大家都知道，幹細胞具有對細胞更新換代、損傷修復的能力，但每一個硬幣都有兩面性，幹細胞有時候也非常危險。當神經幹細胞發生特殊基因突變的時候，它們就會變成“小惡魔”，在大腦裡製造出一個腫瘤。從萬能幹細胞到萬惡腫瘤，究竟是如何演變的呢？

出品："SELF格致論道講壇"公眾號（ID：SELFtalks）

以下內容為中國科學院遺傳與發育生物學研究所吳青峰演講實錄：

先說兩件對我觸動特別大的事情。第一件事，一個朋友想要創業做醫療美容，請我去一家幹細胞公司參觀，這家公司是從人體脂肪裡面提取出脂肪幹細胞進行醫療美容。他說他們的實驗室規格跟我們的差不多，我對此表示懷疑，所以去參觀了這家公司的實驗室。

第二件事，我同事朋友的孩子得了一型糖尿病，孩子的胰島素分泌能力非常差，需要安裝一個胰島素泵。有一家公司聯繫了孩子的父母，希望用幹細胞來治療這種糖尿病。對此我也持懷疑的態度。正是這兩次經歷，促使我今天來到這裡，給大家介紹一下幹細胞。

“打不死的小強”

自然界當中有一群非常強悍的生物，有著非常強的器官再生能力。蠑螈的大腦被摧毀後，可以再生出一個大腦；窩蟲被劈成兩半，可以像蚯蚓一樣長出兩條窩蟲；蜥蜴被切掉尾巴，可以像壁虎那樣再長出一條尾巴；斑馬魚的心臟被去掉以後，可以再生出一個心臟。

器官再生，往往來源於生物體內無處不在的體幹細胞。但不幸的是，許多生物在進化過程中，慢慢喪失了器官再生的能力。

人體內的體幹細胞

人體裡是否存在體幹細胞呢？答案是肯定的。體幹細胞會分佈在我們的皮膚、肺臟、腎臟、造血系統、肝臟以及腸道里面。

有一位哈佛的科學家“堅持不懈”地進行了長達17年的造假，說心臟裡面也存在一群心肌幹細胞。心肌幹細胞究竟有沒有，還是一個非常有爭議的話題。

非常遺憾的是，我們身體裡的體幹細胞已經喪失了器官再生能力。金庸小說裡面的楊過被郭芙砍掉了手臂，不能再生出一個手臂；《封神榜》裡的比干被挖掉了心臟，同樣不會再生出一個心臟。

這些幹細胞在我們身體裡面究竟有什麼用呢？我們身體裡面的很多細胞需要新陳代謝，腸道細胞每3～5天就需要更新換代一次，皮膚細胞每8～40天需要更新換代一次，紅細胞每120天也需要更新換代一次。身體裡的體幹細胞就會源源不斷地產生新的細胞來補充消亡的細胞以維持身體組織、器官的功能。

現在最有效的幹細胞治療的一種方式是用骨髓幹細胞來治療白血病，現在已經證實是高度有效的，並且有一套非常成熟的治療方案。

醫療界現在也存在一些亂象。比如，對腦中風患者給予神經幹細胞治療，對糖尿病患者給予胰島幹細胞治療，對帕金森病或阿爾茨海默病的患者也給予幹細胞治療。這些幹細胞治療的方式我們都在研究，也進行了一系列的臨床試驗，但療效有待進一步考察。我們還是持非常謹慎的態度。

目前骨髓幹細胞移植的手術方案非常成熟，我們可以把骨髓提取出來，純化裡面的骨髓幹細胞再移植到患者身上。骨髓移植最早出現在20世紀初，醫生可以把骨髓取出來，但是隻能直接給患者口服。可想而知，這種做法是沒有療效的。

第二次世界大戰後，骨髓移植取得了突飛猛進的進步。1956年，紐約的托馬斯醫生對一個白血病患者進行了骨髓移植，提供骨髓的供體是患者的雙胞胎兄弟，血型、免疫型與受體高度一致，所以這次手術取得了非常好的療效。

1958年，蘇聯的烏拉爾地區發生核洩露事故後，有6名工程師的身體受到了高度輻射，他們被緊急送到法國接受骨髓移植。在這次手術中，只有一個人活下來，其他幾名患者都發生了非常嚴重的免疫排斥反應。這次手術開啟了人類對免疫排斥反應的研究，這種疾病稱之為移植物抗宿主病，這在器官移植裡面也是非常嚴重的疾病。

小鼠實驗

科學家很快就對骨髓裡面的細胞成分進行了研究。他們對小鼠進行電離輻射，相當於把小鼠放在受原子彈轟炸過的殘體裡面。這些小鼠的造血系統都受到了非常嚴重的破壞，科學家再對這些小鼠進行骨髓移植，他們發現

骨髓細胞可以在這些小鼠的身體“安居樂業”、“生根發芽”，再造出一個造血系統來。

後來，科學家發現在這些小鼠的脾臟裡面可以長出很多克隆或集落，每一個克隆或集落都來自於一個骨髓幹細胞，從圖中可以看到脾臟裡有一些脾結節。

做這項實驗的是加拿大科學家麥卡洛克和蒂爾，他們在骨髓裡面鑑定出了骨髓幹細胞，發現它們可以自我更新，並且可以分化成不同的細胞類型。例如，白細胞參與免疫反應，紅細胞參與氧氣輸送，血小板參與凝血。

憑藉這項研究，他們成為幹細胞研究領域的先驅，獲得了2005年的拉斯克獎——諾貝爾獎的風向標。因為其中有一位科學家去世了，所以他們沒有獲得諾貝爾獎。

大腦裡的神經幹細胞

我是研究大腦的，非常關注大腦裡面是否存在一群神經幹細胞，答案是肯定的。

在這張圖裡，神經幹細胞分佈在大腦裡不同的位置，主要包括側腦室和海馬。最近，有科學家發現第三腦室也存在一群神經幹細胞。如果把大腦比作成一個椰子的話，你把椰子剝開，裡面的椰汁就是腦積液，包裹腦積液的一群細胞就是神經幹細胞。

神經幹細胞究竟是怎麼來的呢？當我們還是胚胎，有一群非常年輕的神經幹細胞不停地分裂，“一生二，二生三，三生萬物”，創造了大腦。

當然在大腦形成過程中，大部分的神經幹細胞“犧牲”了自己，但是有一群非常“溫暖”的神經幹細胞想要伴隨我們一生，它們就“冬眠”起來，伴隨著我們出生、成年、老去。但是在一些阿爾茨海默病患者中，這些幹細胞的數量是明顯減少的。

這些成體神經幹細胞或者出生後的神經幹細胞，也會間歇性地活動一下，產生一些新生細胞，這些新生細胞可以促進我們的嗅覺和學習記憶能力。

有一段時間，科學家非常熱衷於提升這些神經幹細胞的功能，以提高人類智商。當大腦受到損傷的時候，這些神經幹細胞會被激活，產生神經元和膠質細胞。神經元是我們大腦中處理信息的基本單元，它們可以處理信息、傳遞信息，讓大腦高速“運轉”起來。

膠質細胞在大腦裡主要起支撐作用，龐大的數量構建了幾億個複雜美麗的“建築”，讓神經元住在裡面安靜的工作。據說，愛因斯坦大腦裡面的膠質細胞比正常人多，但是功能性的神經元數量並沒有明顯的區別。

非常遺憾的是，神經幹細胞損傷修復能力非常差，它們可以產生神經元，但更多的是產生膠質細胞，最終造成一個膠質疤痕留在大腦裡面。

如何喚醒神經幹細胞在它們冬眠以前的本事？這是科學家孜孜以求的事情。幹細胞具有對細胞更新換代、損傷修復的能力，但

每一個硬幣都有兩面性，幹細胞有時候也非常危險。

"小天使"or"小惡魔"

當神經幹細胞發生特殊基因突變的時候，它們就會變成“小惡魔”，在大腦裡製造出一個腫瘤。

下圖是一個腦瘤。左邊是一個“憨厚老實”的神經幹細胞，當基因突變的時候，它就會變成“張牙舞爪”的樣子，我們稱之為腫瘤幹細胞，腫瘤幹細胞可以瘋狂地複製自己，形成腫瘤。

腫瘤會慢慢變大，擠壓大腦裡的空間。現在對於腫瘤的治療效果是比較差的，我們通常運用手術方式對腫瘤進行切除，但是藥物化療的效果非常差。有很多藥物剛開始對腦瘤的治療效果很好，但是藥物的治療效果會慢慢變弱，這個反應稱為藥物抵抗。

為什麼會出現藥物抵抗呢？有一個假說，當神經幹細胞變成“小惡魔”——腫瘤幹細胞的時候，它們會不斷地複製變成一個大腦腫瘤，這些腫瘤幹細胞搖身一變又“冬眠”起來，變成“一副若無其事的樣子”，跟普通細胞沒有兩樣。藥物可以殺死普通的腫瘤細胞，但是對腫瘤幹細胞卻“束手無策”。

當藥物撤掉以後，腫瘤幹細胞就再一次瘋狂地複製自己，形成一個新的腫瘤，這叫腫瘤復發。現在有一些方案對腫瘤幹細胞進行殲滅，設計藥物去特異性地殺死腫瘤幹細胞，同時把腫瘤細胞殺死，這樣的治療效果就會比較好。

特別的“愛”給特別的“小惡魔”

為什麼以前很難找到腫瘤幹細胞？因為它們的群體很小，相當於要在茫茫人海中，把一群偽裝成好人的壞人抓出來。

現在出現一種單細胞測序技術，對腫瘤裡面的每一個細胞進行地毯式的搜查，並詳細地去看它們的分子特徵，這樣就可以把腫瘤幹細胞的特異性標記出來，再對腫瘤幹細胞進行特異性的殲滅，從而促成更好的靶向治療，這種治療方式遠比以前用的普通腫瘤藥物效果更好。

我們實驗室正在做這件事情，但是路還非常漫長。

難在哪裡？一方面是怎樣能夠更好地開發利用內源性的神經幹細胞；另一方面，要避免神經幹細胞發生不必要的基因突變產生腫瘤。對

於外源性的神經幹細胞治療，要避免它們產生惡性突變。

所有的體幹細胞治療都有一定的危險性，接受幹細胞治療要警惕!

我們真心希望能夠更好地開發利用內源性的神經幹細胞，也希望能夠把外源性的幹細胞更好地移植到人體內，修復身體損傷，治療更多的疾病。

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