什么？尿液也能開啟“造人”新可能？

長久以來，在大眾的認知范疇里，尿液這種人體排出的物質，其應用場景被牢牢禁錮在當作肥料的狹小圈子里。當然，醫學領域中也有觀點認為尿液具備治病功效，只是這一說法在不少人眼中，宛如無稽之談，被視作歪理邪說，遭受著質疑與否定。

然而，在生物科學家的眼中，尿液一直都是寶。做過體檢的人想必都知道尿檢這一項目，它的存在并非偶然。尿液作為人體主要的代謝廢物之一（當然還有糞便和汗液），尿液中包含了人體無數代謝的產物，而這些產物，可以直觀的反映出人體內各種代謝的狀態，這也是著名的代謝組學的依據之一。目前對尿液的代謝組學研究可謂是汗牛充棟。這一點足以佐證尿液的意義。

然而，本文卻要說的是一個更新的東西，尿液提取細胞來轉換為干細胞。那么咱們就從干細胞聊起吧。

01，干細胞有什么作用？

先啰嗦的介紹下干細胞吧。大家都知道，干細胞是個好東西，這東西具有一個重要特征就是分化潛能。就是可以分化成各種組織、器官，甚至，重新分化成一個個體的潛能，被稱為萬能細胞。

干細胞分類

最典型的干細胞就是胚胎干細胞，這個細胞可以完整發育成一個人（受精卵也可以認為是干細胞，比如多胞胎）。但是隨著人的成長，干細胞的全能性會受到影響。對于一個成年人，你要想找到一株全能干細胞，幾乎是不可能的。

但是我們可以找到全能性不那么高的干細胞，比如，造血干細胞，相信大家聽過骨髓移植來治療白血病吧，其實就是移植造血干細胞。類比的，我們可以通過誘導各種器官的干細胞來讓其發育成一個完整組織，這樣，我們幾乎可以無懼任何疾病了，心臟有問題，直接誘導一個心臟出來，肝臟有問題，誘導一個肝臟。

怎么樣，很興奮吧。

02，理想和現實差距有多大？

但是，我們發現，我們本身存在以下問題

1，人體干細胞極其稀少

2，我們無法分離人體的干細胞。至少，除了骨髓，大部分人體的干細胞我們無法獲取（事實上，我們都不知道這些干細胞存在于什么地方）

3，大部分干細胞潛能太低，甚至，讓它分化為自身組織都挺困難的，最多是修修補補

4，人體的干細胞會衰老，所以不要指望干細胞源源不斷的去修復身體各個組織，最后成為一個特修斯之船

這就惱火了，本來有了干細胞，長生不老不在話下，但是現在干細胞存在這么多問題，難道我們注定要坐以待斃。

Of course not。既然干細胞可以分化成為各種組織細胞，那么，我們能否讓時光倒流，呸，不對，是讓這個流程倒流，讓各種組織細胞恢復到干細胞呢？答案是\(^o^)/YES!

03，通過體外轉換體細胞真有可能嗎？

2006年日本京都大學Shinya Yamanaka在世界著名學術雜志《細胞》上率先報道了誘導多能干細胞的研究。他們把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉錄因子基因克隆入病毒載體，然后引入小鼠成纖維細胞，發現可誘導其發生轉化，產生的iPS細胞在形態、基因和蛋白表達、表觀遺傳修飾狀態、細胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細胞相似。

看到沒，讓一個成熟的組織細胞恢復到了胚胎肝細胞哦，這東西可是萬能細胞，能夠直接分化成為一個人的哦。

這東西可比什么克隆更牛逼。比如克隆羊多利是把一個成年綿羊身上提取體細胞，然后把這個體細胞的細胞核注入另一只綿羊的卵細胞之中最終新合成的卵細胞在第三只綿羊的子宮內發育形成了多利羊。說穿了，本質上只是一個體細胞重新發育成個體，但是這個體細胞由于已經發育了多代，無法避免海弗里克極限問題（正常細胞是有代數的，不是無限的，無限的那是癌），所以克隆羊從出生就是老態龍鐘的了，很快就死了。

而胚胎干細胞可以讓你像一個嬰兒一樣，真正的年輕，真正的從零開始。

所以，這個發明，可以說是開天辟地式的，因此，06年發文章，2012年就拿了諾貝爾獎，似乎是生理醫學類最快的一個（要知道DNA雙螺旋這么偉大的發現都經歷了9年）。

諾，就是這個大神，山中伸彌（還是很有范的，比11g好看）

順便說一下，由于山中伸彌的成果太過轟動，引發了整個生物領域的震撼。大家那么苦逼，做幾十年才能拿諾獎，而這個東西這么輕松，開啟了新世界的大門。于是有人在想，山中伸彌先生的方法其實還是有點復雜，能否有更加簡單的手段呢。

于是，有個人冒出來了，就是這個更加出名的小保方晴子

小保方晴子，早些年科研領域最火的人，哈佛學術女神，無數生物人難以望其項背，估計連希格斯都被她蓋過了風頭，結果在最巔峰的時候爆出了造假丑聞，毀了。

上面說了那么多，就是告訴你一個事實——那就是，通過體外轉換體細胞，我們可以獲取干細胞。目前為止，幾乎所有的組織，都可以用這種技術來轉換成為干細胞。

04，尿一個人真成為一種可能了

但是，組織的來源是個很大的問題，如何非侵入性獲取細胞呢？比如，拿你的心肝肺組織來做干細胞，肯定沒問題，但是，那需要侵入式損傷（切除或穿刺），即便你說好吧，用皮膚細胞，那也是一種破損行為。

而今天，我們要說的是，非破損的，比無痛人流更簡單的做法，就是尿液中提取細胞。

2012年，中科院廣州生物醫藥與健康研究院（GIBH）的Miguel A. Esteban和裴端卿研究組在Nature Protocols雜志上發表了一項重要成果。他們成功從尿液中獲取細胞，并用病毒載體引入重編程因子，將這些細胞重編程為iPSC。這項研究為iPS研究者們提供了一條非侵入性的細胞獲取途徑，使人類尿液中的細胞成為了iPSC的一個理想來源。

2013年，他們再接再厲，裴端卿和潘光錦研究組使用不整合到宿主基因組的載體（episomes）引入重編程因子，將人類尿液中的細胞重編程為iPSC，并最終誘導其生成了神經干細胞。這項研究當時發表在Nature Methods雜志上。

當然了，有的時候，人尿液里的細胞啊，活性不足，導致后續的“干”性不足，怎么辦?于是，潘光錦又在Stem Cell Reports上發表了新的研究，在該研究中，他們通過優化尿液細胞重編程方案，大大提升了的重編程效率。

于是，到此，尿液提取細胞再進一步轉換為干細胞的障礙基本消除了。于是，今后，尿一個人成為一種極大的可能了。

參考文獻

Zhou T, Benda C, Dunzinger S, et al. Generation of human induced pluripotent stem cells from urine samples[J]. Nature protocols, 2012, 7(12): 2080-2089.

Wang L, Wang L, Huang W, et al. Generation of integration-free neural progenitor cells from cells in human urine[J]. Nature methods, 2013, 10(1): 84-89.

Li D, Wang L, Hou J, et al. Optimized Approaches for Generation of Integration-free iPSCs from Human Urine-Derived Cells with Small Molecules and Autologous Feeder[J]. Stem Cell Reports, 2016.