生物医学的飞速发展令人瞠目，科学家正利用人胚胎干细胞技术尝试：

“全能细胞”定向重造心脑肾

　　人类的大部分器官本身不是由一种细胞组成的，如果从现有的器
官中分离细胞进行器官复制，那么就需要分离器官中的各种功能不同
的细胞，这将是个非常困难的工作。于是，人们将眼光投向了胚胎。
胚胎的生长是从一个细胞开始的，然后细胞分裂，细胞功能分化，形
成有着各种功能的细胞。胚胎干细胞是一种全能细胞，有能力形成人
体200多种细胞中的任何一种。
　　终于，在以前基础研究积累的基础上，1998年美国的一组科学家
成功地分离并培养了胚胎的多能干细胞。这些细胞来源于囊胚期的受
精卵，科学家们利用“免疫显微外科”技术，层层剥离受精卵的外部
细胞，取得了内细胞团中的细胞。经过培养筛选，成功地得到了胚胎
干细胞株。同年，美国另一个研究小组亦从人类胚胎的生殖脊和肠系
膜处获取了原始生殖细胞进行培养，从中也得到了多能干细胞。为了
检测这些细胞是否是胚胎干细胞，研究人员将胚胎干细胞植入小鼠的
皮下。经过一段时间的生长，他们发现，这些细胞形成了畸胎瘤，里
面可以看到毛发，牙齿等。这证明了那些分离出来的细胞的确有分化
成各种细胞的能力，所以它们是胚胎干细胞。而且，这些细胞经过数
十代的培养，仍旧保持了作为干细胞的性状。这些工作解决了干细胞
的来源问题，我们不必每次都去从胚胎那里获得干细胞，而是利用“
库存”就能进行生产。
　　植入小鼠皮下的干细胞会形成畸胎瘤，这是其自由分化的结果。
那我们能不能控制这些细胞的分化方向，比如定向分化为胰脏中的β
细胞，来适应我们的需要呢？科学家们在进行胚胎干细胞的传代培养
中发现了一个奇特的现象，即有些成团的细胞在有节律地跳动，就像
我们的心肌细胞一样。既然它们有这样的能力，那么，如何有效地把
这些细胞独立分离出来，进行高纯度的培养呢？研究人员作了以下尝
试：首先把对某种抗生素的耐药基因放入胚胎干细胞中，并且只让它
们在心肌细胞中表达，然后让这些细胞生长分化；随后加入大量的抗
生素，其他细胞在这种环境下便死亡了，而心肌细胞存活了下来。用
这种方法，研究人员得到了纯度达99％的心肌细胞，把这些细胞移植
到小鼠的心脏上，它们存活了7个星期。
　　目前，研究人员发现，用维生素A衍生物维甲酸处理过的细胞，
经过培养，分化成了神经细胞。显然，维甲酸可以激活令干细胞分化
成神经细胞的一套基因，并可抑制其他分化类型的基因。另外一组科
学家则将胚胎干细胞植入到小鼠的大脑特定部位，发现其中的许多细
胞有了神经细胞的典型形状，其中一些细胞具有了生产神经递质多巴
胺的酶。另外一些细胞甚至形成了类似轴突的形状，延伸到了周围的
组织中。
　　干细胞的培养技术虽然有了突破，然而器官的形成是一种复杂的
三维过程，将这些干细胞培养成器官依旧非常困难。虽然目前我们对
细胞间如何相互作用还不是非常了解，但我们也看到了希望———加
拿大科学家已成功地培养出了角膜；日本的科学家培养出了青蛙的眼
睛和耳朵，甚至还有肾脏。据报道，日本科学家利用了非常简单的方
法，在培养的成千上万的干细胞中，加入了维甲酸，结果高浓度的维
甲酸使得干细胞形成了耳朵，而低浓度则形成了眼睛。这提示我们，
利用适当的培养方法，利用细胞间的相互作用，干细胞可以进行器官
的三维形成。
　　虽然我们离复杂器官的成功培养尚路途遥远，但人们正在尝试用
培养的细胞来解决燃眉之急。1994年，美国一位病人因为无法忍受疾
病带来的剧烈痛苦，自愿成为一项试验的志愿者。外科医生将一个特
殊的塑料管植入病人的椎管内，这个塑料管中充满了能够分泌止痛物
质的小牛细胞。这个小塑料管的特殊性在于，它作为一层膜包绕着异
种细胞，其表面微孔可以使得小分子的营养物质进入管内，也可以允
许管内细胞分泌的止痛物质弥散出来。但是，它不允许免疫系统的抗
体进入破坏这些“异体”细胞，也不允许自身的细胞长入管内。这个
初步的实验表明，被包裹的异种细胞可以存活几个月，并不断分泌止
痛物质。这在后来其他病人的实验中也得到了证实。这种包裹细胞装
置技术的前景很好，如可植入到糖尿病患者体内，按患者血糖的量释
放胰岛素等。今后，我们会逐渐看到那些与传统医学完全不同的治疗
方法的出现。