那些图片展现了产生差别类型细胞的多能干细胞，来自诺贝奖得主山中伸弥在2007年展现的文献，那是人类之一次胜利地从成体细胞中诱导出多能干细胞。 (图：山中伸弥/京都大学)
在21世纪初，人们对干细胞研究充满期看，认为干细胞将为一系列疾病带来别致新疗法，事实上又发作了什么呢？来自奥斯陆大学挪威国度干细胞研究中心的传授们又是怎么看？
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干细胞现实上是一个十分难以想象的概念：
一种单一类型的细胞，可以以多种差别的体例发育成一系列差别品种的细胞。
在那种才能的搀扶帮助下，一个受精卵细胞能够造造人体所需的所有细胞类型：肝细胞、心脏细胞、血细胞、神经细胞和其他一系列细胞。
除了万能干细胞（它能够成为任何工具），我们的组织和器官还包罗更多的专门干细胞。例如，骨髓含有能够酿成所有差别类型血液细胞的干细胞。
那就是身体替代灭亡细胞的体例。
其实我们对干细胞的理解并非全新的。
从20世纪60年代以来，科学家们就晓得干细胞的存在，但曲到世纪之交，干细胞革新人类医学的开展才实正起头。
干细胞能再生替代一切受损组织器官
1998年，一组研究人员设法从人类胚胎平分别出干细胞，并在尝试室中培育提拔它们，那开启了干细胞无限的可能性。
理论上，操纵干细胞培育提拔新的细胞和组织，以至是整个器官，完满是可能的。
那个设法是基于组织替代受损的细胞和器官，从而治愈帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、1型糖尿病、心脏病和中风等疾病。
同样的办法也可能修复因为交通变乱后的脊髓损伤，那些瘫痪的人就能够再次行走。
很高的期看落空
干细胞很快成为热门话题。
媒体充满了期看和炒做。
连医生和研究人员自己也抱有很大的期看，出格是遭到一些神异打破的鞭策。
更大的颤动来自日本研究员山中伸弥的工做。
他的团队胜利地将小鼠的通俗皮肤细胞从头编程为胚胎干细胞，并使它们成为之一个能够成为体内任何其他细胞的多能干细胞。
一年后，他们对人类皮肤细胞做了同样的研究。
“那些都是令人难以置信的打破！”
在那之前，人们不断认为发育只能单向停止——从胚胎干细胞到越来越多的专门干细胞，那些干细胞越分化，就只能造造越来越少的细胞类型。
但是山中伸弥和他的同事逆转了那个过程。
仅仅六年后，山中伸弥就因为那项工做获得了诺贝尔奖。
如图所示，干细胞是一种全能细胞，能够发育成体内所有其他类型的细胞，如神经细胞、血细胞、肝细胞和心脏细胞。
认为新的治疗办法会很快呈现
奥斯陆大学挪威国度干细胞研究中心传授格洛弗传授说：“15年前，我在一次摘访中说，10年内我们可能会有某种形式的干细胞治疗脊髓损伤的办法。”
不但是他一小我抱有很高的期看。
20世纪90年代末，他的同事告诉他可能很快就会在病人身上利用干细胞，并为此获准成立一个能够培育提拔那些细胞的尝试室。
“我们估量干细胞治疗将很快进进临床，”但事实并不是如斯。
20年后的今天，仍然没有干细胞治疗脊髓损伤的办法。
Geron公司在2000年代末倡议的革命性研究也遭遇了突然停行。
被认为能够治愈帕金森症、眼疾或糖尿病的项目也没有到达所有人期看的成果。患有心脏、肝脏或肾脏疾病的人仍然不克不及指看从本身的干细胞中获得新的器官移植。
那此中发作了什么事？
复杂的生物学
“事实证明，将此转化为对患者的治疗比我们想象的要困罕见多！”奥斯陆大学挪威干细胞研究中心布林希曼传授说。
正如近几十年来其他范畴的科学家所履历的那样，干细胞研究人员发现干细胞生物学比预期的更复杂。
挑战之一是干细胞在许多阶段发育，从多能干细胞到完全特化的细胞，如肝细胞或产生胰岛素的细胞。
“为了让干细胞发扬更佳感化，它们必需发育到最初阶段。但要走到最初一步其实不随便，”布林希曼传授说。
产生胰岛素的β细胞就是一个很好的例子。在1型糖尿病患者中，那些重要的细胞被毁坏了，也许受损的细胞能够被从干细胞中生长出来的新的β细胞代替？
“研究人员设法在细胞酿成β细胞之前抵达倒数第二个阶段，但勤奋让它们抵达最初一个阶段，那对它们产生适量的胰岛素是需要的，”布林希曼传授说。
理论中的问题
肝细胞研究中也呈现了同样的问题，研究人员已经胜利创造了类似于胎儿肝细胞的细胞，但那些细胞无法完成所有需要的使命。
布林希曼和他的同事们努力于开发的软骨细胞也没有天然软骨那样好。
即便科学家胜利创造了新细胞，治疗之路也可能是漫长而困难的。
因为下一个难题是你若何让新细胞抵达准确的位置？
例如，研究人员认为新的神经细胞能够用于治疗ALS肌萎缩侧索硬化症（渐冻症）。
但是你若何把新细胞输送到整个脊髓呢？目前，还没有办法做到那一点。
此外，研究人员还必需勤奋处理另一个问题：怎么能包管临床的干细胞治疗不会招致癌症吗？
寡所周知，未发育完全的干细胞会招致癌性肿瘤。在干细胞用于新型治疗之前，必需停止大规模研究以肃清严峻的副感化。那其实不老是那么随便。
炒做，但仍然有期看
奥斯陆大学挪威干细胞研究中心的几位传授都认为，21世纪初围绕干细胞的风暴和妄想类似于炒做。
虽然如斯，干细胞研究仍然很重要。
他们相信，那项手艺仍有相当大的期看在将来供给治疗疾病的新办法。
固然研究严重迟缓但十分不变，部门成果起头闪现。
“如今，颠末那么多年，我们末于看到了获得好成果的可能性，例如新骨组织，”布林希曼传授说。
“挪威卑尔根有一个世界领先的研究小组。它已经开发出一种用干细胞和生物素材构建颌骨的办法，如许颌骨就变得足够安稳，能够承担牙齿的植进，”他说。
“那是那品种型的干细胞获得的之一个胜利，那种干细胞20年来不断被认为是有前途的。”他说。
也有良多国际研究获得新的崭新停顿。
虽然研究人员还不克不及创造出完全的器官，但他们在创造类器官方面已经获得了很猛进展，那些是来自培育提拔细胞的小器官。
例如，一个荷兰小组在开发肠道器官方面获得了很猛进展，那种器官也答应以移植到患有克罗恩病或其他肠道疾病的患者体内。
干细胞不是处理一切问题的办法
与此同时，研究人员的青云之志可能变得愈加现实。
格洛弗传授其实不认为干细胞必然能处理20年前我们认为干细胞能够处理的所有问题。
也许那种修复未来自其他范畴的研究。
“在过往的十年里，我们已经看到了机器人手艺和电子手艺在再生医学范畴的平行开展。格洛弗传授说：“也许我们不克不及用干细胞治愈脊髓损伤后的瘫痪，但能够用机器人和电子手艺实现。”
他说，在许多方面，电子和机器人的物理学比极其复杂的生物学系统更随便理解和掌握。
虽然如斯，他相信干细胞在将来的医学治疗中能够发扬重要感化。
“我认为能够移植的组织会被开发出来。那关于特定疾病的药物测试也是有期看的，”他说。
干细胞研究促进对人体机造的领会
布林希曼传授说，干细胞手艺使得为个别患者找到更佳治疗成为可能，而没必要在患者身上测试药物和犯错误。
以一个患有招致心律紊乱的遗传疾病的报酬例。
“我们能够从病人身上提取皮肤细胞，从中造造多能干细胞，并在尝试室中培育提拔它们，然后我们能够用那些干细胞造造心脏细胞，”他说。
“然后，我们能够看到心脏细胞有节律障碍，并测试差别的药物，曲到我们找到对那种特定障碍最有效的药物。”布林希曼传授说。
此外，研究人员能够利用那些干细胞来领会招致心律变态的机造以及它们的发育过程。
那种对人体根本机造的理解是过往20年干细胞研究的更大收益之一。
今天，我们对掌握干细胞的过程领会得更多，例如是什么招致某个干细胞酿成骨细胞，而不是脂肪细胞或软骨细胞。
“我们也愈加领会胎儿发育的早期阶段，”格洛弗传授说。
“那很重要，因为我们认为许多疾病在那时已经起头了，他说：“发育障碍可能会招致一小我在以后的生活中患病。
还有类器官，如研究人员胜利培育提拔的迷你大脑，最末将让我们愈加深进地领会我们的身体是若何工做的。
关于那些机造的更多常识最末能够供给预防或治疗疾病的新办法。
“我能够说，在将来20年内，我们将会有数个干细胞创造的组织和器官利用于临床。格洛弗传授说：“50年后，可能会有良多例子。
当然不会是一整个心脏，他认为我们为此将不能不等很长时间。
附挪威国度干细胞研究中心介绍
根据挪威卫生部的指示，挪威国度干细胞研究中心于2009年在奥斯陆大学病院-国立病院(Rikshospitalet)成立，该中心最后的目标是加快挪威现有干细胞研究的程序，成立人类多能干细胞研究的平台，并成立翻译桥梁，促进干细胞在临床上用于治疗患者。
挪威国度干细胞研究中心专注于神经、内排泄和眼部疾病的iPS细胞体外模子。该中心由10个研究小组构成，在hiPS细胞分化为神经、眼和内排泄细胞类型方面具有强大的专业常识，并拥有操纵那些细胞在体外模仿人类疾病的手艺平台。办法包罗定向细胞分化、2D和3D培育提拔系统、类器官生成、微流体、多样化基因表达阐发、基于CRISPR的基因编纂、电心理学、高通量功用成像。
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魔法小公主