干細(xì)胞技術(shù)在腎病研究中的應(yīng)用

干細(xì)胞（Stem Cells）是一類未分化的細(xì)胞或原始細(xì)胞，它是一種具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞。在一定的條件下，干細(xì)胞可以分化成機體內(nèi)的多功能細(xì)胞，形成任何類型的組織和器官，以實現(xiàn)機體內(nèi)部結(jié)構(gòu)重建和自我康復(fù)，因此，它也被譽為“源泉細(xì)胞”或“萬能細(xì)胞”。干細(xì)胞是目前細(xì)胞工程研究最活躍的領(lǐng)域，隨著基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究的進(jìn)一步深化，這項技術(shù)將會在相當(dāng)大的程度上引發(fā)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大變革，它已成為21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域的一個熱點。

干細(xì)胞的研究起始于20世紀(jì)40年代對造血干細(xì)胞的研究，造血干細(xì)胞是最早發(fā)現(xiàn)、研究最多且最先應(yīng)用于臨床治療的成體干細(xì)胞。長期以來，人們一直認(rèn)為干細(xì)胞只屬于造血系統(tǒng)，隨著干細(xì)胞的不斷深入研究，近年來，幾乎在所有組織中都發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞，1998年美國威斯康辛大學(xué)Thomason等發(fā)表了胚胎干細(xì)胞的研究程序，把世界干細(xì)胞的研究推向高潮。干細(xì)胞生物學(xué)和干細(xì)胞生物工程已成為繼人類基因組大規(guī)模測序之后最具活力、最有影響和最有應(yīng)用前景的生命學(xué)科。

2003年，借助干細(xì)胞技術(shù)，以色列魏茨曼科學(xué)研究所成功地讓老鼠體內(nèi)長出了微型人類腎臟，為解決醫(yī)療中腎臟捐獻(xiàn)供應(yīng)不足帶來了新希望。他們在研究中采用的是腎臟前體細(xì)胞，這種胚胎干細(xì)胞能夠定向形成腎臟細(xì)胞。研究人員將人體腎臟前體細(xì)胞移植入老鼠體內(nèi)后發(fā)現(xiàn)，該細(xì)胞不僅能發(fā)育成與老鼠本身腎臟大小差不多的類似器官，而且微型人類腎臟仍同時具有功能。研究中發(fā)現(xiàn)，這種人類腎臟雖然在老鼠體內(nèi)長成，但如果對其發(fā)育時間進(jìn)行控制，讓腎臟只生長7～8個星期就移植入人體，那么它將不會遭到人體免疫系統(tǒng)淋巴細(xì)胞的攻擊，人體免疫系統(tǒng)對它產(chǎn)生排異的可能性將降至最小。而且，腎臟前體細(xì)胞對其移植入的宿主有很強適應(yīng)性，可直接從宿主循環(huán)系統(tǒng)中獲取供血，這也有助于降低排異風(fēng)險。賴斯納等人利用豬腎臟前體細(xì)胞進(jìn)行實驗得出了差不多的結(jié)果，老鼠體內(nèi)也成功長出了微型豬腎臟。魏茨曼科學(xué)研究中心的科學(xué)家在醫(yī)學(xué)期刊《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表的文章說，和移植整個豬的腎臟到人體內(nèi)相比，這種方法好的多。因為人體免疫系統(tǒng)接受干細(xì)胞的程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移植整個腎臟。

英國科學(xué)家近日報道，他們已經(jīng)用骨髓干細(xì)胞培育出了腎臟組織，這在器官移植手術(shù)中是一個重大突破。這一突破，使那些等待器官移植的病人不必再依賴于器官捐獻(xiàn)，醫(yī)生可通過修補受損腎臟來達(dá)到治療的目的。同時，也第一次證明了成人骨髓干細(xì)胞可以發(fā)育成成熟的腎臟細(xì)胞。

澳大利亞研究人員以人的鼻子為載體，成功培育出成熟的干細(xì)胞，從而避開了利用人類胚胎提取干細(xì)胞面臨的一系列倫理和法律問題。澳大利亞法律禁止培育人類胚胎以提取干細(xì)胞，而通過鼻子等其他途徑獲取干細(xì)胞則完全合法，從鼻子內(nèi)部提取的成熟干細(xì)胞，可用于分化成為神經(jīng)、心臟、肝臟、腎臟及肌肉等器官和組織的細(xì)胞。

德國科學(xué)家從人和大鼠的腺組織中成功分離出一種細(xì)胞，它在很大程度上表現(xiàn)出成體干細(xì)胞的特征，具有分化出多種細(xì)胞組織的潛力?？茖W(xué)家們高度評價這一成就，認(rèn)為是干細(xì)胞研究中的“開拓性成績”。德國呂貝克大學(xué)研究人員在研究中發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)皿中的細(xì)胞經(jīng)過數(shù)月后能長成幾毫米大小的組織合成物，其中包含具備內(nèi)胚層、中胚層和外胚層特征的細(xì)胞和細(xì)胞層系，這一特征類似胚胎干細(xì)胞。不過，研究中這些細(xì)胞還沒像胚胎干細(xì)胞那樣形成心臟、腎臟等器官。研究人員說，這些干細(xì)胞系的另一個重要特征是，在-196℃的液氮中能完好保存，而不損傷增殖和分化的能力。這樣，它們可以提前幾個月甚至幾年儲存，使用時仍然能夠保持活性，經(jīng)過合適的培養(yǎng)步驟，仍然能夠誘導(dǎo)這種細(xì)胞定向分化。

日本慈惠醫(yī)科大學(xué)研究人員從人的骨髓中提取干細(xì)胞，植入實驗鼠胚胎中生成和人具有相同遺傳特征的“克隆腎”。采用這種方法生成的“克隆腎”已被確認(rèn)具有濾尿功能。研究人員先把生成腎臟的神經(jīng)營養(yǎng)因子基因植入骨髓含有的干細(xì)胞，然后在實驗鼠胚胎未生成腎臟前，將干細(xì)胞注入胚胎中可生成腎臟的部位。隨后，研究人員摘出胚胎中相當(dāng)于腎臟的部分。經(jīng)過6天的培養(yǎng)，這部分組織長出了讓腎臟發(fā)揮功能的腎單位及其周圍的腎間質(zhì)?；驒z查結(jié)果確認(rèn)該腎臟是由人的骨髓干細(xì)胞生成。研究人員再將這一“克隆腎”移植到其他實驗鼠的腹部，約2周時間后，“克隆腎”長到150mg。目前，利用骨髓干細(xì)胞進(jìn)行再生醫(yī)療，生成皮膚和軟骨等已經(jīng)進(jìn)入實用階段，但利用動物再生人類器官還沒有先例。參加研究的橫尾隆認(rèn)為，從理論上說，用這種方法生成的器官不會發(fā)生排異反應(yīng)。除腎臟外，這種方法還可用來生成胰腺和肝臟。

從理論上來講，干細(xì)胞是各類疾病的克星。人們期望有這么一天，沒有夭殤，沒有殘疾，沒有病魔的折磨，沒有白發(fā)人送黑發(fā)人的悲哀，甚至沒有死亡；人可以像機器換零件那樣，隨時都可以從工廠里取出新的器官以代替身體的衰老部分，而干細(xì)胞技術(shù)在這方面能給人們帶來無限希望。

我國十分重視并大力支持有關(guān)科研院所與學(xué)校積極開展這方面的研究工作，成立了專門研究干細(xì)胞的基地，并積累了大量經(jīng)驗。相信我國的科學(xué)家在不久的將來，在干細(xì)胞生物工程研究上將取得輝煌的成就。