干细胞用于修复缺损和再造器官，是再生医学领域的研究热点。近日，斯坦福大学医学院的研究人员在该领域有重大突破，他们能够巧妙地指挥干细胞迅速分化为所需的细胞类型，并已成功应用于12种细胞类型的获取。更关键的是，从干细胞诱导分化得到特化细胞，只需要5-10天。相关成果已发表在顶级学术期刊《Cell》上。

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，按发育阶段可分为胚胎干细胞和成体干细胞，按发育潜能可分为全能干细胞（例如受精卵）、多能干细胞（例如造血干细胞和牙髓干细胞）和专能干细胞（例如皮肤基底干细胞）。干细胞在一定的诱导环境下可分化为多种功能细胞，这是一个由诱导分化因子精细调控的过程。要想让干细胞听话，分化成所需类型细胞，完全取决于对诱导因素的精准调控，十分不易。

只用数天就能让干细胞分化成特化细胞，这究竟是如何做到的？斯坦福大学的科学家参照大量动物发育模型的发育生物学参数，精确调控干细胞分化信号通路，使其选择性分化成特殊的组织器官前体细胞。

干细胞分化

他们选择胚胎干细胞进行初始培养，设定了特殊的诱导信号分子环境，例如调控NT、BMP和Hedgehog等分化诱导分子水平，来使胚胎干细胞精确定向分化成的特殊前体细胞（能够发育成特定组织器官），减少多向分化。利用这种方法，他们能够在数天内获得高纯度的12种特殊前体细胞。这些特殊前体细胞的特性，理论上能够发育成心肌、骨骼肌、结缔组织、骨、血管、各类血细胞、软骨、部分肾脏和皮肤组织。他们已经能够做到，将有关的特殊前体细胞移植到小鼠体内，生成人体骨骼和跳动的心脏细胞。

“我们下一步计划是要通过动物模型来证实，所获得的各种特殊前体细胞，能否用来再生特定组织器官，甚至能否用来治疗疾病。”参与此次研究的Kyle Loh博士说。

“再生医学的关键在于，能否让人体多能干细胞分化成能够移植到患者体内发挥应有功能的特定组织干细胞（特殊前体细胞）。”斯坦福干细胞生物与再生医学研究所主任Irving Weissman博士表示。

跟其他来源的干细胞相比，牙髓干细胞的分化和再生能力是它们的三倍以上，且收集方便。如果干细胞诱导分化得到特化细胞，只需要5-10天的话，将是对牙髓干细胞应用前景和医学价值的又一步巨大的提升。