·細(xì)胞的整個生命歷程比作一臺精密的“細(xì)胞命運機器”的運轉(zhuǎn)。無論是細(xì)胞的正常發(fā)育、衰老，還是通過技術(shù)實現(xiàn)的“逆轉(zhuǎn)”，都遵循著這臺機器的內(nèi)在規(guī)律。未來的核心任務(wù)之一，便是徹底解析這臺機器，從而能夠真正隨心所欲地精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞的命運。

我們的身體由約200萬億個細(xì)胞構(gòu)成，它們形態(tài)功能各異，如神經(jīng)細(xì)胞、皮膚細(xì)胞等，但都起源于同一種具有“分身”能力的原始細(xì)胞，這就是干細(xì)胞。在很長一段時間里，科學(xué)界普遍認(rèn)為，細(xì)胞的分化過程就像一條單行道，一旦“成年”便無法回頭。日本學(xué)者山中伸彌發(fā)現(xiàn)，只需將四個特定的“轉(zhuǎn)錄因子”導(dǎo)入已成熟的體細(xì)胞中，就能奇跡般地使其“返老還童”，逆轉(zhuǎn)回類似胚胎早期的狀態(tài)。

轉(zhuǎn)錄因子如同細(xì)胞內(nèi)的“基因開關(guān)”，它們能調(diào)控特定基因的開啟或關(guān)閉。山中伸彌找到的這四個“開關(guān)”組合能夠解鎖細(xì)胞的“命運程序”，使其重新獲得分化成各種細(xì)胞的“多能性”，這種細(xì)胞因此被稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）。

這項革命性的技術(shù)不僅加深了人們對細(xì)胞命運的理解，更為治療打開了廣闊的想象空間：科學(xué)家可以為任何一位患者“定制”出專屬的干細(xì)胞，將人體廢棄物轉(zhuǎn)化為具有無限潛能的干細(xì)胞、在動物體內(nèi)培育出可供移植的人類器官、讓衰老的細(xì)胞重返年輕狀態(tài)……這些曾經(jīng)只存在于科幻小說中的場景可能在不久的未來成為現(xiàn)實。然而要達(dá)到這個效果還面臨大量的科學(xué)挑戰(zhàn)，比如如何提升干細(xì)胞培養(yǎng)的效率。

7月4日，一場在上海舉行的“好望角科學(xué)沙龍”精準(zhǔn)醫(yī)療專場活動上，歐洲科學(xué)院院士、西湖大學(xué)講席教授裴端卿分享了在干細(xì)胞研究、細(xì)胞治療等領(lǐng)域的研究成果和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗。

西湖大學(xué)講席教授裴端卿進(jìn)行主題分享。圖片由主辦方提供

裴端卿介紹說，其所在的團(tuán)隊曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在誘導(dǎo)細(xì)胞重編程過程中加入常見的維生素C，可以將誘導(dǎo)效率提升近十萬倍。最近，他們成功在尿液中的上皮細(xì)胞里面可以重新找回受精后四到五天的多能性狀態(tài)的細(xì)胞，為干細(xì)胞培養(yǎng)提供了一條新的路徑。

“這些細(xì)胞的應(yīng)用前景非常廣闊，我們可以把它變成多能干細(xì)胞，也可以變成神經(jīng)干細(xì)胞，神經(jīng)干細(xì)胞特別在神經(jīng)退行性疾病的治療，像帕金森、老年癡呆當(dāng)中有非常好的應(yīng)用前景，實驗室在做相當(dāng)多的努力。”裴端卿說。他也坦言，目前我們對細(xì)胞命運的理解還不夠深刻，導(dǎo)致很多應(yīng)用上的問題還難以解決。比如與正常細(xì)胞相比，人工誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化出來的細(xì)胞在功能上往往要弱很多。

裴端卿將細(xì)胞的整個生命歷程比作一臺精密的“細(xì)胞命運機器”的運轉(zhuǎn)。他認(rèn)為，無論是細(xì)胞的正常發(fā)育、衰老，還是通過技術(shù)實現(xiàn)的“逆轉(zhuǎn)”，都遵循著這臺機器的內(nèi)在規(guī)律。未來的核心任務(wù)之一，便是徹底解析這臺機器，從而能夠真正隨心所欲地精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞的命運。

在干細(xì)胞領(lǐng)域，另一個重要的應(yīng)用方向是在體外構(gòu)建“微器官”，用于新藥的篩選和研發(fā)?？茖W(xué)家們利用iPS細(xì)胞在培養(yǎng)皿中培育出能夠模擬真實人體器官結(jié)構(gòu)與功能的微縮模型，把它們作為新藥的“試用者”，從而更精準(zhǔn)地評估藥效與毒性，這一方法已開始獲得監(jiān)管機構(gòu)的認(rèn)可。

比藥物篩選更遠(yuǎn)大的目標(biāo)是直接“再造”器官以替換病變或衰竭的組織。裴端卿介紹，近期科學(xué)界在異種器官移植領(lǐng)域接連作出突破?？茖W(xué)家通過基因編輯技術(shù)，讓豬等動物的胚胎無法發(fā)育出自身的腎臟，再將人類的iPS細(xì)胞注入這個“空位”，讓豬的身體成為培育人類腎臟的“載體”。在一項研究中，在豬胚胎發(fā)育至28天時，其初生的腎臟結(jié)構(gòu)中已有高達(dá)70%的細(xì)胞來源于人類。這一成果標(biāo)志著在動物體內(nèi)培育出功能性人類器官的夢想，已邁出關(guān)鍵一步。

不過，將這些前沿療法從實驗室推向普通患者，仍面臨著成本、效率與風(fēng)險等一系列挑戰(zhàn)。如何讓前沿的細(xì)胞療法變得更可及、更有效，成為與會者們共同關(guān)心的話題。在一些動物實驗中，干細(xì)胞移植造成了腫瘤等不良后果，有觀眾在現(xiàn)場提出對這一療法的擔(dān)憂。一些與會嘉賓指出，雖然現(xiàn)在在人類身上尚未發(fā)現(xiàn)這類副作用，但嚴(yán)格的臨床試驗和藥物審批機制是這些藥物能夠成功應(yīng)用的關(guān)鍵。多名企業(yè)家討論了人工智能（AI）驅(qū)動的自動化細(xì)胞制備設(shè)備、生物藥物合成和遞送路徑優(yōu)化等議題，探討如何推動前沿療法走向規(guī)模化與產(chǎn)業(yè)化。

“好望角科學(xué)沙龍”由中科創(chuàng)星、東壁科技數(shù)據(jù)和上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺管理中心共同發(fā)起舉辦。