整理：趙成龍

干細胞和細胞治療在本世紀初的時候就已經在中國風風火火，很多研究機構、公司和醫院都發現了其治療效果，但其實我們都是知其然而不知其所以然，只有用精準醫學的概念把作用機理弄清楚，細胞治療才能繼續前進。

間充質干細胞的潛力與難點

我工作二十多年來研究的題材是間充質干細胞(MSC, mesenchymal stem cells)，它是來源于胚胎發育早期的中胚層和外胚層的一種多能干細胞，它最初在骨髓中被發現，具有多向分化潛能，可以分化成脂肪、軟骨等。

間充干研究的難點在于它沒有一個明確的標志物，所以不精準。從精準醫學的概念來看，間充干的定義最早是用操作型定義操作出來的，比如最早美國的團隊用了特定的血清來培養，用特定的表面抗原來鑒定，但是不同的實驗室用同樣的方法做出來的可能完全相反，因為間充干沒有一個明確的標志物，做不到精準，這也是研究間充干的難點所在。經過世界上一些協會主要是ISCT的努力，最終在2006年定義出了所謂的最低標準。

在我自己的工作中，我認為首先必須要清楚地建立自己的分離平臺，然后要清楚地定義一個細胞，所以用免疫學上很簡單的被動靶向免疫方式。

問題在于，在思路上我不知道間充干是什么，但是我知道它不是造血干細胞，因此先將造血性細胞全部去除，比如帶有CD3的T細胞、B細胞和紅血球等。去掉之后我們在初步培養階段用一個免疫學上常用的方法——限制稀釋，在細胞培養板的每個孔里裝入一個細胞，如果這個細胞是真正的干細胞，那么它就能長成一個細胞群。利用這樣的思路，我們建立了自己的平臺，它不但能從骨髓里取得間充干，也能從臍帶血里取得間充干。

為了驗證間充干是否參與三個胚層的發展，我們將培養成的囊胚植入代孕母體，然后用子代來看。但是問題是小鼠的胚胎在體外無法養到14.5天，因此我們將懷孕到14.5天的母鼠剖腹，將人成體間充干達到小胎鼠的腹腔內，然后再塞回子宮中縫合起來繼續培養，到21天之后照樣可以把小鼠生下來。將培養四個月后的小鼠處死，然后用PCR的方式來看人血清β2微球蛋白（β2-MG），用FISH技術看人DNA，來判斷人成體間充干是否參與三個胚層的組織發展，結果證明了人體間充干具有向三個胚層分化的潛能。

我們不知道這個潛能有多大，因為體外培養很困難，要把間充干養成神經細胞、神經元，需要非常嚴格的控制條件。但是在這個過程中我們發現間充干參與了肝臟細胞的發展，如今用間充干治療肝病在我國已經轉化到了臨床。

從系統生物學到精準醫療，我們要做到格物致知，即將事物的機理搞清楚。用精準醫學的概念來看干細胞分化成肝臟細胞，就是要研究肝臟細胞在人體內是怎么樣的，它能表達什么蛋白，具有什么樣的功能等。正常肝細胞能夠制造白蛋白，攝取低密度脂蛋白合成膽固醇，已經證明間充干分化的肝臟細胞也具有這些功能；肝臟的重要功能是依靠CPY450來解毒，代謝有毒性的含氮廢物，間充干分化的肝臟細胞能進行尿素循環，將代謝廢物轉化成水溶性的尿素從尿液排出體外；

從組織工程的角度來說，要加速間充干的應用，思路就是要利用脫細胞支架。肝臟移植手術在臨床上已經非常成熟，關鍵是供體肝臟不夠，肝臟的供者有限，如果肝臟那個不合格，也沒有辦法移植。但是如果能夠把不好的細胞去掉，種上質量較好的肝細胞作為人工器官的替代來源。脫細胞的重點是把原來肝臟的細胞和DNA剝離干凈，留下血管束和重要的蛋白，如1型蛋白和第四型膠原蛋白等。

脫細胞以后，再用生物反應性的概念將間充干種回去，繼續在培養的環境里引導分化，做完肝糖染色、白蛋白表達的研究之后，發現干細胞種在三維細胞支架里面分化成肝臟的效率、白蛋白或尿素的表達效率等都比在平面二維培養更高。在過去大家都在研究信息傳導等，用生化化學因子刺激細胞看他的反應，事實上一些物理因子的刺激都對細胞有著巨大影響。精準醫學就是要考慮這些因素，為什么很多的細胞培養、藥物篩選等都不成功，因為人體里面沒有細胞是二維的，說明三維培養是有價值的。

我們也開發了一個12天就能把IPS細胞快速推向成熟的肝臟細胞的平臺，加上三維平臺我們可以做肝臟毒性的篩選，能夠對藥物上市前的臨床試驗產生很大的幫助。

本文根據本次大會上嘉賓的演講內容整理而成，已經過嘉賓確認，個中觀點不代表火石創造立場。

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