数百年来,科学家们对自然界中的再生现象痴迷不已。尽管经过了数十年的研究,替代和修复人体各部分的尝试也只取得极少的进展。关于器官形成的新认识连同新技术或许可以帮助实现我们长期追寻的治疗方法。

 

  公元前600年  在最早的一本外科教科书中,印度外科医生妙闻(Sasruta)论述了植皮技术。这本书详细叙述了一种用面部皮肤来修复破损耳垂的方法,此外书中还有使用额翼部皮肤重构鼻子的首次书面记录。
 
  1740年  水生动物的研究发现  瑞士博物学家,被誉为“生物学之父”的亚伯拉罕·特朗布雷(Abraham Trembley)发现淡水水螅可以再生。
 
  1901年 遗传性的澄清  美国科学家托马斯·摩尔根(Thomas Hunt Morgan)通过研究果蝇明确了染色体在遗传中的作用,他还写了一本书《再生》。这本著作给充满矛盾以及混乱术语的再生研究领域带来了秩序。
 
  1907年  生物工程学的起源  美国生物学家罗斯·哈里森(Ross Granville Harrison)发现了一种在实验室培育青蛙胚胎细胞的技术。他的实验是人类史上第一次干细胞实验,也是第一个成功培养生物组织的方法。这个实验为生物工程学铺平了道路。

 

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罗斯·哈里森

 

  1952年  美国科学家罗伯特·布里格斯(Robert Briggs)和托马斯·金(Thomas King)报告了使用细胞核转移方法的世界首次克隆。他们去除了青蛙卵细胞的细胞核,并将青蛙胚胎细胞的细胞核植入。这颗青蛙卵发育成了蝌蚪。这个实验证明,即使转移到新的细胞质中,细胞核依然保持着生物体的基因组信息。布里格斯最初向美国国家癌症研究所请求资金时被拒绝了,因为研究所认为细胞核移植是一个“愚蠢的计划”。
 
  1963年  干细胞证据  加拿大科学家詹姆斯·提尔(James Till)和欧内斯特·麦克洛克(Ernest McCulloch)证明了小鼠骨髓内的干细胞可以自我更新并成长为血小板和红、白血球。
 
  1981年  英国研究人员马丁·埃文斯(Martin Evans)和马修·考夫曼(Matthew Kaufman)第一次从小鼠胚胎中分离出干细胞。同一年,英国科学家盖尔·马丁(Gail Martin)发现了如何在培养皿中保存干细胞,为后续实验奠定了基础。

 

印度外科医生妙闻的植皮术

 

  1981年  皮肤移植  生物学家尤金·贝尔(Eugene Bell)与他的同事报告了一种使用患者自身细胞制成的人造皮肤来修复伤口的方法。随后贝尔成立Organogenesis公司,该公司在1998年成为第一家获得美国食品药品管理局批准的可生产活细胞的医疗产品公司。
 
  1997年  一篇由哈佛医学院研究者约瑟夫·文森提(Joseph Vacanti)和他的同事发表的文章出现了一张有意思的照片:在小鼠的背上长出了人类耳朵形状的东西。这个团队希望他们的研究可以将实验室制备的“耳朵”用于耳朵缺损患者的治疗。但这张图片引起了动物权利保护者以及对此图片感到震惊之人的强烈抵制。
 
  1998年  两个团队宣布他们已经分离出人类胚胎干细胞。威斯康星大学麦迪逊分校的詹姆斯·汤姆森(James Thomson)及其同事从捐献的胚胎中获得干细胞,而这些胚胎最初是用来进行体外受精的。而另一个团队由约翰·吉尔哈特(John Gearhart)领导,他来自马里兰州巴尔的摩市的约翰?霍普金斯大学,该团队所使用的胚胎来自已终止妊娠的妇女。
 
  2001年  禁令  美国总统乔治·布什禁止联邦基金被用于开展新人类胚胎细胞系以及新派生细胞系研究。同一年,英国放松了对胚胎研究的限制。
 
  2006年  京都大学科学家山中申弥通过向成年小鼠的细胞中添加4个转录因子而诱导其回到胚胎一样的状态。这些诱发性多能干细胞规避了围绕着胚胎干细胞的伦理问题。随后一年,山中申弥与詹姆斯·汤姆森一起领导的团队开展了改编成人细胞的工作。与此同时,一个包含100个以上英国医疗慈善机构的集团向《泰晤士报》致信,警告患者应对胚胎干细胞治疗心存警惕。
 
  2006年  重塑人体部位  安东尼·阿达拉(Anthony Atala)是位于北卡罗来纳温莎的维克森林大学医学部的外科医生,他成功地将人造膀胱移植到7位患有先天性出生缺陷的儿童和青少年体内。
 
  2009年  禁令解除美国总统巴拉克·奥巴马解除了对新人类胚胎干细胞系的项目资助禁令。

 

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第一个人类干细胞系的研发使用了体细胞核移植技术

 

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1998年,两个团队宣布分离出人类胚胎干细胞

 

  2010年  大规模的成功一位患有脊髓损伤的患者成为第一个接受胚胎干细胞治疗的患者。同一年,大量的文献报告说从病人的健康角膜组织中提取的干细胞可以在实验室里生长然后移植到受损角膜中,从而使病人重见光明。
 
  2013年  位于波兰特市的俄勒冈健康与科学大学的舒克拉特·米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)和他的同事通过治疗性克隆研发了第一个人类干细胞系。这个过程使用了体细胞核移植技术,与克隆羊多利的技术一样。研究者首先引导卵细胞分裂,然后从产生的胚胎中获取干细胞并培育它们。米塔利波夫的团队使用的是一个婴儿的供体细胞。随后一年,来自美国和韩国的两个科研团队分别报告说他们通过克隆成人细胞而创造出人类胚胎干细胞。这一类型的治疗性克隆可以帮助研究者发展出与遗传学相匹配的干细胞疗法,并且这种疗法不太可能会被拒斥。
 
  2014年  一个由美国和日本科学家组成的团队报告说将细胞浸泡于酸中可以诱导它变成胚胎状态,这项技术被称为“通过刺激触发的多能性获得技术”,简称STAP。这项发现为创造患者特异性干细胞提供了一种简单途径。但在同年晚些时候,当发现其中一些数据是伪造的之后,Nature撤销了这两篇文章。
 
  2015年  第一次进入市场欧洲委员会允许销售Holoclar来治疗那些角膜严重受损的病人。这是干细胞疗法第一次进入市场。
 
  2016年  日本福冈九州大学的科学家林克彦(Katsuhiko Hayashi)领导的科学团队通过将小鼠皮肤细胞置入胎鼠的卵巢组织进行培育,而将其转化为卵细胞。当卵细胞成功受精并转移到代孕鼠内后,这些实验室育成的受精卵成功地发育成健康的小鼠。
 

资料来源 Nature

责任编辑 朝 云