官方网站-首页

【导语】细胞的命运如同一台精密的机器，其生命历程中的发育、衰老及逆转均遵循内在规律。科学家们正致力于解析这台“细胞命运机器”，以实现精准调控细胞命运。干细胞作为细胞起源的关键，其研究在医疗领域展现出巨大潜力。诱导多能干细胞（iPSC）技术的发现，为治疗疾病、器官再生等打开了新篇章。然而，从实验室到临床应用，仍面临诸多挑战。在“好望角科学沙龙”精准医疗专场活动中，专家分享了干细胞研究的最新进展，探讨了细胞疗法的前景与挑战，以及如何利用新技术推动其规模化与产业化。

·细胞的整个生命历程比作一台精密的“细胞命运机器”的运转。无论是细胞的正常发育、衰老，还是通过技术实现的“逆转”，都遵循着这台机器的内在规律。未来的核心任务之一，便是彻底解析这台机器，从而能够真正随心所欲地精准调控细胞的命运。

我们的身体由约200万亿个细胞构成，它们形态功能各异，如神经细(xì)胞(bāo)、皮(pí)肤(fū)细(xì)胞(bāo)等(děng)，但(dàn)都起源于同一种具有“分身”能力的原始细胞，这就是干细胞。在很长一段时间里，科学界普遍认为，细胞的分化过程就像一条单行道，一旦“成年”便无法回头。日本学者山中伸弥发现，只需将四个特定的“转录因子”导入已成熟的体细胞中，就能奇迹般地使其“返老还童”，逆转回类似胚胎早期的状(zhuàng)态(tài)。

转(zhuǎn)录(lù)因(yīn)子(zi)如(rú)同(tóng)细(xì)胞(bāo)内(nèi)的(de)“基(jī)因(yīn)开(kāi)关”，它(tā)们(men)能(néng)调(diào)控(kòng)特(tè)定基因的开启或关闭。山中伸弥找到的这四个“开关”组合能够解锁细胞的“命运程序”，使其重新获得分化成各种细胞的“多能性”，这种细胞因此被称为诱导多能干细胞（iPSC）。

这项革命性的技术不仅加深了人们对细胞命运的理解，更为治疗打开了广阔的想象空间：科学家可以为任何一位患者“定制”出专属的干细胞，将人体废弃物转化为具有无限潜能的(de)干(gàn)细胞、在动物体内培育出可供移植的人类器官、让衰老的细胞重返年轻状态……这些曾经只存在于科幻小说中的场景可能在不久的未来成为现实。然而要达到这个效果还面临大量的科学挑战，比如如何提升干细胞培养的效率。

7月4日，一场在上海举行的“好望角科学沙龙”精准医疗专场活动上，欧洲科学院院士、西湖大学讲席教授裴端卿分享了在干细胞研究、细胞治疗等领域的研究成果和产业经验。

西湖大学讲席教授裴端卿进行主题分享。图片由主办方提供

裴端卿介绍说，其(qí)所(suǒ)在(zài)的(de)团(tuán)队(duì)曾(céng)经(jīng)发(fā)现(xiàn)，在(zài)诱(yòu)导(dǎo)细(xì)胞(bāo)重(zhòng)编(biān)程(chéng)过(guò)程(chéng)中(zhōng)加(jiā)入(rù)常(cháng)见(jiàn)的(de)维(wéi)生(shēng)素(sù)C，可(kě)以(yǐ)将(jiāng)诱(yòu)导(dǎo)效(xiào)率(lǜ)提(tí)升(shēng)近(jìn)十(shí)万(wàn)倍(bèi)。最(zuì)近(jìn)，他(tā)们(men)成(chéng)功(gōng)在(zài)尿(niào)液(yè)中(zhōng)的(de)上(shàng)皮(pí)细(xì)胞里面可以重新找回受精后四到五天的多能性状态的细胞，为干细胞培养提供了一条新的路径。

“这些细胞的应用前景非常广阔，我们可以把它变成多能干细胞，也可以变成神经干细胞，神经干细胞特别在神经退行性疾病的治疗，像帕金森、老年痴呆当中有非常好的应用前景，实验室在做相当多的努力。”裴端卿说。他也坦言，目前我们对细胞命运的理解还不够深刻，导致很多应用上的问题还难以解决。比如与正常细胞相比，人工诱导多能干细胞(bāo)分(fēn)化(huà)出(chū)来(lái)的(de)细(xì)胞(bāo)在(zài)功(gōng)能(néng)上(shàng)往(wǎng)往(wǎng)要(yào)弱(ruò)很(hěn)多(duō)。

裴(péi)端(duān)卿(qīng)将(jiāng)细(xì)胞(bāo)的整个生命历程比作一台精密的“细胞命运机器”的运转。他认为，无论是细胞的正常发育、衰老，还是通过技术实现的“逆转”，都遵循着这台机器的内在规律。未来的核心任务之一，便是彻底解析这台机器，从而能够真正随心(xīn)所(suǒ)欲(yù)地(de)精(jīng)准(zhǔn)调(diào)控(kòng)细(xì)胞(bāo)的(de)命(mìng)运(yùn)。

在(zài)干(gàn)细(xì)胞(bāo)领(lǐng)域，另(lìng)一(yī)个(gè)重(zhòng)要(yào)的(de)应(yīng)用(yòng)方(fāng)向(xiàng)是(shì)在(zài)体(tǐ)外(wài)构(gòu)建(jiàn)“微(wēi)器(qì)官(guān)”，用(yòng)于(yú)新(xīn)药(yào)的(de)筛(shāi)选(xuǎn)和(hé)研(yán)发(fā)。科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)利(lì)用(yòng)iPS细(xì)胞(bāo)在(zài)培(péi)养(yǎng)皿(mǐn)中(zhōng)培(péi)育(yù)出(chū)能(néng)够(gòu)模(mó)拟(nǐ)真(zhēn)实(shí)人(rén)体(tǐ)器官结构与功能的微缩模型，把它们作为新药的“试用者”，从而更精准地评估药效与毒性，这一方法已开始获得监管机构的认可。

比药物筛选更远大的目标是直接“再造”器官以替换病变或衰竭的组织。裴端卿介绍，近期科学界在异种器官移植领域接连作出突破。科学家通过基因编辑技术，让猪等动物的胚胎无法发育出自身的肾脏，再将人类的iPS细胞注入这个“空位”，让猪的身体成为培育人类肾脏的“载体”。在一项研究中，在猪胚胎发育至28天时，其初生(shēng)的(de)肾(shèn)脏(zàng)结(jié)构(gòu)中(zhōng)已(yǐ)有(yǒu)高(gāo)达(dá)70%的(de)细(xì)胞(bāo)来(lái)源(yuán)于(yú)人(rén)类(lèi)。这(zhè)一(yī)成(chéng)果(guǒ)标(biāo)志(zhì)着(zhe)在(zài)动(dòng)物(wù)体(tǐ)内(nèi)培(péi)育(yù)出(chū)功(gōng)能(néng)性(xìng)人(rén)类(lèi)器(qì)官(guān)的(de)梦(mèng)想(xiǎng)，已(yǐ)迈(mài)出关键一步。

不过，将这些前沿疗法从实验室推向普通患者，仍面临着成本、效率与风险等一系列挑战。如何让前沿的细胞疗法变得更可及、更有效，成为与会者们共同关心的话题。在一些动物实验中，干细胞移植造成了肿瘤等不良后果，有观众在现场提出对这一疗法的担忧。一些与会嘉宾指出，虽然现在在人类身上尚未发现这类副作用，但严格的临床试验和药物审批机制是这些药物能够成功应用的关键。多名企业家讨论了人工智能（AI）驱动的自动化细胞制备设备、生物药物合成和递送路径优化等议题，探讨如何推动前沿疗法走向规模化与产业化。

“好望角科学沙龙”由中科创星、东壁科技数据和上海市研发公共服务平台管理中心共同发起举办。