能救人能抗衰：神奇幹細胞“未來可期”
在我們日常的生活當中，有很多關於幹細胞的現象，還有很多關於幹細胞研究的奢侈期待一直在腦海裏。第一個例子，幹細胞代表了一種生命力，我們説“野火燒不盡、春風吹又生”，指的是植物的根莖埋在地底下，它裏面有一些類似於幹細胞的細胞。把地面上的東西弄掉之後，根莖又重新再長出來完全一樣的東西。
第二個是“種瓜得瓜種豆得豆”。比如説我們做一些嫁接，把植物的枝條接在另外一個植物上，它就長出來枝條相應的東西。它只是藉助於（植物的）根吸取營養，但是後面長出來的東西，所有的性狀跟放進去的枝條上面的細胞是一模一樣的，這也是一種類似於幹細胞的特徵。比如干細胞可能跟衰老有一定的關係，是不是可以通過一些相應的手段，來延緩我們的衰老？
第三個例子，種族的繁衍。雞是怎麼出來的？雞生蛋、蛋生雞，這個話題一直不知道答案。有時我們可能會有一些想法：比如説一隻公雞能不能下蛋，公雞能不能有它的孩子，還是一定要公雞和母雞在一起，才能生出孩子來。再比如已經滅絕的物種，是否能讓它們重新回來。或者一些動物死後，是不是可以使其死而復生，再有一個長的和它一模一樣動物。這都是一些非常高、非常奢侈的需求，但是這種需求的的確確地存在着，就擺在我們面前。
在日常生活當中，可以觀察到很多現象，蝸蟲切成幾段，每一段都可以重新再長出來一個一模一樣的。一條蚯蚓、一條螞蟥，把它用刀切割成不同段數以後，每一段都可以長出完整的生物。這説明，在動物的體內，有一些非常獨特的性狀。把它的一部分去掉，還可以重新生長出來，這代表此類動物有非常強的再生能力。
這些都是在日常生活當中觀察到的東西，以及由此引發的一些思考。作為科學家，需要通過不斷地研究對科學進行相應的應用，這是我們努力的方向。
幹細胞發展史：什麼樣的細胞才是幹細胞？
有了這樣的認識以後，科學家們就慢慢地形成了幹細胞的概念。怎麼辨別幹細胞呢？幹細胞有兩個最簡單的特徵，一個特徵是多，幹細胞能夠變得越來越多，而且種類不變。第二個特徵是變，幹細胞能夠變成其他的各種各樣的細胞類型。符合這兩種特徵，就能稱之為幹細胞。擁有這樣特徵的現象在胚胎髮育過程中一直在發生，因為哺乳動物就是從一個細胞變成一個個體，這個過程中的細胞很明顯就是幹細胞。那麼我們對幹細胞缺少的認知是什麼？是不是能夠給幹細胞一個環境，或者一個條件，把幹細胞不變的、穩定維持的性狀保留下來？
科學家經過研究，發現在早期胚胎髮育的過程當中，這部分細胞確實可以通過一定條件的優化，在體外維持細胞類型不變的情況下，讓細胞越來越多，得到的幹細胞也就越來越多。
科學家最早從腫瘤裏面認識到幹細胞。這個如何證明呢？就是從腫瘤裏面把一種細胞拿出來之後，再接種到另外一個沒有腫瘤的動物體內去，這個沒有腫瘤的動物就會長出來一個腫瘤。在這個時候就建立起了腫瘤幹細胞的概念。但人類對幹細胞的認識是一個逐步發展的過程，從19世紀50年代一直到現在，歷經百餘年的時間，才慢慢積累下來我們對於幹細胞的理解和概念。
如何建立人類自身幹細胞？
人的胚胎幹細胞建成之後，也就引出了研究的另外一個需求，那就是如何建立我們自身的幹細胞，類似於胚胎幹細胞的細胞？最經典的實驗，是模擬克隆羊——多利羊的實驗技術，稱之為體細胞核移植。所有的遺傳信息都位於DNA上面。取一個卵子來，把這個卵子核裏面的DNA取走，再把另外一個人的DNA放進來。放進來之後，就有了一個人的本質。DNA上面有各種各樣的序列，有了卵子裏面的環境，類似於一個土壤。所以一個種子和土壤結合之後，它長出來一個個體。這個個體所有的遺傳信息，99.99%跟我們要求的一模一樣。這時我們能由此獲得想要的自身的幹細胞，尤其是類似於胚胎幹細胞的細胞。這是第一種方法，2013年的時候由美國的科學家所建立。
比如頭髮毛囊裏面，有一種毛囊的幹細胞，移植以後，它只能長出毛囊出來；在肺裏面也有幹細胞，但是隻能長出與肺相關的細胞類型；在大腦裏有神經幹細胞，它只能變成神經系統的細胞類型；骨髓裏面有血液的造血幹細胞。這其中最主要的、最為人熟知的應用，就是造血幹細胞的移植治療白血病。成體幹細胞類就像是一位已經選了一個大學，選了一個專業的學生，經過培養、生長以後，只能變成一種或者幾種細胞類型。
前文已經向大家介紹，人類對幹細胞認識的起源是來自於腫瘤，來自於畸胎瘤的發現。那麼幹細胞有哪些應用的可能性？哪些已經在進行相應的應用？
所有關於幹細胞的概念和研究，對於腫瘤研究領域來講都有很大的應用前景。腫瘤是非常雜合的羣體，裏面有各種各樣的細胞。但是擒賊先擒王，腫瘤裏面的王就是腫瘤幹細胞，只要把腫瘤裏的腫瘤幹細胞清除掉，腫瘤就會變得更好治療，它就不太容易擴散、轉移，生長也會受限。如果我們把腫瘤裏面的腫瘤幹細胞拿出來，放到另一個體體內之後，它就能重新長出一個完整的腫瘤來。這就是腫瘤幹細胞目前大概的研究現狀，主要是怎麼認識它，它有什麼樣的特徵。而怎麼攻擊腫瘤幹細胞，這是目前研究的重點。
第二個幹細胞的應用，要回歸到細胞的本質。人類機體裏的細胞千差萬別，肌肉、腦子裏的神經的細胞、血液的細胞、皮膚上的細胞、各種各樣的內臟細胞，它們都不一樣，執行的功能也不一樣。我們以前認為不同細胞之間的差別非常大。但通過近幾年的幹細胞研究發展，科學家們已經意識到：細胞與細胞之間的差別沒有想象中那麼大。打一個最簡單的比方，在同一個會場內參會的人羣，都是不一樣，有的人很年輕，有的是則爸爸、媽媽、爺爺、奶奶，每個人還都從事着不同的職業。從人類自己的角度來看，每個人都是不一樣的，有很大的差別。但是如果讓一個外星人站在我們面前做判斷，他會覺得我們每個人長的都差不多。人和人之間差別並沒有那麼大，大家主要的生理功能基本上都存在，唯一可能影響人整個行為的是人在思想當中形成的一些習慣，一些文化，做事情的態度，對世界的認識，性格特徵，都是這些比較簡單的東西。但正是這些簡單的東西，決定了人與人之間的差別。對於細胞和細胞也是同樣的道理和路徑，如果我們能夠找到一種細胞類型特徵的特有本質，把這種特有的本質放到另外一個細胞裏，就能使後來的這個細胞變成前面這種類型的細胞。
第三個應用方面，就是進行疾病模擬。科學家們所有的研究都是基於實驗研究的證據，為了找證據，就需要進行各種各樣的實驗。科學家在不同的研究中可以根據具體情況，通過線蟲、很小的蒼蠅——也就是果蠅，通過蛙、魚、小鼠、大鼠以及現在做的最好的動物模型——靈長類獼猴進行各種各樣的研究。在DMD疾病的例子裏，科學家為了證明它的有效性，是通過讓自己找來的一隻狗患病，然後把病毒打進這隻狗的體內治療這種疾病。
但是這種研究對於人類來講會有很大的差別。因為人有各種各樣的心理狀態，我們要評價各種各樣的指標。但對於一個動物來講，由於人類無法與它們言語相通，所以只能通過動物們在實驗中行為上的表現，來判斷它的心理，這個過程會顯得尤為困難。比如説，如果我們把一隻小鼠放到水裏去，讓它看不見外面的天空，然後放一個台子到水裏面。它找這個台子找的非常快，就能説明這個小鼠很聰明。但是對於一個人來講，能夠最快速找某個大樓、找到某個座位，並不能説明這個人就是最聰明的。所以在整體的科學研究系統裏，有的時候需要幹細胞的幫助，比如説一個病人，帶有一定的基因突變。研究人員可以把病人的細胞取出來，然後變成幹細胞，再變成生病的細胞類型，然後將對應的藥物加在細胞裏面，看它能不能使細胞變得更好。可以説，疾病模擬的研究幫助我們把整個研究體系從動物源性往人源性進行了過渡。
放回去的細胞在那樣的環境裏面會變成其他各種各樣的細胞類型，少數情況下這個細胞還可以回到它的生殖細胞裏面去，比如卵子、精子，這個時候這兩種細胞就可以把轉基因傳給它的後代。因此這是一個構建轉基因動物的非常重要的工具。近幾年，基於基因編輯的全新工具，使這個過程變得更簡單了，只需要在受精卵裏面進行操作，不需要靠胚胎幹細胞。但是在有些條件之下依舊要通過上述方法，繼續獲得轉基因的動物，進行科學的研究。
幹細胞應用還有另外一個方面，也是很多人相對來説最感興趣的，就是關於細胞組織再生方面的應用。在這個領域裏，現有研究目前已經非常多了，尤其是有關實驗室方面的研究。到現在為止，科學家幾乎能夠將幹細胞變成我們所認識到的所有的細胞類型。幹細胞可以變成腦子裏的各種各樣的細胞，可以變成肌肉細胞、造血細胞，變成一塊骨頭、一塊軟骨、一個肝臟。這有無限的想象空間，關鍵的問題在於利用幹細胞轉變成了人們想要的細胞類型去治療疾病，這中間的科學邏輯一定要非常完整。
換言之，就是這種疾病一定要跟細胞有關係。還有就是它是否需要一定組織結構的支撐，是否需要通過其他東西的輔助才能共同把這個器官或者組織或者細胞進行修復。舉一個最簡單的例子，比如説脊髓肌肉萎縮症，它與我們脊髓裏控制運動的神經元有關，科學家目前可以把幹細胞變成運動神經元，運動神經元可以主動結合到肌肉表面上，調控神經元的時候，肌肉就可以收縮了。
幹細胞應用的第六方面是關於物種的進化與發育方面的。關於人類早期的發育過程，在這個領域裏涉及的非常少，研究的大都是研究動物，再把在動物身上得到的結論推演到我們人類。目前來説可以基於幹細胞的相關理論，通過它在體外逐步變成人們所想要的細胞類型，幫助人們理解人在母親肚子裏發育的過程當中，細胞如何逐步發生轉變的。
通過對幹細胞的研究，帶給我們一定的思考。
首先第一個方面就是中西的思維差別，中西的思維是截然不同的。中的思維，是從一個更宏觀、更整體的角度，有時候不需要追根究底為什麼，或者根本不知道為什麼，或者是什麼，但是我知道它有效。西的思維則是一定要知道是什麼、為什麼、能幹什麼，然後再做應用。這兩種思維方式，有時候需要根據實際情況進行一定的結合。比如前面講到的核移植，預先並不知道卵子裏面是什麼，它就相當於一個雞蛋，裏面各種各樣的成分都有。研究人員把東西放進去有效就行，因為我們知道是這麼一個非常複雜的土壤，孕育了這樣一個生命，但是我們不知道它具體是什麼樣的一個過程和機制。西的思維是，一定要找到具體的東西。這兩個各有優缺點，“中”的思維有時候更全面，效果可能變得更好、更直接。“西”的思維有機理，讓我們明白整個道理，效率可能變得更強，但是有時候考慮的問題可能就會很片面，會比較侷限。這是帶給我們的第一個思考，具體到我們國家的生物醫學研究來説，有時候需要我們想的更長遠一點，步子邁的更快一點，要大膽設立一些規範的、在整個調控下面的、整個監管下的大量臨牀研究，幫助我們總結規律，儘快把研究成果惠及到病人。
第二個思考，那就是幹細胞研究也是一個大科學工程，類似於我們的兩彈一星，高鐵，大飛機計劃，是需要很多人一起，在一定的頂層設計下面才能完成的，是一個宏觀的問題導向。在這個宏觀問題的導向下面，要充分激活每一個科學家研究的活力，才可能把幹細胞研究的事業逐步做起來，逐步應用到臨牀上面去，進而開發出我們國家有自己知識產權的幹細胞產品。
幹細胞帶給我們思考的第三個方面是需要更強的協同與創新。舉個簡單例子，相當於籠子和鳥的關係，有時候如果沒有籠子，鳥到處飛，不能夠產生一定的效果。但是如果只有籠子，鳥會沒有活力。如果沒有籠子的限制，可能就沒有一定的頂層設計。所以在我們做研究的過程當中，一般有兩種研究。一種就是自上而下的研究，就是這個問題很清楚明確，要把這個事情做成，往往由技術的發展而推動。
第二種研究是自下而上的研究，換言之，我不知道我的研究有什麼用，這只是我的一種興趣和愛好，通過自下而上的研究激發科研的熱情，發揮了無限想象的空間，在無限的空間裏面，可能就有其中一種會非常有用，取得新的科研進展。所以更多地在研究方面、科學方面，需要這兩部分的緊密結合。
帶給我們思考的第四個方面，是關於幹細胞研究中很多的文化與倫理問題。很多時候科學家只是從興趣、愛好、整個社會的需求、公眾的需求出發，進行科學研究。但在這裏面需要進行一些文化的建設，就需要對倫理方面進行一定的思考。比如説前面講到幹細胞與衰老的事情，人是不是真的活的時間越長越好，整個社會的老齡化怎麼辦。幹細胞在建立的過程當中，有時候需要把胚胎進行破壞，把胚胎裏面的細胞拿出來。從生物學的角度來講，當一個精子和卵子結合以後，這個生命就誕生了。在建立胚胎幹細胞的過程當中，可能就會殺死胚胎。所以這裏面有很多諸如此類的倫理問題需要更深地思考與討論。
第二點，幹細胞是頂天立地的，頂天立地指的是它有一些科學內涵，同時也有很多方面應用的前景。在這兩方面，我們都需要兼顧，需要通過自下而上的研究和自上而下的研究互相結合。
第三點，協同的創新，我們需要一種機制、體制，把很多人凝聚在一起，不只是科學問題。這需要一些政策的制定，需要第三方的監管，需要社會市場產業的介入。只有把這些所有東西捏合起來，包括文化、法律、倫理互相捏合在一起，才能共同支撐這樣的事業和這樣的產業。
最後一點是文化的護航，科學家做科學研究的時候，一定不是利益驅動的，而是事業驅動的。通過很多的文化方面的建設，文化方面的思考，有了文化的底藴以後，此類研究才更容易走在正確的軌道上。