再生医学：从头到脚的修复

Leila Haghighat 综述 王瑾 译 谭建明 审校

在20世纪，利用再生医学修复受损组织似乎还遥不可及。那时，Thomas Hunt Morgan这位曾在染色体遗传方面作出巨大贡献而获得过1933年诺贝尔奖的科学家对蚯蚓的再生功能用于人类的研究已经感到深深绝望，放弃了再生医学的研究。如果他活到现在，也许会被今天再生医学取得的成果所鼓舞，重新开始研究。

2012年4月18日，Nature杂志报道了3项独立的小鼠研究成果，这些成果都是将新细胞移植入小鼠体内，从而替代疾病组织——包括头发、眼睛和心脏，修复这些组织的功能，接下来将考虑在人类临床试验中验证这项技术。

“也许你能在培养皿中培育细胞，但这并不是再生医学”来自于伦敦大学的遗传学家Robin Ali教授领导完成了一项视觉恢复的研究，他认为再生医学必须是在一个活体系统中的生物修复。

一、“发芽”的头发

日本东京大学的研究小组在Nature Communications杂志刊登了他们的重要发现，利用来自正常小鼠和秃发人群的干细胞让裸鼠长出了不同类型的毛发，重新再生毛囊[1]。领导这项研究的再生医学专家Takashi Tsuji表示，这项技术将有助于治疗男性秃头。

研究小组采用了一种特殊的尼龙套介导毛发穿过皮层，实现了94﹪的裸鼠移植后重新长出毛发，头发生成过程约2～5周，与正常头发一样：具有正常的生长周期，并与皮层下肌肉和神经建立联系。生长出的毛发能对乙酰胆碱作出应答——这种神经递质能促进毛发生长、直立。

来自纽约大学的皮肤科医师Mayumi Ito对此做出评论，认为这是首次利用人类细胞重构头发毛囊，但是要证明这项技术的有效性，研究人员还需进一步证明构建的毛囊数量可以扩增，并且可以生长出毛发。

二、恢复夜间视力

第二项成果来自英国伦敦大学眼科研究院，他们采用再生医学技术，向一些视力受损的实验小鼠注射感光细胞，能在一定程度上治疗先天性静止性夜盲症（Congenital Stationary Night Blindness）。此项研究成果刊登在Nature杂志[2]。

Ali的研究小组将26 000个前体视杆细胞移植入缺乏α-transducin蛋白的小鼠视网膜上，正常情况下，小鼠眼睛包含6×106个视杆细胞。尽管只有5﹪～10﹪的细胞整合到了视网膜上，这些在暗光下起重要作用的前体视杆细胞在一定程度上改善了小鼠视力。

研究人员将小鼠放置在黑-白色旋转栅栏前，观察治疗后的小鼠对于条纹之间空间变化的敏感度，并与对照组（未接受治疗的小鼠）进行分析，结果证实移植后的小鼠花更少的时间完成迷宫，并利用视觉线索，找到逃亡路线。

然而Ali认为，在进行临床试验之前，还需要获得更多动物实验数据，他与同事正在进行胚胎干细胞实验，以及其他模型如黄斑变性实验。

三、跳动的心脏

干细胞移植并不总是易于把握——如果细胞不能整合到所需组织中，那可能会形成肿瘤。为了避免这个问题，研究人员尝试用重编程方法获得成体细胞，使之形成其他类型细胞。加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员利用心脏成纤维细胞取得了突破性成果，刊登在Nature杂志[3]。

Deepak Srivastave作为美国UCSF心血管疾病研究所的负责人，他带领的研究小组将心脏成纤维细胞重编程为心肌细胞。研究人员利用一种逆转录病毒转导3种转录因子，诱导成体小鼠心脏成纤维细胞进行重编程，从而改善其心脏功能。这项工作开展于2003年，研究小组发现转录因子GATA4突变导致家族几代发生心脏病（4）。“正是每天我所从事的临床发现一直激励着我，给我灵感”他说。

美国先进细胞科技公司的再生医学专家Robert Lanza反复重述，再生医学自Morgan时代已经前进了很远，未来将前景广阔。“这3篇文章仅仅是冰山一角。随着我们渐渐老去，医生们不禁感慨，‘真难以相信人类会秃发、失明甚至因血管疾病丧失双腿？’这些治疗其实只需要注射一份细胞而已。”

1 Toyoshima KE,Asakawa K,Ishibashi N,et al.Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches[J].Nat Commun,2012,3:784.

2 Pearson PA,Barber AC,Rizzi M,et al.Restoration ofvision after transplantation of photoreceptors[J].Nature,2012,485:99-103.

3 Qian L,Huang Y,Spencer CI,et al.In vivo reprogramming of murine cardiac fibroblasts into induced cardiomyocytes[J].Nature,2012,485(7400):593-598.

4 Garg V,Kathiriya IS,Barnes R,et al.GATA4 mutations cause human congenital heart defects and reveal an interaction with TBX5[J].Nature,2003,424(6947):443-447.