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谁发现了干细胞?答案揭晓

谁发现了干细胞是一个值得探讨的问题。虽然罗伯特-胡克(Robert Hooke)首先发现了细胞本身的概念,但干细胞的发现通常归功于詹姆斯-蒂尔(James Till)和恩塞特-麦考洛克(Ernset McCulloch)博士。

数百年来,研究人员已经知道人体由数万亿个微小结构组成。这些结构被称为细胞,只能在微观水平上看到。这些细胞有数百种变异——准确地说是200种——并在人体内发挥多种功能。这些功能包括抽血、消化食物以及清除体内毒素和废物等。

在本文中:

  • 细胞和干细胞
  • 细胞研究简史
  • 细胞研究的进一步发展
  • 干细胞研究的历史
  • 今日干细胞研究
  • 究竟是谁发现了干细胞?
  • 学习分离干细胞
  • 干细胞是什么时候发现的?
  • 干细胞治疗疾病的历史

谁发现了干细胞?

要回答干细胞是谁发现的问题,需要回顾一下过去的几百年。让我们开始吧。

当您将发现问题分为两个问题时,发现问题就变得更难回答:谁发现了细胞,谁发现了干细胞?这两个问题都会影响干细胞研究的历史,这将构成本文的大部分内容。讨论这个话题,还需要考虑干细胞是什么时候发现的,对当时的医学有什么意义,今天又意味着什么。

无论您只是想了解更多关于再生医学这个迷人领域及其起源的信息,或者如果您因为生病或受伤而对个人感兴趣,这个主题都是至关重要的。

细胞研究简史

细胞研究最早出现在17世纪中期。那时候,医学界开发了大量的新工具来研究细胞。然而,直到19世纪,它才真正起飞。不久之后,医学科学开始严重依赖细胞研究,以帮助其对抗和治疗疾病,治愈伤害,并更深入地了解身体。

显微镜是研究干细胞的基础。它是由汉斯-利珀希或汉斯和扎卡里亚斯-杨森发明的。前者申请了专利,但如果历史是任何指标的话,在那个科学发明的鼎盛时期,这意义不大。在任何情况下,有人发明了复合显微镜。它使用连续的透镜来放大标本,以便人眼能够察觉到微小的结构。

罗伯特-胡克因 “发现 “作为人体组成部分的细胞而受到赞扬。1665年(其他来源说是1655年),他用显微镜检查软木。他发现软木是由微小的结构组成的,这让他想起了 “cellula”,即寺院中僧侣居住的房间。因此,细胞这个名字出现了,并保留到今天。这些细胞是死的,但在1674年,安东-范-列文虎克在显微镜下观察了活的海藻细胞。

人类对细胞的理解迅速增长。科学界现在知道,生命中能存在的最小的组成部分是细胞。它包含细胞器,类似于人体的器官,执行专门的功能。尽管如此,这些细胞器中的任何一个单独存在都无法生存,因此,从技术上讲,它们不是生命的形式。

细胞研究的进一步发展

科学家们很快了解到,细胞是高度分化的,只能执行特定的功能。例如,肌肉细胞可以伸长和收缩。它帮助人们执行我们认为理所当然的动作:坐、站、跑、写等等。另一方面,血细胞通过静脉自由漂浮。神经元执行将冲动从一个地方传递到另一个地方的特殊任务,从而将信息传递到全身。

在过去的几个世纪里,科学家们还发现细胞:

  • 通过分裂(称为有丝分裂)产生其他细胞
  • 在细胞核中包含一套完整的遗传信息(DNA)
  • 在适当的时候死亡,以减少旧细胞复制不良遗传信息的机会,这可能导致癌症和其他疾病
  • 不能产生其他类型的特化细胞

到19世纪,科学家们还了解到, 人最初来自卵子和精子的融合。这种合并创造了一个单细胞生物,最终成为一个人。这就引出了一个难题:一个细胞怎么会变成这么多不同类型的细胞,并具有它们所有的特殊功能?

干细胞研究的道路已经出现,许多著名的研究人员很快就追随了它。

干细胞研究的历史

“干细胞”一词于1868年由恩斯特·海克尔 (Ernst Haeckel)首次出现在科学编年史中。这位德国生物学家使用该术语来描述上述受精卵成为功能完备的成体生物体的现象。他还使用了这个词——他称之为 Stammzelle——来指代所有生物的祖先细胞。然而,这个意思在今天已经过时了。

1886年,威廉·塞奇威克 (William Sedgwick) 将该术语应用于植物的生长部分,这些部分仅在有机体的某些部位再生。

多位科学家(下文讨论)发现了一些关于干细胞的事实。这些细节包括它们的常见位置、它们的用途,以及人体中哪些细胞可以产生其他细胞,哪些不能。出于显而易见的原因,他们首先了解干细胞的地方是哺乳动物的子宫。那是因为它是一个干细胞变成许多完全分化细胞的地方。对这一过程的研究有助于阐明未分化细胞何时分化以及存在哪些类型的干细胞(也在下面讨论)。

从1900年代初开始,科学研究论文开始为干细胞提供非常具体的证据。这些论文包括证明血细胞“源于”单一的、未分化的母细胞以及肿瘤包含与骨骼和其他组织相关的未分化细胞的证据。他们还讨论了分化细胞向未分化细胞的转化。

今日干细胞研究

今天,干细胞研究是再生医学的支柱。干细胞具有大量有前途的可能性。其中一些我们已经实现,而另一些我们现在只能梦想。

例如,医生可以使用干细胞替代白血病和霍奇金淋巴瘤等疾病中不健康的骨髓和血细胞。干细胞在重建通常有限的资源(例如在关节中分解的软骨)方面也显示出希望。这避免了对侵入性手术和体内异物组织或物质的需要。

在重大慢性疾病、严重创伤修复的再生医学领域,干细胞治疗已经成为弥补传统治疗不可或缺的有效手段。对于一些传统药物或治疗手段束手无策的重大疾病,如重症肝病、移植物抗宿主病、骨关节炎、肾移植排斥、系统性红斑狼疮等,干细胞治疗均显示出了明确的疗效。相信随着医疗技术的不断发展,干细胞必将引发医疗变革,成为继药物、手术后的第三种治疗方式,传统手段难以治疗的疑难杂症也终将会被干细胞逐步攻克和治愈。

干细胞疗法的安全性受到种类来源、制备质量和副作用等因素的影响,从整体上评估,干细胞疗法是安全可行的一项新的临床医学替代疗法,有望解决各种难治性疾病,具有广阔的临床应用空间。虽然在应用上还存着各种各样的问题,如安全性和医学伦理等方面的问题。任何事物的发展都将遇到挑战和阻碍,我们仍然相信干细胞治疗将克服困难,成为可靠的治疗方式。

究竟是谁发现了干细胞?

那么,是谁发现了干细胞呢?

这是一个有争议的问题。这尤其是因为做出了可以说是20世纪最重要的医学发现的荣誉是许多国家梦寐以求的荣誉。事实上,许多科学家对干细胞的现代理解以及该术语在今天的广泛使用做出了贡献。

阿图尔·帕彭海姆:1905年,Artur Pappenheim创作了 一幅干细胞插图 ,今天任何熟悉其模式和功能的人都能认出它。它显示了位于中间的原始细胞,其周围散布着越来越多的特化细胞。该插图不仅展示了一个主细胞,还展示了一个事实,即它会产生其他细胞,这些细胞本身也是进一步专业化的主细胞。

亚历山大马克西莫:1909年,俄国人 Alexander Maximow 提出了一个理论,即所有血细胞都来自一个单一的祖先细胞,现在我们知道这个想法是正确的。血细胞来自造血干细胞,能够制造从携带氧气的红细胞到抵抗病原体和毒素的白细胞等一切物质,使身体免受有害物质的侵害。

佛罗伦萨萨宾:1936年,美国人佛罗伦萨·萨宾毫不含糊地指出, 兔子的各种白细胞均起源于一个主细胞。他们还报告说骨髓中存在干细胞。他们进一步指出,辐射会对它们造成伤害,受损的细胞会导致贫血,某些类型的白细胞看起来 几乎 像淋巴细胞,但又不完全是。最后的观察表明专业化程度较低,因此有能力进一步专业化。

乐华史蒂文斯:1953年,美国研究员勒罗伊·史蒂文斯 (Leroy Stevens) 发现老鼠的睾丸肿瘤含有大量不同的未分化细胞,包括那些导致骨骼、毛发等的细胞。

E. 唐纳·托马斯:1957年,E. Donnall Thomas进行了一次成功的骨髓移植手术。这为他赢得了诺贝尔奖。骨髓移植成为成人和儿童的标准程序。今天,医生仍在使用它们来应对各种癌症。

詹姆斯·蒂尔和欧内斯特·麦卡洛克:1963年,加拿大医生Drs。James Till和Ernest McCulloch发表了一篇论文,证明小鼠的主血细胞分化 成不同的细胞系:红细胞系、粒细胞系和巨核细胞系。这证明了干细胞的存在(尽管有趣的是,科学家们从未使用过这个术语,而这个术语在当时已经很成熟了),并且确定它们是如何分化的确实是向前迈出了一大步。

然而,考虑到“干细胞”一词的先存性质以及Sabin博士进行的开创性工作,这两位科学家可能无法将这一发现完全归功于他们。所有这一切,尽管加拿大有很多人不同意。无论如何,最后两个代表了谁真正“发现”了干细胞的最后一种可能性。未来的发现将与它们是什么以及它们的使用方式有关,但与它们的普遍存在无关。

罗伯特古德:1968年,美国医生罗伯特·古德 (Robert Good) 使用他姐姐的供体细胞,对一名免疫缺陷儿童进行了首例成功的骨髓移植手术。孩子长大成人,过上了健康的生活。

谁发现了间充质干细胞

间充质干细胞 (MSC)是一种特殊类型的干细胞,可以分化成多种细胞类型,包括成骨细胞、软骨细胞、肌细胞、脂肪细胞和其他细胞类型。

1924年,出生于俄罗斯的研究人员亚历山大·马克西莫 (Alexander Maximow) 利用组织学鉴定了间充质内的一种前体细胞,这种前体细胞可以分化成多种血细胞类型。虽然间充质干细胞 (MSC) 一词尚不存在,但这是已知最早提及的MSC。

间充质干细胞 (MSC) 的发现通常归功于AJ Friedenstein及其团队,他们于1976年在骨髓中发现了它们。

Arnold Caplan 博士也被称为“间充质干细胞之父”,因为他在发现间充质干细胞的特征、磨练分离它们的技术以及学习在培养物中有效地培养它们方面发挥了重要作用。Caplan 博士现在用首字母缩写词“MSCs”来称呼这些细胞,因为他认为它们是周细胞,在对损伤或炎症做出反应时会变成MSCs。

谁发现了诱导多能干细胞?

诱导多能干细胞(也称为iPSC或iPS细胞)是分化的细胞,可重新编程为胚胎样状态。源自皮肤或血细胞的iPS细胞没有争议,因为它们是由成体细胞制成的。作为多能干细胞,它们可以产生构成人体的几乎所有组织。

iPS细胞的发现被广泛归功于京都大学的Shinya Yamanaka博士。

2006年8月,Yamanaka博士和他的团队首次从成年小鼠成纤维细胞中生成了iPS细胞。到2007年,Yamanaka博士的团队以及威斯康星大学 James Thomson领导的研究团队同时从人类细胞中生成了iPS细胞。Thomson的团队在2007年发表在《科学》杂志上的一篇题为“源自人类体细胞的诱导多能干细胞系”的文章中发表了他们的发现。

2012年,山中伸弥因发现成熟细胞可以重新编程成为多能细胞而获得诺贝尔生理学或医学奖。

谁发现了胚胎干细胞 (ESC)?

胚胎干细胞是可以产生构成人体的所有组织类型的细胞。这些干细胞正在支持新药的研究,正在探索疾病逆转,并被用来创造健康的新组织来治愈伤口。

1981年,英国卡迪夫大学(当时在剑桥大学)的马丁·埃文斯(Martin Evans)率先从小鼠身上分离出胚胎干细胞。

26年后的2007年,他因开创性发现了有关胚胎干细胞和DNA重组。

直到1998年,研究人员才从人类身上分离出胚胎干细胞。它首先由麦迪逊威斯康星大学的 James Thomson 博士实现。巴尔的摩约翰霍普金斯大学的 John Gearhart 博士也在同年实现了这一壮举。

学习分离干细胞

到20世纪70年代,科学家们普遍了解了干细胞如何在体内繁殖分化细胞。然而,他们还没有开发出隔离和使用它们的技术。从1970年代到今天,科学家们一直在开发越来越具体的技术来帮助他们从小鼠、其他动物以及最终人类中提取干细胞。

这些细胞已显示出治疗一系列免疫缺陷疾病、癌症、先天性疾病和损伤的希望。

在仔细研究了帮助发现干细胞的主要参与者之后,接下来自然会出现的问题是 它们是何时 发现的。现在,这是一个很难回答的问题。

干细胞是什么时候发现的?

虽然这是一个有争议的问题,但发现干细胞的功劳通常归功于詹姆斯-蒂尔和欧内斯特-麦库洛赫。当然,许多其他研究人员也做出了贡献,包括恩斯特-海克尔、阿图尔-帕彭海姆。

当考虑 “何时发现干细胞?”这个问题时,重要的是了解什么才是真正发现干细胞。有些人认为,第一个将受精卵确定为干细胞的科学家-恩斯特-海克尔(Ernst Haeckel)应得的荣誉,因为他是一个正确地指出这个基础细胞最终成为所有其他细胞的人。然而,他对这一现象的理解并不完全充实。

如果算上对干细胞分化为更多特化细胞的理解,那么获胜者是1905年的阿图尔-帕本海姆,他的预言图在一个多世纪里没有什么变化。然而,大多数人把最后的功劳归功于加拿大团队,詹姆斯-蒂尔和欧内斯特-麦库洛赫,因为他们在实际分离不同干细胞系方面取得了惊人的成就。

在一天结束的时候,也许不可能将如此巨大的医学领域的单一 “发现 “确定下来。要了解我们对干细胞的了解,需要的知识总和是巨大的。这也要归功于一些不同的男人和女人。这几乎可以肯定,在未来的几十年和几个世纪里,也会突出新的明星。

目前,更有用的追求是了解干细胞类型存在的原因,以及它们对今天和未来的行业意味着什么。

干细胞治疗疾病的历史

对干细胞进行的历史性研究开始于一个非常学术的环境。后来,它自然而然地进展到治疗植根于血液或骨髓的疾病。由于造血干细胞相对容易获得,而且不需要任何操作(干细胞已经大量存在于血液中),所以很容易将其用于输血和移植。

事实证明,用干细胞治疗其他类型的疾病,就比较棘手。例如,实体肿瘤对干细胞治疗的反应并不理想。然而,这并没有阻止研究人员的尝试,他们继续设计和执行研究,旨在利用干细胞治疗许多类型的癌症。

这个领域的成功将证明对转移性癌症特别有价值。在疾病的这个阶段,癌症已经超越了局部的起源点。任何干细胞能够寻找所有受影响的区域并治愈它们的治疗方法,都将被誉为该领域的革命。然而,研究仍远未达到这一点。

今天,最有希望的新可能性之一是治疗退行性疾病,如类风湿性关节炎骨关节炎。这两种情况都是源于体内组织的崩溃,而这些组织无法得到重建。身体天生就有所有的软骨。因此,当它在关节中破裂时,就是这样了。一旦软骨坏了,病人就会感到极度不适或疼痛,因为骨头之间没有任何润滑或缓冲。

干细胞可能会改变这种情况。在一种越来越普遍的治疗中,医生从病人的血液或脂肪中提取干细胞。然后他或她利用各种技术之一将它们分离出来。以血液为例,医生使用的是无血球机。这种仪器分离出造血干细胞,并将剩余的血液送回身体。然后,医疗机构将分离出这些细胞,必要时在实验室中培养,添加生长因子(帮助建议干细胞 “做什么 “的激素),并将其注射回患者体内。在脂肪来源干细胞的情况下,这有时可以在门诊中进行。

一旦干细胞被引入受影响的部位–例如膝关节或肘关节–它们通常会发挥治疗作用。这方面的机制并不完全清楚。然而,研究人员发现,当干细胞被引入受损环境时,它们可能会作出反应,发出影响愈合的提示。例如,目前的研究表明,间充质干细胞的力量源于它们调节免疫反应和影响人体自身再生机制的能力。

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