誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞是一個值得探討的問題。雖然羅伯特-胡克(Robert Hooke)首先發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞本身的概念,但干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)通常歸功于詹姆斯-蒂爾(James Till)和恩塞特-麥考洛克(Ernset McCulloch)博士。
數(shù)百年來,研究人員已經(jīng)知道人體由數(shù)萬億個微小結(jié)構(gòu)組成。這些結(jié)構(gòu)被稱為細(xì)胞,只能在微觀水平上看到。這些細(xì)胞有數(shù)百種變異——準(zhǔn)確地說是200種——并在人體內(nèi)發(fā)揮多種功能。這些功能包括抽血、消化食物以及清除體內(nèi)毒素和廢物等。
在本文中:
- 細(xì)胞和干細(xì)胞
- 細(xì)胞研究簡史
- 細(xì)胞研究的進(jìn)一步發(fā)展
- 干細(xì)胞研究的歷史
- 今日干細(xì)胞研究
- 究竟是誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞?
- 學(xué)習(xí)分離干細(xì)胞
- 干細(xì)胞是什么時候發(fā)現(xiàn)的?
- 干細(xì)胞治療疾病的歷史
誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞?
要回答干細(xì)胞是誰發(fā)現(xiàn)的問題,需要回顧一下過去的幾百年。讓我們開始吧。
當(dāng)您將發(fā)現(xiàn)問題分為兩個問題時,發(fā)現(xiàn)問題就變得更難回答:誰發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞,誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞?這兩個問題都會影響干細(xì)胞研究的歷史,這將構(gòu)成本文的大部分內(nèi)容。討論這個話題,還需要考慮干細(xì)胞是什么時候發(fā)現(xiàn)的,對當(dāng)時的醫(yī)學(xué)有什么意義,今天又意味著什么。
無論您只是想了解更多關(guān)于再生醫(yī)學(xué)這個迷人領(lǐng)域及其起源的信息,或者如果您因?yàn)樯』蚴軅鴮€人感興趣,這個主題都是至關(guān)重要的。
細(xì)胞研究簡史
細(xì)胞研究最早出現(xiàn)在17世紀(jì)中期。那時候,醫(yī)學(xué)界開發(fā)了大量的新工具來研究細(xì)胞。然而,直到19世紀(jì),它才真正起飛。不久之后,醫(yī)學(xué)科學(xué)開始嚴(yán)重依賴細(xì)胞研究,以幫助其對抗和治療疾病,治愈傷害,并更深入地了解身體。
顯微鏡是研究干細(xì)胞的基礎(chǔ)。它是由漢斯-利珀?;驖h斯和扎卡里亞斯-楊森發(fā)明的。前者申請了專利,但如果歷史是任何指標(biāo)的話,在那個科學(xué)發(fā)明的鼎盛時期,這意義不大。在任何情況下,有人發(fā)明了復(fù)合顯微鏡。它使用連續(xù)的透鏡來放大標(biāo)本,以便人眼能夠察覺到微小的結(jié)構(gòu)。
羅伯特-胡克因 “發(fā)現(xiàn) “作為人體組成部分的細(xì)胞而受到贊揚(yáng)。1665年(其他來源說是1655年),他用顯微鏡檢查軟木。他發(fā)現(xiàn)軟木是由微小的結(jié)構(gòu)組成的,這讓他想起了 “cellula”,即寺院中僧侶居住的房間。因此,細(xì)胞這個名字出現(xiàn)了,并保留到今天。這些細(xì)胞是死的,但在1674年,安東-范-列文虎克在顯微鏡下觀察了活的海藻細(xì)胞。
人類對細(xì)胞的理解迅速增長??茖W(xué)界現(xiàn)在知道,生命中能存在的最小的組成部分是細(xì)胞。它包含細(xì)胞器,類似于人體的器官,執(zhí)行專門的功能。盡管如此,這些細(xì)胞器中的任何一個單獨(dú)存在都無法生存,因此,從技術(shù)上講,它們不是生命的形式。
細(xì)胞研究的進(jìn)一步發(fā)展
科學(xué)家們很快了解到,細(xì)胞是高度分化的,只能執(zhí)行特定的功能。例如,肌肉細(xì)胞可以伸長和收縮。它幫助人們執(zhí)行我們認(rèn)為理所當(dāng)然的動作:坐、站、跑、寫等等。另一方面,血細(xì)胞通過靜脈自由漂浮。神經(jīng)元執(zhí)行將沖動從一個地方傳遞到另一個地方的特殊任務(wù),從而將信息傳遞到全身。
在過去的幾個世紀(jì)里,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞:
- 通過分裂(稱為有絲分裂)產(chǎn)生其他細(xì)胞
- 在細(xì)胞核中包含一套完整的遺傳信息(DNA)
- 在適當(dāng)?shù)臅r候死亡,以減少舊細(xì)胞復(fù)制不良遺傳信息的機(jī)會,這可能導(dǎo)致癌癥和其他疾病
- 不能產(chǎn)生其他類型的特化細(xì)胞
到19世紀(jì),科學(xué)家們還了解到, 人最初來自卵子和精子的融合。這種合并創(chuàng)造了一個單細(xì)胞生物,最終成為一個人。這就引出了一個難題:一個細(xì)胞怎么會變成這么多不同類型的細(xì)胞,并具有它們所有的特殊功能?
干細(xì)胞研究的道路已經(jīng)出現(xiàn),許多著名的研究人員很快就追隨了它。
干細(xì)胞研究的歷史
“干細(xì)胞”一詞于1868年由恩斯特·??藸?(Ernst Haeckel)首次出現(xiàn)在科學(xué)編年史中。這位德國生物學(xué)家使用該術(shù)語來描述上述受精卵成為功能完備的成體生物體的現(xiàn)象。他還使用了這個詞——他稱之為 Stammzelle——來指代所有生物的祖先細(xì)胞。然而,這個意思在今天已經(jīng)過時了。
1886年,威廉·塞奇威克 (William Sedgwick) 將該術(shù)語應(yīng)用于植物的生長部分,這些部分僅在有機(jī)體的某些部位再生。
多位科學(xué)家(下文討論)發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于干細(xì)胞的事實(shí)。這些細(xì)節(jié)包括它們的常見位置、它們的用途,以及人體中哪些細(xì)胞可以產(chǎn)生其他細(xì)胞,哪些不能。出于顯而易見的原因,他們首先了解干細(xì)胞的地方是哺乳動物的子宮。那是因?yàn)樗且粋€干細(xì)胞變成許多完全分化細(xì)胞的地方。對這一過程的研究有助于闡明未分化細(xì)胞何時分化以及存在哪些類型的干細(xì)胞(也在下面討論)。
從1900年代初開始,科學(xué)研究論文開始為干細(xì)胞提供非常具體的證據(jù)。這些論文包括證明血細(xì)胞“源于”單一的、未分化的母細(xì)胞以及腫瘤包含與骨骼和其他組織相關(guān)的未分化細(xì)胞的證據(jù)。他們還討論了分化細(xì)胞向未分化細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。
今日干細(xì)胞研究
今天,干細(xì)胞研究是再生醫(yī)學(xué)的支柱。干細(xì)胞具有大量有前途的可能性。其中一些我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn),而另一些我們現(xiàn)在只能夢想。
例如,醫(yī)生可以使用干細(xì)胞替代白血病和霍奇金淋巴瘤等疾病中不健康的骨髓和血細(xì)胞。干細(xì)胞在重建通常有限的資源(例如在關(guān)節(jié)中分解的軟骨)方面也顯示出希望。這避免了對侵入性手術(shù)和體內(nèi)異物組織或物質(zhì)的需要。
在重大慢性疾病、嚴(yán)重創(chuàng)傷修復(fù)的再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,干細(xì)胞治療已經(jīng)成為彌補(bǔ)傳統(tǒng)治療不可或缺的有效手段。對于一些傳統(tǒng)藥物或治療手段束手無策的重大疾病,如重癥肝病、移植物抗宿主病、骨關(guān)節(jié)炎、腎移植排斥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等,干細(xì)胞治療均顯示出了明確的療效。相信隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展,干細(xì)胞必將引發(fā)醫(yī)療變革,成為繼藥物、手術(shù)后的第三種治療方式,傳統(tǒng)手段難以治療的疑難雜癥也終將會被干細(xì)胞逐步攻克和治愈。
干細(xì)胞療法的安全性受到種類來源、制備質(zhì)量和副作用等因素的影響,從整體上評估,干細(xì)胞療法是安全可行的一項(xiàng)新的臨床醫(yī)學(xué)替代療法,有望解決各種難治性疾病,具有廣闊的臨床應(yīng)用空間。雖然在應(yīng)用上還存著各種各樣的問題,如安全性和醫(yī)學(xué)倫理等方面的問題。任何事物的發(fā)展都將遇到挑戰(zhàn)和阻礙,我們?nèi)匀幌嘈鸥杉?xì)胞治療將克服困難,成為可靠的治療方式。
究竟是誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞?
那么,是誰發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞呢?
這是一個有爭議的問題。這尤其是因?yàn)樽龀隽丝梢哉f是20世紀(jì)最重要的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù)是許多國家夢寐以求的榮譽(yù)。事實(shí)上,許多科學(xué)家對干細(xì)胞的現(xiàn)代理解以及該術(shù)語在今天的廣泛使用做出了貢獻(xiàn)。
阿圖爾·帕彭海姆:1905年,Artur Pappenheim創(chuàng)作了?一幅干細(xì)胞插圖?,今天任何熟悉其模式和功能的人都能認(rèn)出它。它顯示了位于中間的原始細(xì)胞,其周圍散布著越來越多的特化細(xì)胞。該插圖不僅展示了一個主細(xì)胞,還展示了一個事實(shí),即它會產(chǎn)生其他細(xì)胞,這些細(xì)胞本身也是進(jìn)一步專業(yè)化的主細(xì)胞。
亞歷山大馬克西莫:1909年,俄國人 Alexander Maximow 提出了一個理論,即所有血細(xì)胞都來自一個單一的祖先細(xì)胞,現(xiàn)在我們知道這個想法是正確的。血細(xì)胞來自造血干細(xì)胞,能夠制造從攜帶氧氣的紅細(xì)胞到抵抗病原體和毒素的白細(xì)胞等一切物質(zhì),使身體免受有害物質(zhì)的侵害。
佛羅倫薩薩賓:1936年,美國人佛羅倫薩·薩賓毫不含糊地指出,?兔子的各種白細(xì)胞均起源于一個主細(xì)胞。他們還報(bào)告說骨髓中存在干細(xì)胞。他們進(jìn)一步指出,輻射會對它們造成傷害,受損的細(xì)胞會導(dǎo)致貧血,某些類型的白細(xì)胞看起來?幾乎?像淋巴細(xì)胞,但又不完全是。最后的觀察表明專業(yè)化程度較低,因此有能力進(jìn)一步專業(yè)化。
樂華史蒂文斯:1953年,美國研究員勒羅伊·史蒂文斯 (Leroy Stevens) 發(fā)現(xiàn)老鼠的睪丸腫瘤含有大量不同的未分化細(xì)胞,包括那些導(dǎo)致骨骼、毛發(fā)等的細(xì)胞。
E. 唐納·托馬斯:1957年,E. Donnall Thomas進(jìn)行了一次成功的骨髓移植手術(shù)。這為他贏得了諾貝爾獎。骨髓移植成為成人和兒童的標(biāo)準(zhǔn)程序。今天,醫(yī)生仍在使用它們來應(yīng)對各種癌癥。
詹姆斯·蒂爾和歐內(nèi)斯特·麥卡洛克:1963年,加拿大醫(yī)生Drs。James Till和Ernest McCulloch發(fā)表了一篇論文,證明小鼠的主血細(xì)胞分化?成不同的細(xì)胞系:紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞系和巨核細(xì)胞系。這證明了干細(xì)胞的存在(盡管有趣的是,科學(xué)家們從未使用過這個術(shù)語,而這個術(shù)語在當(dāng)時已經(jīng)很成熟了),并且確定它們是如何分化的確實(shí)是向前邁出了一大步。
然而,考慮到“干細(xì)胞”一詞的先存性質(zhì)以及Sabin博士進(jìn)行的開創(chuàng)性工作,這兩位科學(xué)家可能無法將這一發(fā)現(xiàn)完全歸功于他們。所有這一切,盡管加拿大有很多人不同意。無論如何,最后兩個代表了誰真正“發(fā)現(xiàn)”了干細(xì)胞的最后一種可能性。未來的發(fā)現(xiàn)將與它們是什么以及它們的使用方式有關(guān),但與它們的普遍存在無關(guān)。
羅伯特古德:1968年,美國醫(yī)生羅伯特·古德 (Robert Good) 使用他姐姐的供體細(xì)胞,對一名免疫缺陷兒童進(jìn)行了首例成功的骨髓移植手術(shù)。孩子長大成人,過上了健康的生活。
誰發(fā)現(xiàn)了間充質(zhì)干細(xì)胞
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)是一種特殊類型的干細(xì)胞,可以分化成多種細(xì)胞類型,包括成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和其他細(xì)胞類型。
1924年,出生于俄羅斯的研究人員亞歷山大·馬克西莫 (Alexander Maximow) 利用組織學(xué)鑒定了間充質(zhì)內(nèi)的一種前體細(xì)胞,這種前體細(xì)胞可以分化成多種血細(xì)胞類型。雖然間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 一詞尚不存在,但這是已知最早提及的MSC。
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的發(fā)現(xiàn)通常歸功于AJ Friedenstein及其團(tuán)隊(duì),他們于1976年在骨髓中發(fā)現(xiàn)了它們。
Arnold Caplan 博士也被稱為“間充質(zhì)干細(xì)胞之父”,因?yàn)樗诎l(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞的特征、磨練分離它們的技術(shù)以及學(xué)習(xí)在培養(yǎng)物中有效地培養(yǎng)它們方面發(fā)揮了重要作用。Caplan 博士現(xiàn)在用首字母縮寫詞“MSCs”來稱呼這些細(xì)胞,因?yàn)樗J(rèn)為它們是周細(xì)胞,在對損傷或炎癥做出反應(yīng)時會變成MSCs。
誰發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞?
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(也稱為iPSC或iPS細(xì)胞)是分化的細(xì)胞,可重新編程為胚胎樣狀態(tài)。源自皮膚或血細(xì)胞的iPS細(xì)胞沒有爭議,因?yàn)樗鼈兪怯沙审w細(xì)胞制成的。作為多能干細(xì)胞,它們可以產(chǎn)生構(gòu)成人體的幾乎所有組織。
iPS細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)被廣泛歸功于京都大學(xué)的Shinya Yamanaka博士。
2006年8月,Yamanaka博士和他的團(tuán)隊(duì)首次從成年小鼠成纖維細(xì)胞中生成了iPS細(xì)胞。到2007年,Yamanaka博士的團(tuán)隊(duì)以及威斯康星大學(xué) James Thomson領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)同時從人類細(xì)胞中生成了iPS細(xì)胞。Thomson的團(tuán)隊(duì)在2007年發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇題為“源自人類體細(xì)胞的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系”的文章中發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
2012年,山中伸彌因發(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可以重新編程成為多能細(xì)胞而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
誰發(fā)現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞 (ESC)?
胚胎干細(xì)胞是可以產(chǎn)生構(gòu)成人體的所有組織類型的細(xì)胞。這些干細(xì)胞正在支持新藥的研究,正在探索疾病逆轉(zhuǎn),并被用來創(chuàng)造健康的新組織來治愈傷口。
1981年,英國卡迪夫大學(xué)(當(dāng)時在劍橋大學(xué))的馬丁·埃文斯(Martin Evans)率先從小鼠身上分離出胚胎干細(xì)胞。
26年后的2007年,他因開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)了有關(guān)胚胎干細(xì)胞和DNA重組。
直到1998年,研究人員才從人類身上分離出胚胎干細(xì)胞。它首先由麥迪遜威斯康星大學(xué)的 James Thomson 博士實(shí)現(xiàn)。巴爾的摩約翰霍普金斯大學(xué)的 John Gearhart 博士也在同年實(shí)現(xiàn)了這一壯舉。
學(xué)習(xí)分離干細(xì)胞
到20世紀(jì)70年代,科學(xué)家們普遍了解了干細(xì)胞如何在體內(nèi)繁殖分化細(xì)胞。然而,他們還沒有開發(fā)出隔離和使用它們的技術(shù)。從1970年代到今天,科學(xué)家們一直在開發(fā)越來越具體的技術(shù)來幫助他們從小鼠、其他動物以及最終人類中提取干細(xì)胞。
這些細(xì)胞已顯示出治療一系列免疫缺陷疾病、癌癥、先天性疾病和損傷的希望。
在仔細(xì)研究了幫助發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的主要參與者之后,接下來自然會出現(xiàn)的問題是?它們是何時?發(fā)現(xiàn)的?,F(xiàn)在,這是一個很難回答的問題。
干細(xì)胞是什么時候發(fā)現(xiàn)的?
雖然這是一個有爭議的問題,但發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的功勞通常歸功于詹姆斯-蒂爾和歐內(nèi)斯特-麥庫洛赫。當(dāng)然,許多其他研究人員也做出了貢獻(xiàn),包括恩斯特-??藸?、阿圖爾-帕彭海姆。
當(dāng)考慮 “何時發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞?”這個問題時,重要的是了解什么才是真正發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞。有些人認(rèn)為,第一個將受精卵確定為干細(xì)胞的科學(xué)家-恩斯特-??藸?Ernst Haeckel)應(yīng)得的榮譽(yù),因?yàn)樗且粋€正確地指出這個基礎(chǔ)細(xì)胞最終成為所有其他細(xì)胞的人。然而,他對這一現(xiàn)象的理解并不完全充實(shí)。
如果算上對干細(xì)胞分化為更多特化細(xì)胞的理解,那么獲勝者是1905年的阿圖爾-帕本海姆,他的預(yù)言圖在一個多世紀(jì)里沒有什么變化。然而,大多數(shù)人把最后的功勞歸功于加拿大團(tuán)隊(duì),詹姆斯-蒂爾和歐內(nèi)斯特-麥庫洛赫,因?yàn)樗麄冊趯?shí)際分離不同干細(xì)胞系方面取得了驚人的成就。
在一天結(jié)束的時候,也許不可能將如此巨大的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的單一 “發(fā)現(xiàn) “確定下來。要了解我們對干細(xì)胞的了解,需要的知識總和是巨大的。這也要?dú)w功于一些不同的男人和女人。這幾乎可以肯定,在未來的幾十年和幾個世紀(jì)里,也會突出新的明星。
目前,更有用的追求是了解干細(xì)胞類型存在的原因,以及它們對今天和未來的行業(yè)意味著什么。
干細(xì)胞治療疾病的歷史
對干細(xì)胞進(jìn)行的歷史性研究開始于一個非常學(xué)術(shù)的環(huán)境。后來,它自然而然地進(jìn)展到治療植根于血液或骨髓的疾病。由于造血干細(xì)胞相對容易獲得,而且不需要任何操作(干細(xì)胞已經(jīng)大量存在于血液中),所以很容易將其用于輸血和移植。
事實(shí)證明,用干細(xì)胞治療其他類型的疾病,就比較棘手。例如,實(shí)體腫瘤對干細(xì)胞治療的反應(yīng)并不理想。然而,這并沒有阻止研究人員的嘗試,他們繼續(xù)設(shè)計(jì)和執(zhí)行研究,旨在利用干細(xì)胞治療許多類型的癌癥。
這個領(lǐng)域的成功將證明對轉(zhuǎn)移性癌癥特別有價值。在疾病的這個階段,癌癥已經(jīng)超越了局部的起源點(diǎn)。任何干細(xì)胞能夠?qū)ふ宜惺苡绊懙膮^(qū)域并治愈它們的治療方法,都將被譽(yù)為該領(lǐng)域的革命。然而,研究仍遠(yuǎn)未達(dá)到這一點(diǎn)。
今天,最有希望的新可能性之一是治療退行性疾病,如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎或骨關(guān)節(jié)炎。這兩種情況都是源于體內(nèi)組織的崩潰,而這些組織無法得到重建。身體天生就有所有的軟骨。因此,當(dāng)它在關(guān)節(jié)中破裂時,就是這樣了。一旦軟骨壞了,病人就會感到極度不適或疼痛,因?yàn)楣穷^之間沒有任何潤滑或緩沖。
干細(xì)胞可能會改變這種情況。在一種越來越普遍的治療中,醫(yī)生從病人的血液或脂肪中提取干細(xì)胞。然后他或她利用各種技術(shù)之一將它們分離出來。以血液為例,醫(yī)生使用的是無血球機(jī)。這種儀器分離出造血干細(xì)胞,并將剩余的血液送回身體。然后,醫(yī)療機(jī)構(gòu)將分離出這些細(xì)胞,必要時在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng),添加生長因子(幫助建議干細(xì)胞 “做什么 “的激素),并將其注射回患者體內(nèi)。在脂肪來源干細(xì)胞的情況下,這有時可以在門診中進(jìn)行。
一旦干細(xì)胞被引入受影響的部位–例如膝關(guān)節(jié)或肘關(guān)節(jié)–它們通常會發(fā)揮治療作用。這方面的機(jī)制并不完全清楚。然而,研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)干細(xì)胞被引入受損環(huán)境時,它們可能會作出反應(yīng),發(fā)出影響愈合的提示。例如,目前的研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞的力量源于它們調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和影響人體自身再生機(jī)制的能力。
免責(zé)說明:本文僅用于傳播科普知識,分享行業(yè)觀點(diǎn),不構(gòu)成任何臨床診斷建議!杭吉干細(xì)胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。如有版權(quán)等疑問,請隨時聯(lián)系我。