我們身體中的數十億個細胞是如何產生的呢?在動植物體內,有一類未分化的細胞可以產生機體從出生到死亡所需要的每一種細胞。一旦生物體走向成熟,這些未分化細胞便可以產生功能器官或組織所需要的一係列特化細胞。這一類未分化細胞便被稱為幹細胞。隨著科技的發展與組織顯微解剖技術的崛起,有證據顯示人體內大多數器官與組織都具有自己的幹細胞,可以分裂分化形成成熟的功能細胞。從某種程度上來說,我們可以將幹細胞想象成一張空白的畫布,其上印著許多隱藏起來的細胞圖片。不同的蛋白質組合(生長因子)或其他刺激物(如接觸到細胞的脂質或糖)可以刺激幹細胞分裂,並使子細胞的特征發生變化。在本章中,我們將簡要介紹幹細胞的類型及其來源。
簡單地說,幹細胞主要包括兩種類型,分別為胚胎幹細胞與成體幹細胞(如圖16所示)。在新生個體出生、孵出或萌發前後,其體內便可觀察到成體幹細胞的存在,其生物學特性與胚胎幹細胞有所不同。發育過程中的幹細胞原型為合子,它是由卵細胞與**融合所產生的,具有產生體內各種類型組織與細胞的完全“潛能”,這一特征又被稱為“全能性”。隨著胚胎的生長,體內開始出現“多能”的幹細胞,其潛能受到了一定程度的限製。這些細胞通過分裂與分化,形成了主要的胚胎幹細胞類型,即哺乳動物的胚層,然後進一步發育為器官與組織。從胚胎到成體,我們的細胞生長都依賴於以下幾種類型的細胞:(1)“多能”細胞,這一類細胞在分裂與分化後可以產生相關細胞家族中不同類型的細胞;(2)“寡能”幹細胞,如骨髓血細胞等,它們會受到更多的限製,僅能產生少數與之緊密相關的細胞;(3)“專能”幹細胞,如肌肉細胞,它們隻能產生一種類型的細胞。祖細胞或祖幹細胞一詞通常用於描述那些仍能快速分裂但尚未完全分化的細胞。成體祖細胞具有組織修複的功能,它們可以通過產生特定細胞類型來維持可更新器官的正常運行。