什么定义了干细胞?

F或者在过去的三年中，荷兰Hubrecht研究所的研究人员一直在煞费苦心地编目和绘制在老鼠心脏中发现的所有增殖细胞，寻找心脏干细胞。这些难以捉摸的细胞理论上应该能够修复受损的心肌，所以找到它们的风险很高。事实上，几十年来，这项研究涉及许多实验室，引起了激烈的争论要求撤回30多篇论文伪造数据。然而，本周《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)计划宣布Hubrecht团队的工作结果:没有心脏干细胞的证据根本

这一结论，证实其中一些在该领域长期存在的怀疑，削减的心脏更深层次的问题，意味着什么是干细胞。随着越来越多的高精尖技术已经揭示了塑料和异质细胞群是如何可以，一些研究者已经从观看“干”的小区类型的定义性状观察它作为一个函数许多类型的细胞能够执行或有助于转变。

干细胞最早是在20世纪50年代和60年代在骨髓中发现和鉴定的，目的是为了了解和治疗二战后辐射暴露的后果。这些血液干细胞非常罕见，分裂缓慢，并且能够自我更新和分化成任何一种更特殊的血液细胞类型。它们维持身体的血细胞库，帮助它对损伤做出反应。当他们受到辐射时，他们就会死亡，身体也无法替代他们，但骨髓移植(含有干细胞)使系统得以再生。

由于其他组织中的干细胞与愈合和恢复的相关性，它们成为研究人员和医生寻找治疗各种病症和疾病方法的梦寐以求的奖品。

本质上，肝脏中的每个细胞都有可能表现得像干细胞。

随后的故事得到了更多的复杂。干细胞在其他成人的组织进行鉴定整个身体：在皮肤，毛囊，在肠和几个月前，在骨．它们也可以自我更新，并产生组织的各种细胞谱系。但除此之外，它们看起来与血液干细胞非常不同。它们表达不同的基因，表现出不同的蛋白质和表面标记，并以不同的方式和速度分裂。

在20世纪90年代，科学家分离胚胎干细胞，其甚至比那些在成人组织中更强大，以成为在体内的任何细胞类型的能力。大约在同一时间，科学家们开始寻找到了一部分肿瘤干细胞可能在肿瘤的生长发挥。而在2006年，研究人员成功地将分化结缔组织细胞转化为诱导多能干细胞（iPS细胞），其中有胚胎干细胞的多功能性。这一结果表明，干细胞性可以被诱导。

然而，根据分子遗传学家的说法，这些发现正笼罩着一层阴影汉斯聪明他是《美国科学院院刊》(PNAS)最新发表的心脏干细胞论文的作者之一。他的假设是，全身的干细胞就像骨髓中的干细胞一样，是“一种珍贵的、固定的、神奇的实体”。事实上，他说，那些从血液干细胞中获得的最初见解，已经影响了科学家们对其他组织中干细胞的看法——有时是以一种极其有限的方式。

组织修复的许多途径

一个经常被忽视的一点是，“许多组织可以以非常巧妙的方式自我修复，”Clevers说。“没有固定的策略。”在血液中，小的干细胞群是再生的唯一途径，但在实体组织中，情况并非总是如此。干细胞本身是不同的:例如，它们往往分裂得更快，而且由于它们呈现出独特的分子特征，必须用特定于它们的方法来识别它们。对组织特异性标记(并不总是严格的)的依赖是围绕心脏干细胞是否存在以及为什么确定其他类型的干细胞如此困难的原因之一。

此外，当在固体组织的干细胞被破坏，在那些组织更特化细胞通常可以恢复到干细胞样状态，以接管修复功能上代表他们．因此，细胞的可塑性比之前认为的要大得多，其特性也更不固定。“越来越多的证据表明，我们的身体可以对损伤做出独立的反应，而不是我们所认为的典型的干细胞群，”他说乔纳森Hoggatt哈佛医学院和马萨诸塞州总医院血液学家和干细胞研究。

这在很多器官中都有体现，包括肾、肺、胃和肠。也许最引人注目的是，一些组织(除心脏外)似乎没有干细胞群。成年人的肝脏——器官再生效率的缩影——没有干细胞;相反，它的分化细胞可以在需要时发挥干细胞的作用。“本质上，”克利夫斯说，“肝脏中的每个细胞都有可能表现得像干细胞一样。”

因此，“找出一个特定组织是如何执行其干细胞功能的，这比识别单个干细胞更有用，”他说。不同的细胞共同维持一个组织的方式构成了干细胞，而不是任何一种细胞类型或实体。坚持“真正的”干细胞应该是什么，而不是考虑它们落在一个更加模糊的光谱上，这阻碍了进展。

事实上，研究人员发现，即使是那些“真正的”干细胞，其效力和行为也不尽相同。霍加特说:“我们发现，在我们认为相当同质的人群中，存在着更多的异质性。”

可疑的干细胞，虚假的治疗

随着越来越难区分干细胞和其他已经开始分化的细胞，可能有必要重新审视以前的研究。帕梅拉·罗比是一位专注于骨骼系统的国家卫生研究院的生物学家，认为新发现的骨骼干细胞实际上可以是祖细胞 - 最近，干细胞的近似略微分化的后代 - 而是略微不同。她认为，实际的骨骼干细胞，甚至更加罕见，仍然需要识别。“这很容易欺骗自己，以思考你有一个真正的干细胞，”她说，“当可能不是这种情况时。”

这有时会导致争议，最主要的是当它涉及到所谓的间充质干细胞，多样化和多类首先从骨髓中提取的，虽然他们不作血细胞。目前，大多数研究人员并不认为他们是干细胞的功能（许多人不再叫他们），但混乱的历史罗比说，关于他们是什么人和他们做什么，已经让他们“被剥削的时机成熟了”。未经批准的干细胞诊所利用其备受争议的地位，用无效、未经证实和潜在危险的疗法治疗了成千上万的人。实际上，美国食品和药物管理局(Food and Drug administration，简称fda)只允许少数干细胞治疗，使用经过认证的干细胞，而且这些治疗都涉及骨髓或血细胞移植。

但对于谁遵守适当的法规科学家，对干细胞的更宽泛的定义可能是药好消息：这意味着，再生治疗不需要只针对干细胞，这可能并不总是存在的群体。相反，他们可以利用这满足了一些干细胞样的标准更分化的细胞。一些研究人员已经决定不涉及活体细胞新药即将到来的时候考虑干性为根本的因素。“它让生活变得更轻松，” Clevers说。

展望未来，他补充说，“我们必须更加开放的胸襟，更接受的事实是，在原则上，任何细胞可以是干细胞。”

乔丹娜Cepelewicz是一名作家在广达电脑杂志。

转载许可广达电脑杂志的抽象博客。

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