细胞分化与干细胞
了解细胞分化概念、明晰干细胞定义，是深入理解干细胞医学、干细胞抗衰老发展的必须。这里我们对干细胞做一些进阶讨论。
细胞分化是指同一来源的细胞经过分裂逐渐产生形态 、结构 、生理功能和蛋白质合成等方面都有稳定差异的过程 ，因此 ，常将细胞的形态 、结构 、生理功能和生化特征作为识别细胞分化的 三项指标 。所有高等动物都由同一来源的受精卵发育而成 。在发育过程中 ，通过细胞增殖使数量增加 ，在分裂的基础上细胞逐渐分化 ，出现形态 、结构各异 ，生理功能各不相同的细胞 。例如 ，神经细胞伸出长的突起 ，具有传导神经冲动和贮存信息的功能 ；肌细胞呈长条形 ，具有收缩和舒张的功能 ；红细胞呈双凹面的扁圆盘状 ，具有携带氧气和完成气体交换的功能等 。各种细胞能够合成各自特有的专一性蛋白质 。例如 ，红细胞合成血红蛋白 、肌细胞合成收缩蛋白 、表皮细胞合成角蛋白等 。所以 ，细胞分化的关键在于特异蛋白质的合成 。
本引用改写自教科书
干细胞研究将器官、机体抗衰老的技术深化至细胞层面：运用实验室技术回输体内的MSC（多功能干细胞），会生长成全新的组织细胞，这些细胞能替代已经衰老病变的细胞进行工作，让大量闲置无作用的衰老病变细胞迅速代谢掉，从而起到更新组织细胞质量、抑制衰老细胞发生病变，达到重建身体免疫系统，并更加有效地修复体内受损器官。
本引用改写自商业广告。
理解了细胞分化和干细胞的应用，就会理解科学家和社会公众为什么会对干细胞如此着迷。因为：干细胞被认为是回溯到未分化状态的细胞，可以用于治疗疾病和抗衰老。而且是最有可能实现突破的抗衰老技术。
干细胞抗衰老和治疗疾病的机理比较复杂多样，从传播角度，目前流行的主要有：
- 直接修复受损组织和器官、调控免疫；
- 促进和刺激相应组织器官再生细胞的再生和分化，直接提升功能、逆转衰老；
- 再生细胞所分泌的因子可促进血管生成改善微循环，双向调节免疫、抑制炎症；
- 延长端粒，增加寿命；
- 调节内分泌，延缓衰老的速度。
因为美国几任总统都对胚胎干细胞研究联邦预算问题上的摇摆不定，让大众对干细胞嗯哼干细胞研究充满误解。干细胞不仅仅只有一种，胚胎干细胞（ESCs）虽然处于争议的中心，但胚胎干细胞不是全部。胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多功能干细胞（iPSCs）等都是研究热点。
胚胎干细胞是过去最受关注的干细胞研究，胚胎干细胞政治化后被认为胚胎干细胞只能从孕妇的堕胎行为中获得，这样的错误认识造成了很多混乱。影响了干细胞的研究进展。
干细胞被认识之前，干细胞就已经用于临床诊疗。20世纪50年代末法国用骨髓移植治疗放射性事故患者。患者康复了，看当时并不知道具体原因。直到1961年才有研究成果证实了干细胞存在。
胚胎干细胞-通用的开始
胚胎干细胞是干细胞大规模研究的第一个明星。取自一周左右胚胎中胚层的干细胞具有“通用性”，就是可以分化成机体所有类型细胞的能力。这很好理解，因为这时候的胚胎大致处于“桑椹胚”的阶段（就是象桑椹的样子），还没有分化出任何可以分辨的器官组织。胚胎干细胞的特性让科学家们很激动，各种猜想纷纷纭纭，用实验验证这些猜想成为科学家们的重要研究方向。
其中一个曾经让公众非常神往的通用干细胞特性：归巢性，就是这时走入公众视野的。
干细胞归巢效应：通用的胚胎干细胞通过静脉滴注进入人体，干细胞会自己找到目标，对衰老、破损、变异、功能失常的组织和器官进行修复，甚至干细胞具有自动适配与分配资源的能力。只需要把干细胞输入人体，然后干细胞自己就可以搞定一切。
干细胞归巢效应让大家一度认为“长生不老”似乎近在眼前，只要有钱就可以享受到这一科技恩赐。
后来研究发现，这是一种美好的幻觉和一厢情愿的梦境。干细胞归巢效应并不存在，少量的干细胞（几千万到几亿个）通过静脉进入人体，与人体大量的细胞数量（几十万亿个）相比微不足道，而且静脉循环后干细胞活性降低到无法接受的程度。
干细胞归巢效应梦想破灭，通用干细胞静脉输入方法失宠，于是出现了靶向输入法，适用于多能干细胞和专用干细胞。
成体干细胞-多用和专用
成体干细胞：生物个体发育过程中，有些细胞会中途停下来，保持幼稚状态，不继续分化，保持分化潜能而暂时不用。当这些细胞受到特殊的理化刺激，就会活跃，继续增殖和分化，变成生物机体需要的细胞类型，发挥应有的作用。
从上述定义可以看出，成体干细胞就是已经分化组织中的未分化细胞，保持着分化的能力，好像生物体为了未来各种不可预计的问题预留的保险。人体很多组织和器官都有这些未来保险细胞的存在，如：脑、外周血、血管、骨骼肌、脊髓、肝脏、皮肤、肺、消化道等。
人体表皮再生、血细胞再生、头发指甲长长，这些常见的再生能力均与成体干细胞有密切关系。很多拥有“小金刚”身体的人，被认为具有强大的免疫能力，也与有着更具活力更健康的成体干细胞不无关系。但成体干细胞数量有限，只能在较小的范围内创造“再生奇迹”。人体衰老伴随着各种疾病逐渐出现，被称为退行性病变，一个重要原因就是成体干细胞随着年龄增长而减少，导致机体再生和免疫能力下降。
因此，科学家想出这样的方法：
- 取得少量或者微量成体干细胞；
- 将取得的少量成体干细胞进行体外扩殖；
- 将扩殖后的成体干细胞回输体内；
- 回输体内的成体干细胞具有多种细胞分化能力或者专门某种细胞分化能力，因此用于治疗某种疾病或者用于抗衰老治疗。
成体干细胞优点很多：
- 获得容易，人人自备；
- 成瘤性低，不易在体内变坏成为肿瘤细胞；
- 取自成人，避免了胚胎干细胞的伦理困境；
- 取自自体，无组织相容性问题，避免移植物排异和大量使用后果难控的免疫抑制剂；
- 成体干细胞具有多向分化潜能。
成体干细胞最受瞩目的几个领域为：造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、脂肪干细胞、肌肉干细胞、肝脏干细胞、胰脏干细胞等。
成体干细胞与胚胎干细胞最大的差异是：成体干细胞是多能或者专用的，而胚胎干细胞被认为是通用和万能的。
诱导多功能干细胞-明日之星
美国作家朱迪.皮考特的小说《姐姐的守护者》被拍成电影，影响很大，其中最为受人关注的就是对干细胞医学治疗的道德伦理的呈现。剧中小女孩安娜的出生就是为了用她的干细胞治疗她姐姐的疾病。因此，安娜把自己的双亲告上法庭，要求获得自己对自己的“身体支配权”。故事很简单，对医疗、道德、伦理、家庭、价值观的拷问却非常深刻。当然最后结局也很令人唏嘘：安娜因车祸而死亡，留下了她的肾脏，捐给了她的姐姐。
这个故事提出了问题，却还是走回了“解决提出问题的人来解决问题”的老路。这个故事出现的时间比较早，所以出现这样的伦理冲突和动人故事。
如果朱迪.皮考特等到诱导多功能干细胞出现（iPSCs）出现，也许就睡编写出另外一个故事。因为，诱导多功能干细胞这项技术，可以改变《姐姐的守护者》里面的设定。
诱导多功能干细胞也叫做重编程干细胞。重编程就是讲已经分化的细胞核基因组恢复到未分化前状态。每个细胞都拥有全套遗传物质这个特点被叫做“细胞核的全能性”。细胞分化随着机体生老病死呈现不同状态，细胞分化过程中DNA记录的信息保持不变（基因突变除外），即DNA序列保持稳定，但DNA、染色体、核蛋白模式、核蛋白机构与修饰（如甲基化、乙酰化、糖基化、磷酸化等等）却出现差异。这些差异让细胞分化成不同细胞，导致细胞的命运不同。高等生物生长发育过程不可逆表现为DNA、染色体、核蛋白的改变基本不可逆。而“细胞重编程”就是改变这个“不可逆”状态，让细胞返老还童，回到幼稚状态。
- 1952年5月美国可虚假用青蛙成体细胞替换了青蛙受精卵细胞的细胞核，并将替换后的卵细胞培养成一个完整的个体，这是克隆的开始，也是细胞重编程的开始。
- 2006年日本科学家山中伸弥、高桥一俊首次在体外成功培养小鼠的“诱导多功能干细胞”。他们采用的是把帅选出的四个基因：Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc，将这四个基因用转基因的方法转入小鼠的成纤维细胞后，诱导成纤维细胞重新回到幼稚状态，与胚胎干细胞的状态相同。
诱导多功能干细胞很快在人类干细胞研究上获得高度重视，掀起全世界研究浪潮，迅速取得一批具有决定意义的成果。诱导多功能干细胞是明日之星，具有很多无与伦比的优势。
伦理优势：胚胎干细胞的伦理壁垒被消除；规避了捐赠供体与受体的问题，用自己的细胞治疗自己的疾病，完全不必考虑其他问题。
免疫优势：虽然异体胚胎干细胞本身免疫原性很弱，但与完全来自于自体的诱导多功能干细胞相比，还是后者的免疫优势更加强大，简直拥有碾压的效果。因为自体细胞理论上不存在免疫问题。而且，诱导多功能干细胞还具有未分化前的免疫原性，理论上可以用来治愈艾滋病。
个体优势：诱导多功能干细胞也是“精准医疗”和“个性医疗”的重要研究发展方向。iPSCs好比给每个人定制的“灵丹妙药”，让生命健康的“错误”很容易得到修正的机会。
技术优势：诱导多功能干细胞技术拉低了干细胞技术的门槛。目前诱导多功能干细胞常用的两组因子：山中伸弥四因子：Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4；汤姆森四因子：Oct4、Sox2、Nanog、Lin28已经被全世界生物医学家们深入研究，实验成功重复率很高，今年在诱导方法上也获得重大进展，在定向重编程、定点重编程等方向上，均获得可喜进展。
从通用干细胞、到多用干细胞、再到专用干细胞，好像生命之树的根系。通用干细胞就是总根，多用干细胞就是较大的分支根系，专用干细胞就是细小的根系。
生命之树向上，是一级一级的免疫；向下，则是一层一层的干细胞。这样的理解简单直观，可以迅速建立总体印象。
6.生物医学：寻找上帝隐藏的生命之匙
6.15 生命树的根系：干细胞从通用到专用