皮肤细胞的“变身”

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皮肤覆盖全身，皮肤总重量占体重的5％～15％，总面积为1.5～2平方米。它不仅是保护我们人体的最重要的屏障，而且也参与人体的代谢过程。因此，它是人体的一个非常重要的组织。最近几年，通过科学家的努力，皮肤细胞扩大了它的用途，开始“变身”为其他细胞，又为人体立了新功。

皮肤细胞“变身”为血细胞

“血荒”是世界性临床医学中存在的一个问题，医院用血频频告急，不少需要输血的病人不得不苦苦等待，错失了最佳治疗时机。最近，一项医学研究的新成果，为这些人带来了希望。加拿大研究人员宣称，他们绕过诱导多功能干细胞，可以直接将人体的皮肤细胞变为血液细胞，这种新方法不仅对于理解细胞分化及再生医学研究有重要意义，而且它标志了生命科学的一个重要里程碑。3年前，美国人和日本人分别绕开胚胎，直接将普通皮肤细胞转化为干细胞，已经引起了轰动。如今加拿大人又绕开了干细胞，直接将皮肤细胞转化为血液细胞。由于这种细胞本身早已发育成熟，它不再需要花时间进行培养，因此这种方法更快捷、更实用。这样就有望彻底解决病人用血问题，其意义将更大。例如，医生们可以从白血病患者的身上提取皮肤细胞，直接将它转变成熟、健康的血细胞，输入患者自己的体内，不用再担心有任何排斥反应或发生感染等并发症；有RH、MNSSU、DUFFY等稀有血型的人也可以事先制造出一些“稀有血液”，以备日后自己或他人急用；那些因为手术或者贫血治疗等需要血液的患者也能够使用自己的皮肤供血。此外，这一研究成果还有一个重要的“潜在意义”，它或许意味着科学家可以利用皮肤细胞制造出其他成熟细胞，例如脑细胞等。如此一来，治疗老年痴呆症和帕金森综合症便有了新希望。　研究人员是如何使皮肤细胞变身的呢?简单的过程如下：他们从各年龄段成年人以及新生婴儿的皮肤上收集了皮肤纤维细胞，并让这些纤维细胞感染一种植入了OCT4基因的病毒，这种基因是一种干细胞全能性基因，可将纤维细胞转化为干细胞，再将这些细胞置于含有多种细胞因子的特殊溶液中进行培养。结果发现，无论接受试验者的年龄多大，他们的皮肤细胞都可以被“改造”成血细胞，由此生成的血液祖细胞产生了血液所具有的3种细胞――白细胞、红细胞以及血小板，而且都能够发挥其应有的功能。

皮肤细胞变为神经细胞

2010年初，美国斯坦福大学医学院研究人员宣布，他们在实验中绕过诱导多功能干细胞这一步骤，首次直接将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这项研究的意义是重大的，在医学界是一个“巨大的飞跃”，它为研究脑细胞功能紊乱提供了新方法，科学家可能仅在实验室托盘中就能研究帕金森氏症、阿尔茨海默氏症或遗传性精神病等病症，找出引起这些疾病的原因，直接用患者自己的皮肤细胞来治疗这些疑难杂症。

皮肤细胞的“变身”是利用了一种名叫“慢病毒”的基因运输工具来完成的，这种“慢病毒”不像真正的病毒，对人体不会产生不利的影响，但它携带和转化基因的能力却很强。研究人员首先选择了19个与细胞重组或神经发展有关的基因作为候选基因，通过慢病毒将这些基因植入到实验鼠的皮肤细胞中。32天后，其中一些皮肤细胞开始向神经细胞转化。研究人员根据实验结果，从19个候选基因中筛选出3个基因，再次利用慢病毒将它们转入到小鼠尾部的皮肤细胞。一周内，约20％的小鼠皮肤细胞转化成了神经细胞，这些神经细胞不但有神经蛋白，而且可与实验中的其他神经细胞形成突触联系。

两种方法的比较

目前，将皮肤细胞转化为其他细胞有两种方法。一种是间接法，就是先将皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞，诱导干细胞就好像一个“潜在人才库”，虽然自己不具备专门功能，但可以通过“学习”分化为其他多种形态各异、具有不同功能的体细胞，例如血液细胞、肌肉细胞、免疫细胞和神经细胞等。这种转化所需要的时间长，转化率低。第二种是直接法，就是上面所提的用皮肤直接转化为血细胞或神经细胞的方法。比起间接法，直接法有很多优点：首先是转化的时间短，由于这种直接转化的步骤简单多了，不用绕一个大弯才能获得需要的细胞，所以转化所需要的时间自然短了。其次转化效率高，直接法的转化率是20％左右，间接法仅1％～2％，比直接法效率高出十多倍。第三危险性小，诱导多功能干细胞可以转化为人体所需的各种器官和组织，但有安全隐患――将皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞的过程需要使用病毒，有引发癌症的风险。而直接转化用的是无毒的慢细胞，很安全。第四是研究和应用的阻力小：采用皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞再转化为其他细胞的方法，一直面临伦理和法律等方面的诸多障碍，用直接转化的方法就可以避免这些障碍了。因此，采用皮肤直接转化为血细胞和神经细胞意味着今后应用到临床上阻力小、费用低、更安全，应用前景就更广阔了。