《生命3.0：正在發(fā)生的未來》系列
第004篇深度好文 | 10分鐘閱讀
作者簡介：尹燁，華大基因CEO，哥本哈根大學博士，在Nature、PNAS等國際頂級學術期刊發(fā)表論文60余篇，一位科普大V。
/ 本文要點 /
再生醫(yī)學的第一性原理；
物種演化的多種策略；
如何實現(xiàn)生命的可逆；
腫瘤以后，人類的下一個死神。
1
再生醫(yī)學的第一性原理
我們把細胞想象成一輛車，基因就是這個車的發(fā)動機。
基因是所有生命信息的物質(zhì)載體，是一套邏輯，是一套程序，是一套算法。
執(zhí)行這套邏輯，執(zhí)行這套程序執(zhí)行這套算法的就是細胞。所以我們稱細胞為生命的載體。
我們以前也不知道人類是多細胞生物，就覺得自己是一團肉而已。直到1665年，羅伯特·虎克發(fā)明了顯微鏡。
他用自制的顯微鏡，觀察一個軟木的切片，這個時候他看見了原來軟木的切片在顯微鏡下能夠被拆成一個又一個的小格子，于是他把這個小格子定義成“cell”，細胞。
圖：顯微鏡下的細胞
但人類真正在醫(yī)學上對這個細胞有本質(zhì)理解，是來自兩個德國科學家，一個叫施萊登，一個叫施旺。他們發(fā)現(xiàn)：細胞是由細胞產(chǎn)生的。
簡單說，人是生出來的，而不是造出來的。細胞是由細胞產(chǎn)生的，這就意味著，不管是癌細胞或是任何一種細胞，它必將是由它的上一代細胞變成的。
癌細胞是由正常細胞變成的，而癌細胞也可以變成其他的下一代的癌細胞。
這個“細胞一變二”的簡單道理，卻是今天所有再生醫(yī)學的大道真理。
人類之所以覺得我們開始接近永生，很大程度上是因為把一些細胞逆轉(zhuǎn)為具備干細胞特性上取得了一些進展。
2
永生的秘密
我們?yōu)槭裁磿?，我們?yōu)槭裁磿?，我們?yōu)槭裁床荒軌蛴郎科浔举|(zhì)上講，是因為我們在從單細胞向多細胞的演化過程中，喪失了細胞分化的全能性。
舉個例子，為什么我們成人再學一個外語會很難？是因為你已經(jīng)被你的母語馴化，你的肌肉群只有講母語才會舒服，這個時候再形成一種新的肌肉記憶是非常困難的。
很多歐洲的小國家，比如比利時的人通常都會講3~4國的語言?？勘钡臅v荷蘭語，靠中部的會講德語，靠南部的會講法語，他們自己可能還會再學習英語。但是這是他們在非常小的時候就已經(jīng)學會了的。
單細胞沒有分工，所以它什么都要會，什么都能變。社會分工程度越高的群體，其中的每一個組織就越智慧，從而只能允許個體進行一個專門的事。
人類因為演化得過于高等，我們身上越來越多的細胞喪失了分化的全能性。
從單細胞到多細胞這個過程中伴隨著單個細胞多樣化的丟失，但群體的配合卻使得這個物種的基因可以快速地從本體繁育再到體外去繁育，換言之這也是我們一種演化的策略。
俗話說無心插柳柳成蔭。我們養(yǎng)個綠蘿，只要掐一個綠蘿往水里一放，它就可以生根發(fā)芽，繁榮地一直長下去。
大家聽過植物得癌癥嗎？好像沒聽說過。植物的任何一個細胞都具備著分化的全能性，這就是無心插柳柳成蔭的一個根本的要素。
當植物長出了癌癥細胞的時候，其實無所謂。因為它每一個細胞換言之都是癌細胞，或者說它的細胞之間可以對調(diào)，所以植物某種程度上講是不得癌癥的。
圖：樹瘤
一種愈傷組織，在樹木受傷后，由細胞無性繁殖形成的
切掉尾巴以后，蚯蚓總會按照自己喜歡的方式長出另一半。因為它的基因會通過一系列的程序調(diào)動它目前殘存的一些物質(zhì)，快速對身體進行修復。低等的蝸蟲、線蟲都有這個本事。
再高一等，比如說到螃蟹，我們從環(huán)節(jié)動物走到了節(jié)肢動物，螃蟹能干什么呢？長鉗子，掉一個鉗子自己可以長一個鉗子。
往上升，升到我們的脊椎動物，比如說，爬行動物壁虎，壁虎會干什么？會斷尾巴，來獲得它的生存。如果壓住了它的尾巴，為了逃命它會丟卒保車。
再給大家看一個動物，裸鼴鼠（見下圖）。長得非常丑，但它有種很神奇的特點：它是一種長壽而無癌的動物。
這個動物我們距今發(fā)現(xiàn)也就是30多年，挖出來的那只裸鼴鼠還保持著年輕化的特性。
圖：裸鼴鼠
我們推測它的壽命能達到40~50年。老鼠只能活1~5年，同樣都是嚙齒類的，它為什么可以一直活呢？
因為它有雙層的細胞來保證它不得癌癥，如果有一層細胞得了癌癥，它就會用第1層細胞把它對調(diào)。然后第2層繼續(xù)變成雙層。
就像《侏羅紀世紀》里面的一句臺詞：生命總會找到出口。隨著物種越來越高等，它細胞分化的選擇性是在減弱的，但是大家各有各自的解決辦法。
3
人為什么會衰老和死亡
一旦精子進入卵子，受精卵形成，就會開始細胞分裂：一個受精卵變二，二變四，四變八，到八細胞階段的時候，都是細胞均值分化階段。
我們通常做試管嬰兒的時候，最早可以在第3天也就是八細胞階段做移植。
但絕大部分人也會選擇更加穩(wěn)妥的方案，再讓它走一步，繼續(xù)等待差不多5天之后就進入到了囊胚期，這個期間的細胞都稱之為胚胎干細胞。
圖：受精卵形成與細胞發(fā)育
胚胎干細胞可以做很多的分化。即使變成了成人，也依然有自己的成體干細胞，從而可以誘導成誘導型多功能干細胞。這個干細胞的機能和胚胎干細胞的機能差不多相當于90%左右。
我們希望從成人體內(nèi)能夠找到一個盡量接近于胚胎干細胞的這樣一個細胞，以實現(xiàn)生命的可逆。
這個過程非常復雜，人類的細胞在外胚層已經(jīng)分化成了不同的器官或組織的類型。
比如說外胚層會變成神經(jīng)管，會變成神經(jīng)嵴，會變成表皮，神經(jīng)管又可以變成中樞神經(jīng)系統(tǒng)，周圍神經(jīng)系統(tǒng)。神經(jīng)嵴變成了我們的牙還有面部的各種軟骨。
再往下是我們的內(nèi)胚層，然后內(nèi)胚層就變成造血干細胞。定型內(nèi)胚層會演化成我們體內(nèi)的大部分的器官。
然后就是我們的血液系統(tǒng)。我們是從造血干細胞變成了兩類，一類變成血液，還有一類則變成淋巴，它們分別是負責循環(huán)和保衛(wèi)。
現(xiàn)在越來越多成人會去存儲自己的白細胞，因為未來疫治療，最好的方式就是用你年輕的時候的免疫細胞，把它誘導成這可以對付癌癥的細胞。
人類就是這樣從一個受精卵，經(jīng)過大概40周逐步變成一個成體的人。這個過程中我們細胞的全能性也在逐漸地降低、分化，最后成為了一個有多個器官，多個組織，200多種終末細胞的一個人類個體。這是人類細胞分化的全過程。
我們會衰老，其原因就是在于我們的細胞的凋亡和老化是不可避免的。
我們的紅細胞基本上120天就要更新一次，我們有時候搓臉，覺得有很多死皮掉下來，其實是我們的表皮細胞壽終正寢了。
有很多腫瘤在我們年輕的時候不發(fā)作，老的時候發(fā)作，就是因為我們體內(nèi)的免疫細胞老了。它們是一群跑不動的警察了，跟不上腫瘤這種逃逸和轉(zhuǎn)化的速度，就變成了細胞的衰老和死亡。
4
長壽的障礙
不能再生的神經(jīng)細胞
任何器官都可能發(fā)生類似癌癥一樣的病變，但有一種細胞很不一樣，就是我們的神經(jīng)細胞。
神經(jīng)細胞是一種沒有生命周期、高度分化、終生不再分裂的細胞。
圖：神經(jīng)元細胞
神經(jīng)細胞長得非常奇怪，我們叫做樹突狀的細胞。它周圍長出了很多的突觸，這些突觸是干嘛的呢？這些突觸的連接恰如我們一個晶體管里面的0或1，它是決定通或不通。
我今天能認識梁冬老師，就是因為他的圖像以某一種方式傳遞給了我，而我以一種神經(jīng)元的連接方式把這個事情記下來了。
下次我看見梁冬老師，同樣的圖像信號重新讓我連接到這個神經(jīng)元，我就知道這是梁冬老師。
大家現(xiàn)在明白神經(jīng)細胞，為什么不能隨便再生了吧。如果神經(jīng)細胞也隨便再生，我們就記不住任何東西了。
剛剛建立起來的神經(jīng)元就像我們下圍棋下成一個殘局，你把它洗了重新下，那么前一盤棋下成什么樣我就忘掉了。所以神經(jīng)細胞不能再生是人類有長期記憶的基礎。
醫(yī)學界至今依然比較頭大的就是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病，最典型的就是阿爾茲海默癥和帕金森。
神經(jīng)細胞不能再生，而且這個系統(tǒng)被保護得太好了。如果大腦神經(jīng)出了問題，因為有血腦屏障，就算給人體打藥，但這些藥物進不到我們的腦脊液，也就是說不能進入到我們的大腦去起作用。
腫瘤我們已經(jīng)研究得很透徹了，只是說今天還沒有足夠多便宜的藥物去對抗腫瘤。神經(jīng)性退行性疾病就是導致人類死亡的下一個死神。
然而生命科學唯一不例外的就是例外，我們現(xiàn)在研究的就是怎么樣神經(jīng)細胞能夠重新再生。
但是到今天為止，我們沒有任何人知道阿爾茲海默的真正成因，我們只是知道這個病的診斷標準。我們認為有可能通過干細胞來促使它重新生長，是一個可能的道理，但也未必就一定搞得定。
解決腫瘤問題，人類壽命平均能提高到90歲，解決阿爾茲海默問題，我們就看見了人類集體走到100歲的希望。
這就是我看得見的這個世紀我們能見到的百歲人生的夢想。
. 未完待續(xù) .
生命3.0 ：正在發(fā)生的未來系列
講者：尹燁
文字轉(zhuǎn)錄：陳暉
編輯：Lake
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