细胞”(即未完全成熟的血细胞)也可变成肌肉细胞，甚至长出肝或脑细胞来。
    正由于上述发现，科学家们已认识到干细胞可能成为未来一种“拯救生命”的有效疾病治疗手段。例如，有一则正在进行的中临床试验表明，小剂量纯化的造血干细胞足可使患者骨髓再生，这样便可以避免肿瘤病人进行自体骨髓移植所带来的癌细胞污染，以确保肿瘤不会复发。又如，科学家还发现，成体神经系统中依然存在干细胞，若让它们“重新活化”、增殖与定向分化，则将是神经退化性疾病(如帕金森病)、脊髓损伤患者的福音。
    但是，迄今有关干细胞的研究还存在着许多因难，首先，ES虽好，但其来源有限。目前ES多取自人工流产的极早期胚胎或是培植试管婴儿时剩余的胚胎。然而现已有科学家证实ES可以在体外即实验室的试管中培养与繁殖，并且可以使ES细胞增殖、定向分化并形成多巴胺能性细胞，而这正是治疗帕金森病所亟需的神经元。可惜这只是在小鼠细胞中的实验，人体细胞是否如此还有待证明。
    其次，如何分离极为纯化的干细胞也是一个难题。在造血干细胞的实验中，人们已总结出一整套与细胞分化阶段相关的细胞表面标志，这样便可从人多的混杂细胞群体中将有用的干细胞分离出来。但是其他细胞的干细胞是事也有实用的细胞表面标志或是别的识别方法还有待进一步研究。
    从上不难看出，干细胞尤其是胚胎干细胞的识别、分离、增殖、定向分化将成为细胞生物学以及整个生命科学的主攻热点。在人类基因组工作框架图完成之后，细胞工程(或者称为组织工程)尤其是干细胞的研究，将成为后基因组计划的极为关键的部分之一。
   干细胞是人体内最原始的细胞，它具有较强的再生能力，在干细胞因子和多种白细胞介素的联合作用下可扩增出各类的细胞。在99年末的年度世界十大科技成果评选中，"干细胞研究的新发现"荣登榜首。干细胞研究有不可估量的医学价值。分离、保存并在体外人工大量培养使之成长为各种组织和器官成为干细胞研究的首要课题。当前，对干细胞的分离和培养技术获得了重大进展，利用单克隆免疫吸附能识别细胞类型或细胞谱系的表面抗原，其分离纯度和细胞活力都很高。99年以色列魏茨曼科学院将白介素-6与干细胞内的受体分子合并研制出一种新分子，可使干细胞在维持原本特性的基础上进行自我增殖且细胞寿命也有所延长。在临床运用中，造血干细胞应用较早，在五十年代，临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。到八十年代，外周血干细胞移植技术逐渐推广。美国StmlellsCsliifornia公司用血液干细胞在小鼠体内培育出成熟的肝细胞。胚胎干细胞目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象，神经干细胞的研究仍处于初级阶段。

　　组织更新和修补自身的能力来源于称为干细胞的小细胞团。干细胞存在于生命的全过程，在体内微环境中被专门的“看护”细胞紧密包围。“看护”细胞提供生长因子和信号分子保持干细胞的特性――分化能力，以及在特定生命周期中分化为特化细胞的同时又能自我复制的能力。矛盾的是，干细胞的自身分裂十分有限，而它们的子细胞在最终形成特化细胞的过程中，有非凡的繁殖力。

　　干细胞以及他们能维持一定数量的能力一直深深吸引着生物学家们[1]，如今更为狂热。由于人们意外的发现成熟组织中的干细胞可以重新程序化，即使效率极低，但仍然可以分化为其他来源的细胞。[2]比如，在正常情况下，成年鼠的少数造血干细胞可生成肌肉组织，神经系干细胞可生成血液。这些报告使得将来受损组织用同一个体内其他组织的残余干细胞来修复成为可能。

美利用干细胞疗法医治肝病

    据新华社讯美国科学家利用血液干细胞修复肝脏受损的实验鼠获得成功。美国加利福尼亚干细胞公司的科学家从实验鼠血液中提取干细胞，然后用这些干细胞治疗肝脏受损的实验鼠。他们先给实验鼠注射不含纯干细胞的骨髓细胞，通过观测其肝酶水平等指标，发现实验鼠的肝功能有所恢复。接着，科学家给实验鼠注射了50个血液干细胞，结果发现它们能够制造成熟的肝脏细胞。干细胞是指还没有开始发育成其它细胞的原始细胞，它能在培养液中不断分裂，并可发育成各种功能特异的细胞。干细胞公司的科学家说，利用干细胞疗法治疗肝病患者，既能解决移植器官不足问题，又可避免病人身体排异反应。

英科学家用成年人骨髓干细胞培育出肝细胞

新华社伦敦专电（记者王艳红）英国科学家在最新一期英国《自然》杂志上报告说，他们在实验室中用取自成年人骨髓的造血干细胞培育出了肝细胞，为需要肝移植的患者带来了新的希望。
    英国帝国理工学院、伦敦大学学院和帝国癌症研究基金会的科学家说，如果进一步试验成功，将来可望从肝病患者体内取出骨髓，分离、培养造血干细胞并对之进行改造再注射到患者体内，最终就能产生新的肝细胞以用于重造肝组织。由于提取骨髓干细胞相对容易，这一疗法很有发展前途。
    科学家们在研究中发现，接受男性骨髓捐赠的女性患者体内出现了男性肝细胞。ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）分析表明，它们是由捐赠骨髓中的造血干细胞发育而成的。在此基础上，科学家从成年人体内分离出了骨髓干细胞，在特定环境下进行培养后，成功地使之发育成了肝细胞。
    干细胞是分化生成各种人体组织的原始细胞。分离并大量培育干细胞、使之生长为人体组织，具有广泛的潜在用途。但是，一般认为只有取自胚胎的干细胞才有分化成为不同组织的潜力，而成年人体内特定部位的干细胞只能发育成为特定组织，例如造血干细胞只能发育成血细胞。
    由于用胚胎干细胞培育移植用器官或细胞存在伦理问题，科学家们近年来一直在研究能否利用成年干细胞来培育各种不同组织。研究已发现，成年实验鼠体内的肌肉干细胞和脑神经干细胞能发育成血细胞。科学家们认为，如果掌握了使成年人干细胞分化成各种不同组织的方法，将给器官移植领域带来巨大变革采取哪种方法？

　　最基本的，我们必须进一步研究人体所有组织的干细胞。第一步，我们需要确定分子标记，它们能将寥寥无几的干细胞从他们庞大的子细胞中区分开来。此外，还需了解干细胞与所处的微环境之间的相互作用，以及微环境如何对机体的需求作出反应。我们仅对骨髓中的造血干细胞的相关信息有一定了解，这将有助于在临床治疗中增加受损组织中残留的干细胞的数量。现在，我们已经能够培养少量造血干细胞以重建人的血液系统。

　　设定一个最坏的状况，一个慢性病患者失去了某种组织的大部分干细胞，必须要用替代疗法才能生存。如今，最可行的方案是采用另一个体相应组织的干细胞来补充。但是，这种方案也相当危险，由于捐献者与患者没有遗传上的相容性，移植很快因免疫排斥而失败。

　　一种改进方案是用所谓“自体同源干细胞(autologous stem cells)”的干细胞来进行治疗，这种干细胞与患者的基因型完全相同。虽然目前还不可行，但是我们已经有了一定的设想。一种方案是分离、培养患者的另一组织的干细胞，比如骨髓或皮肤的，再把这些成熟干细胞在体外重新程序化。为了了解怎样才能重新程序化干细胞，我们需要一系列的实验，来研究沉默基因的重新激活，以及激活基因被关闭的机制。例如“早期胚胎细胞分化为不同细胞系的机制研究”就会给我们相当的启示。如果我们理解了遗传基因控制正常发育的实现过程，我们将更容易地在实验室里进行有目的地控制基因表达和细胞分化的方向。

　　另一种方法是用来源于囊胚期的胚胎的多能干细胞。囊胚期是指卵子刚刚受精但尚未种植到子宫的阶段，此时胚胎称为胚泡。胚泡大约由100个细胞组成，其中包含一些特化性较少的干细胞，可在培养中不确定地诱导分化为多种细胞形式（如图）。最早的人类多能干细胞是从体外受精的临床病例中得来的多余胚泡。这个里程碑式的事件是James Thomson领导的University of Wisconsin, Madison的实验室在1998年的成果。另一个在澳大利亚的Monash University的实验室最近宣布了相似的实验结果。现在这两个小组正在进一步研究这些多能干细胞和子细胞的特征。

　　这些工作为人类胚胎早期发育中基因功能研究提供无价的数据资料。不幸的是直到现在，我们对这一领域知之甚少，部分由于联邦经费对胚胎研究的限制。尽管胚胎发育在进化中高度保守，但是脊椎动物胚胎发育中一些细节上的差异，足以证明鼠和人之间并不是所有的基因都具有相同功能。因此，在模式动物研究中得来的信息不能充分体现出我们在人类干细胞中研究中的问题。　　

　　我国现已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻保存以及复苏的一整套技术，并开始在上海筹建我国第一个脐血库。在北京，北京医科大学人民医院细胞治疗中心也正在筹建全世界最大的异基因脐带血干细胞库，计划到2002年完成冷冻5万份异基因脐带血干细胞，为全世界华人患者提供脐带血干细胞做移植用。2000年初，我国东北地区首例脐血干细胞移植成功。

无论怎样，干细胞研究的前提是将会得到新的实质意义上的治疗方法。因此，科学家们必须十分谨慎，避免媒体对基因治疗过分夸大的报道，否则会失去公众的信任和信心。在应用人多能干细胞时，也必须十分留心。就像我们看到的那样，对公众中的某些人来说，这些细胞的来源相当于破坏人的生命。事实是在我们确切知道干细胞治疗的实际用途之前，还有许多障碍要跨越。当我们向前继续探索的每时每刻，我们必须诚实。