關(guān)于作者
朱欽士，四川省成都市人。1968年畢業(yè)于北京大學(xué)生物學(xué)系生物化學(xué)專業(yè)。1984年獲得荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物化學(xué)博士學(xué)位。1984年至1986年在中國科學(xué)院生物物理研究所酶學(xué)和生物能學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作，同時(shí)任碩士研究生導(dǎo)師。1986年到美國西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系做博士后研究。1987年到1991年在洛杉磯兒童醫(yī)院從事基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究。1991年至2009年在美國南加州大學(xué)從事研究工作。退休前為南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和分子生物學(xué)系副教授。
研究領(lǐng)域包括生物能，酶的結(jié)構(gòu)和功能，蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)，癌癥與染色體，神經(jīng)遞質(zhì)，基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，以及肝臟解毒系統(tǒng)。
細(xì)胞中的“孫悟空”—— 干細(xì)胞
朱欽士
2013年05月10日
看過小說或電視劇《西游記》的人，都知道猴王孫悟空有“72變”的本領(lǐng)。他不僅能“分身”，用毫毛變成好多個(gè)“自己”，還能“變身”，變成別人的模樣。比如他從牛魔王那里硬搶芭蕉扇不成，就“搖身一變”，變成牛魔王的模樣，從鐵扇公主那里騙得芭蕉扇。他吃了麒麟山賽太歲所用的紫金鈴虧，就變作被賽太歲強(qiáng)搶的金圣娘娘的侍女春嬌，從妖怪那里偷得紫金鈴。
我們身體里的有些細(xì)胞也有孫悟空那樣的本事，不僅能使用“分身術(shù)”來復(fù)制自己，還能“變身”，變成別的細(xì)胞。這種“孫悟空細(xì)胞”就是“干細(xì)胞”?！案杉?xì)胞”里面的“干”，不是“干燥”的“干”，而是“樹干”的“干”，意思是它們可以像樹干分支一樣，在增殖中不斷地向不同的方向變化，最后形成各式各樣的細(xì)胞。
與“干細(xì)胞”相反，我們身體里面的絕大多數(shù)細(xì)胞，比如神經(jīng)細(xì)胞，肌肉細(xì)胞，皮膚的上皮細(xì)胞，小腸的絨毛細(xì)胞，都沒有“變身”的本事。它們只能“老老實(shí)實(shí)”地做自己“分內(nèi)工作”，不能去“多管閑事”，即變化自己去做別的細(xì)胞的事。這些細(xì)胞叫做“已分化細(xì)胞”，也叫“體細(xì)胞”。我們的身體里有200多種不同類型的體細(xì)胞，“各司其職”，又“分工合作”，一起來完成身體里面的各種生理活動(dòng)。既然如此，那么為什么還要“干細(xì)胞”呢？
這是因?yàn)?，人雖然可以活幾十年或者更長，但是人體中的許多細(xì)胞的壽命卻很短。比如皮膚上皮細(xì)胞的壽命只有20多天，白血球能活幾天到十幾天，小腸的絨毛細(xì)胞只能活兩、三天。這些細(xì)胞都需要及時(shí)被替補(bǔ)。這就是身體里面“干細(xì)胞”的任務(wù)?！案杉?xì)胞”是沒有“分化”的細(xì)胞，能夠根據(jù)需要進(jìn)行增殖和分化，變成需要替換的細(xì)胞。所以干細(xì)胞是人體細(xì)胞的“預(yù)備隊(duì)”。
人體中的“干細(xì)胞”數(shù)量不多。要是用一個(gè)少一個(gè)，“干細(xì)胞”很快就會(huì)被“用完”的。所以“干細(xì)胞”像孫悟空一樣，不但能“變身”，還能“分身”?！案杉?xì)胞”在“一分為二”的時(shí)候，一個(gè)“子細(xì)胞”就是自己的“分身”，還是“干細(xì)胞”，另一個(gè)“子細(xì)胞”才大量增殖和分化，形成千千萬萬個(gè)替補(bǔ)細(xì)胞。用孫悟空的這兩個(gè)本事，“干細(xì)胞”既可以保住自己的“真身”，又能源源不絕地替補(bǔ)人體里面的各種細(xì)胞了。
看到這里，你也許要問，“干細(xì)胞”為什么有這么大的本事呢？這就要從生物的繁殖說起。 地球上的生物，無論是單細(xì)胞的生物（比如細(xì)菌，酵母菌），還是多細(xì)胞的生物（比如多數(shù)植物和動(dòng)物），都是高度復(fù)雜精巧的，也是高度脆弱的，不可能永遠(yuǎn)不死。要使物種能夠延續(xù)下去，生物就必須有不斷形成下一代的能力，這就是“生殖”。
“生殖”過程對(duì)于單細(xì)胞生物來說比較“簡單”，就是“一分為二”。但是對(duì)于多細(xì)胞生物，“一分為二”就比較困難了。水螅的身體只有兩層細(xì)胞，還勉強(qiáng)可以用“出芽”的方式長出小水螅。更復(fù)雜的生物，即使低等如螞蟻，都不能用“分身術(shù)”來繁殖，人就更不用提了。
所以地球上的多細(xì)胞生物在繁殖自己的時(shí)候，都是把“遺傳物質(zhì)”（即“生命密碼”DNA）“包裝”到單個(gè)細(xì)胞中，叫做“生殖細(xì)胞”，再由“生殖細(xì)胞”發(fā)育成新的生物體。比如一些霉菌的“分生孢子”就是這樣的細(xì)胞，它們自己就可以長出新的霉菌來。另一種方法是從兩個(gè)生物體來的“生殖細(xì)胞”（比如卵子和精子）彼此融合，成為一個(gè)細(xì)胞，再由這個(gè)細(xì)胞發(fā)育成新的生物體。前一個(gè)過程叫“無性生殖”，因?yàn)椤吧臣?xì)胞”只來自一個(gè)生物體。后一個(gè)過程叫“有性生殖”，因?yàn)橛衼碜詢蓚€(gè)不同生物體的“生殖細(xì)胞”彼此融合。
無論是那種情況，地球上的多細(xì)胞生物體都是由一個(gè)細(xì)胞發(fā)育而來的。比如人的身體就是由父親的精子和母親的卵子結(jié)合成的“受精卵”發(fā)育而來的。因?yàn)榻^大多數(shù)多細(xì)胞生物體都含有多種類型的細(xì)胞，所以最初的那個(gè)細(xì)胞必須有變化成所有這些類型細(xì)胞的能力，這就是“干細(xì)胞”的最初來源。
最初的那個(gè)細(xì)胞由于能夠變化成為生物體內(nèi)所有類型的細(xì)胞，所以叫做“全能干細(xì)胞”。前面說的“分生孢子”和“受精卵”都是“全能干細(xì)胞”。身體長成后，留在身體各種組織里面，起替補(bǔ)作用的“干細(xì)胞”常常不能再變成身體里面所有類型的細(xì)胞，而是只能變化成所在組織里面的那幾種細(xì)胞，所以叫做“多能干細(xì)胞”。有些“干細(xì)胞”只能替補(bǔ)一種類型的細(xì)胞，叫做“單能干細(xì)胞”，比如肌肉的“干細(xì)胞”就只替補(bǔ)肌肉細(xì)胞。
植物的“靈活性”要大一些。植物一生都在不斷淘汰舊枝葉，長出新枝葉，相當(dāng)于植物一生都在“長身體”，“體型”在不斷變化，而且許多植物可以從樹干和樹葉上長出根來，說明許多植物的身體內(nèi)都有“全能干細(xì)胞”在工作。用這些植物的一部分，就可以繁育出新的植物來，比如柳樹和玫瑰都可以用“插枝”的方式繁殖。農(nóng)民把甘蔗砍成許多段，埋在土里，就可以長出新的甘蔗來。
動(dòng)物要運(yùn)動(dòng)，要進(jìn)食，身體的構(gòu)造要復(fù)雜得多，長成的動(dòng)物身體里面一般就沒有“全能干細(xì)胞”了，身體的替補(bǔ)也主要是細(xì)胞水平的。我們不僅不能再長出一個(gè)肝臟，就是再長一片角膜，一根手指頭都不行。
“干細(xì)胞技術(shù)”就是要打破這種限制，調(diào)動(dòng)人體內(nèi)“干細(xì)胞”的“積極性”，增加它們的“本事”，把它們變成“全能干細(xì)胞”。也可以用“細(xì)胞核轉(zhuǎn)移”或者“基因誘導(dǎo)”的方法，把已經(jīng)分化的細(xì)胞（比如人的皮膚細(xì)胞）變成“全能干細(xì)胞”。通過這些方法，科學(xué)家們就可以根據(jù)需要，替換身體里面的許多細(xì)胞、組織，甚至器官。用這些方法還有希望克隆瀕于滅絕的動(dòng)物，甚至使已經(jīng)滅絕的動(dòng)物復(fù)活。這是多么誘人的前景?。?