再生醫(yī)學(xué)：從頭到腳的修復(fù)

Leila Haghighat 綜述 王瑾 譯 譚建明 審校

在20世紀，利用再生醫(yī)學(xué)修復(fù)受損組織似乎還遙不可及。那時，Thomas Hunt Morgan這位曾在染色體遺傳方面作出巨大貢獻而獲得過1933年諾貝爾獎的科學(xué)家對蚯蚓的再生功能用于人類的研究已經(jīng)感到深深絕望，放棄了再生醫(yī)學(xué)的研究。如果他活到現(xiàn)在，也許會被今天再生醫(yī)學(xué)取得的成果所鼓舞，重新開始研究。

2012年4月18日，Nature雜志報道了3項獨立的小鼠研究成果，這些成果都是將新細胞移植入小鼠體內(nèi)，從而替代疾病組織——包括頭發(fā)、眼睛和心臟，修復(fù)這些組織的功能，接下來將考慮在人類臨床試驗中驗證這項技術(shù)。

“也許你能在培養(yǎng)皿中培育細胞，但這并不是再生醫(yī)學(xué)”來自于倫敦大學(xué)的遺傳學(xué)家Robin Ali教授領(lǐng)導(dǎo)完成了一項視覺恢復(fù)的研究，他認為再生醫(yī)學(xué)必須是在一個活體系統(tǒng)中的生物修復(fù)。

一、“發(fā)芽”的頭發(fā)

日本東京大學(xué)的研究小組在Nature Communications雜志刊登了他們的重要發(fā)現(xiàn)，利用來自正常小鼠和禿發(fā)人群的干細胞讓裸鼠長出了不同類型的毛發(fā)，重新再生毛囊[1]。領(lǐng)導(dǎo)這項研究的再生醫(yī)學(xué)專家Takashi Tsuji表示，這項技術(shù)將有助于治療男性禿頭。

研究小組采用了一種特殊的尼龍?zhí)捉閷?dǎo)毛發(fā)穿過皮層，實現(xiàn)了94﹪的裸鼠移植后重新長出毛發(fā)，頭發(fā)生成過程約2～5周，與正常頭發(fā)一樣：具有正常的生長周期，并與皮層下肌肉和神經(jīng)建立聯(lián)系。生長出的毛發(fā)能對乙酰膽堿作出應(yīng)答——這種神經(jīng)遞質(zhì)能促進毛發(fā)生長、直立。

來自紐約大學(xué)的皮膚科醫(yī)師Mayumi Ito對此做出評論，認為這是首次利用人類細胞重構(gòu)頭發(fā)毛囊，但是要證明這項技術(shù)的有效性，研究人員還需進一步證明構(gòu)建的毛囊數(shù)量可以擴增，并且可以生長出毛發(fā)。

二、恢復(fù)夜間視力

第二項成果來自英國倫敦大學(xué)眼科研究院，他們采用再生醫(yī)學(xué)技術(shù)，向一些視力受損的實驗小鼠注射感光細胞，能在一定程度上治療先天性靜止性夜盲癥（Congenital Stationary Night Blindness）。此項研究成果刊登在Nature雜志[2]。

Ali的研究小組將26 000個前體視桿細胞移植入缺乏α-transducin蛋白的小鼠視網(wǎng)膜上，正常情況下，小鼠眼睛包含6×106個視桿細胞。盡管只有5﹪～10﹪的細胞整合到了視網(wǎng)膜上，這些在暗光下起重要作用的前體視桿細胞在一定程度上改善了小鼠視力。

研究人員將小鼠放置在黑-白色旋轉(zhuǎn)柵欄前，觀察治療后的小鼠對于條紋之間空間變化的敏感度，并與對照組（未接受治療的小鼠）進行分析，結(jié)果證實移植后的小鼠花更少的時間完成迷宮，并利用視覺線索，找到逃亡路線。

然而Ali認為，在進行臨床試驗之前，還需要獲得更多動物實驗數(shù)據(jù)，他與同事正在進行胚胎干細胞實驗，以及其他模型如黃斑變性實驗。

三、跳動的心臟

干細胞移植并不總是易于把握——如果細胞不能整合到所需組織中，那可能會形成腫瘤。為了避免這個問題，研究人員嘗試用重編程方法獲得成體細胞，使之形成其他類型細胞。加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的研究人員利用心臟成纖維細胞取得了突破性成果，刊登在Nature雜志[3]。

Deepak Srivastave作為美國UCSF心血管疾病研究所的負責(zé)人，他帶領(lǐng)的研究小組將心臟成纖維細胞重編程為心肌細胞。研究人員利用一種逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)3種轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)成體小鼠心臟成纖維細胞進行重編程，從而改善其心臟功能。這項工作開展于2003年，研究小組發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子GATA4突變導(dǎo)致家族幾代發(fā)生心臟?。?）?！罢敲刻煳宜鶑氖碌呐R床發(fā)現(xiàn)一直激勵著我，給我靈感”他說。

美國先進細胞科技公司的再生醫(yī)學(xué)專家Robert Lanza反復(fù)重述，再生醫(yī)學(xué)自Morgan時代已經(jīng)前進了很遠，未來將前景廣闊?！斑@3篇文章僅僅是冰山一角。隨著我們漸漸老去，醫(yī)生們不禁感慨，‘真難以相信人類會禿發(fā)、失明甚至因血管疾病喪失雙腿？’這些治療其實只需要注射一份細胞而已?！?/p>

1 Toyoshima KE,Asakawa K,Ishibashi N,et al.Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches[J].Nat Commun,2012,3:784.

2 Pearson PA,Barber AC,Rizzi M,et al.Restoration ofvision after transplantation of photoreceptors[J].Nature,2012,485:99-103.

3 Qian L,Huang Y,Spencer CI,et al.In vivo reprogramming of murine cardiac fibroblasts into induced cardiomyocytes[J].Nature,2012,485(7400):593-598.

4 Garg V,Kathiriya IS,Barnes R,et al.GATA4 mutations cause human congenital heart defects and reveal an interaction with TBX5[J].Nature,2003,424(6947):443-447.