从一个细胞开始

肿瘤干细胞的理论 1997年，加拿大科学家约翰·迪克提出癌细胞也有层级结构，类似于造血干细胞的分化层级，后者是詹姆斯·蒂尔和欧内斯特·麦卡洛克在30年前研究血液时提出的。迪克在加拿大安大略癌症研究所工作，蒂尔和麦卡洛克是他的前辈。同两位导师一样，迪克也通过细胞移植来评估干细胞活性。只不过在迪克的化验方法里，一种细胞具有干细胞活性的表现并不是它能否治好动物的血液病，而是它能否使动物患上癌症。首先，迪克研发了一种实验方法，设法将人类的白细胞移植到患有免疫缺陷的小鼠身上（只要摧毁动物的免疫系统，它们就能接纳来源于人类的移植物）。只有当细胞的数量超过100万个时，移植实验才能取得成功，这意味着绝大多数白细胞都不具备形成肿瘤的能力。其次，通过稀释细胞（蒂尔和麦卡洛克的方法），迪克确认这些“引发白血病的细胞”极其稀有：平均而言，每250000个白细胞里只有一个细胞能导致受体小鼠患上白血病。 为了鉴别这种大海捞针般的稀有细胞，迪克以是否拥有两种表面蛋白为标准，对白细胞加以分类：这两种标记分子的名称分别是CD34和CD38。把细胞归入4个可能的类别之后（这4个类别分别是两种分子都呈阳性，两种分子都呈阴性，或者其中一个呈阳性而另一个呈阴性），迪克检验了每一个类别的细胞，看它们是否有引发白血病的潜力。结果只有CD34呈阳性且CD38呈阴性的细胞能引起白血病。那么结论就再简单不过了：只有这个类别的细胞具有散播白血病的能力。 人们把迪克的假说称为“肿瘤干细胞理论”，它的观点是，肿瘤是由两种癌细胞构成的整体：干细胞（负责支持肿瘤的生长，数量极少）和非干细胞（没有自我更新能力，占肿瘤细胞的绝大多数）。迪克的理论与罗伊·史蒂文斯和巴里·皮尔斯通过研究畸胎瘤提出的模型惊人地相似，史蒂文斯和皮尔斯发现，畸胎瘤的细胞有分化和未分化两种形态，只有后者能形成新的畸胎瘤。20年来，科学家一直在用类似的移植实验鉴定几乎所有实体肿瘤、白血病和淋巴瘤里潜在的肿瘤干细胞。 肿瘤干细胞理论最极端的形式认为，肿瘤的生长潜力全部来自一小部分细胞，也就是肿瘤干细胞。如果这种说法是对的，那么它会深刻地影响医学。正常情况下，医生评价一种抗癌疗法是否有效的依据是看它能否缩小肿瘤的总体积。按照这个标准，能够使肿瘤迅速缩小的疗法就是最好的疗法。然而，即便是这样的疗法也很少能彻底治愈癌症，而肿瘤干细胞理论正好可以解释这种现象：虽然标准治疗的药物杀死了肿瘤的大多数细胞，却没有伤到肿瘤干细胞的筋骨，幸存的干细胞会继续分裂，萎缩的肿瘤势必卷土重来。 相对而言，或许治疗癌症的终极手段是研发这样一种药物，它只会杀伤癌症的干细胞，而对肿瘤里的其他细胞秋毫无犯，这才是真正的对症下药。倘若有朝一日，这样的药物真的能问世，那么它的功效将完全不一样：起初，这种药似乎没有什么效果，因为它攻击的目标（肿瘤干细胞）只占肿瘤的一小部分，但随着时间的推移，肿瘤会因为细胞损耗和后继无力而显示出疲态，它将渐渐衰弱，就像一团被抽走柴薪的炉火。 肿瘤干细胞理论是一种颇具争议的假说，它的对立学说相对简单一些，后者认为绝大多数肿瘤细胞都具有分裂的能力，而不只是一小撮特殊的细胞能够分裂。如果真是这样，为什么迪克等人的研究却显示，肿瘤里只有少数细胞具有引起肿瘤的活性？一种可能的解释是化验的方法存在误导性（这种风险在实验室研究里随处可见）：尽管在实验室的条件下，移植是一种鉴定细胞能否从零开始形成肿瘤的有效手段，但它或许不能精确地反映患者体内的实际情况。 还有一种可能性是，正如有的（正常）器官要靠干细胞的维护和保养，而有的器官只能指望并不复杂的细胞分裂维持运转，可能肿瘤也是相同的道理，即某些肿瘤有肿瘤干细胞及分明的细胞层级，而其他肿瘤的细胞层级则显得相当扁平。最后，就算肿瘤干细胞助长了肿瘤的生长，我们也很难想象如何才能研发一种只针对它们的疗法。虽然肿瘤干细胞理论是一种诱人的模型，但这种理论在临床中的应用很少，它还需要更多的证据才能为人所接受。

生命是从一个细胞开始，它的运作和生育，让人着迷于显性和隐性。许多的生物学者和科技学者在解码生命基因之迷，它可以追踪到生命的由来，也可以展望着生命的未来。目前对基因的摘录，已经在录取，翻译，制造，三方面取得了长足的进步，它的组成有DNA，RNA，染色体，对于遗传学的基础已经能分出先天基因和后天培养环境的变化了。对于干细胞的培养，目前进入伦理和法制的矛盾中，胚胎算不算生命？在基因序列里提前筛选，算不算不公平的对待？在癌症的攻克上，人们对细胞的生长，复原，异体移植，血液再生，器官再造，已经看到曙光。对于基因对人类生育繁殖，已经能够救助不断下跌的出生率了。在针对一些精神分析，和后天运动神经的传递，大脑的运作，目前还处于黑箱状态，让人着迷的就是在化学和物理的原始汤中如何能创造生命。把细胞最小单位的合子，运用到最好的价值，也许可以找到外星球类似的生命，在细胞的内部语言和社会结构的调整清楚，也许人类可以躲过世界大爆炸，类似恐龙灭绝时期，让人类的寿命，在一定程度，又得到延长。

从简单到复杂，能够从各种遗传信息之中完成了生命的构造，本来以为完事大吉，突然发现从分子角度来说已经得到了充分认识，但是从细胞实现的角度来说，还是没有实现复杂性跃迁，或者人类已经认识了很多，但是存在着更多没有认识的知识。细胞作为信息的载体来进行复制各种状态，每个功能相似的细胞，但是其中产生的内容还是存在着差异，细胞算是我们下个认知和改造的目标。我们每个个体都是从一个受精卵的分裂来得到了个体，把遗传信息实现的过程，产生了若干非常有意思的研究内容。从一个细胞分裂得到了差不多与宇宙星球数量相当的组成体，在很短时间完成了这个分裂过程，相对于地质时间就是非常简短的，在这个分裂过程，特别是母细胞和元细胞的分裂似乎给我们带来了各种治愈的希望，我们也可以称之为干细胞，差不多 z 是二十世纪生物领域最为重要的研究方向，而且也诞生若干诺贝尔奖，但是也产生了若干造假的丑闻，科学本身上升到了国家和民族名誉的角度就会产生若干不正常的现象。从控制细胞的角度来说，我们当下的能力似乎还是存在着若干有意思的研究内容，最近听了一些合成生物学的研究报告，发现了我们似乎已经在遗传信息重构方面取得了若干成功，在研究螺旋结构的对称性，发现我们生命都是左螺旋结构，竟然有人合成右螺旋的结构，听到了这样研究竟然被震惊了，包括遗传物质和化学反应，得到了分子量达到了数千万数量级的大分子，达到了人类完全可以合成的边界，但是距离真正得到那些可以人造生命还是存在着距离，但是似乎面临着若干伦理学的挑战，甚至很难获得我们大多数科学群体的认可。生命的自然属性很快就会变成了人造与自然的结合状态，能够结合着我们不断改变政治态度来获得研究进展的认知。

本书揭示了现代生物学从无到有的发展路径，既有科学知识的记叙，又有幽默诙谐的描述，还带有一些引人深思的哲学思考，读来引人入胜。一群对科学怀有无边热忱的人废寝忘食只为了解答出一个为什么，在这个过程中衍生出的种种技术造福了数不清的患者，科学的魅力也许就在此了。本书未完待续，接下来的精彩更待后人…

生命， 从一个细胞开始。 癌变， 是细胞对特化不满的抗争。 一百多年来，人类从一个细胞的问题开始研究，到现在，依然有很多未解之谜。但对于已经知道的黑箱功能，已经足够令人振奋。而未知，也是吸引科研人员前赴后继的魔力所在。 细胞在分裂过程中，会根据功能的不同，对细胞进行分化，特化。 所谓的分化，就是对细胞内的基因表达进行功能性的封禁，将细胞的功能固定，不需要的不做表达。譬如肝细胞，肌肉细胞，皮肤细胞等…… 其实每个细胞内的基因都是完整的，但是被特化的细胞内在分裂时，仅让需要的基因片段进行表达，进行蛋白质的折叠。就像人类对教师，律师，厨师等进行的分类，每类人掌握的技能有差异而已，用职业固定了下来，是一种表征，而并不是从事某一个职业的人不能做其他工作。 去分化，脱分化，就是将细胞的基因表达的分类禁制解除，重新具备细胞在胚胎时，所具备的原始的超级万能功能，所谓的干细胞也便是去分化后的超级原始细胞，类胚胎细胞，可以造“万物”。 当环境稳定的时候，被分化的细胞是稳定的，功能是稳定的，老老实实做他所处位置的牛马。一旦环境有变，受到刺激，个别功能细胞便有可能去分化，脱分化，脱分化就是一个解除基因功能被封禁的过程。 脱分化的细胞便是癌变，和最初的胚胎细胞没有分别，功能强大，能造“万物”，他能够调用周边的资源，进行分裂生长，至于想造一个什么东西，只有他自己知道。 癌变，感觉就是某个组织内一个细胞的修真者，终于脱去了封禁，瞬间变成胚胎时期的细胞老祖，不再接受组织的规则指挥，并且因为师出同门，其对组织内的资源调配相当清楚，在另立门户的过程中对原周边组织细胞进行异化。 …… 感慨，科技工作者对未知的探索，都是一点一滴的在向前迭代，有问题，有猜测，有验证，总有后人站在前人的肩膀上再进一步。 未知总是充满魔力，吸引着一批批的精英前赴后继，而将未知变为已知的快乐，便是动力。

一直觉得现在是最好的时代，我通常3-7天看完一本书，用很短时间承接别人几年甚至一辈子沉淀下来的认知；相当于站在无数人的肩膀上，不再用从零去抹黑探索，是这个时代最珍贵的馈赠。 前人要耗费数年、数十年，反复观察、试错、煎熬，才打磨出一个结论。达芬奇趴在一旁细细观察蜻蜓翅膀，没有高速摄像机，没有流体力学公式，全靠肉眼、草稿、一次次猜想；一代一代科学家，有的耗尽一生，有的甚至一生的研究被后世推翻。这些零散的思考、失败的实验、偶然的发现层层堆叠，到了今天就变成我们随手翻开的一本书，几天就能读完的“常识”。

关于胚胎生物学的科普。一百多年的发展，让我们初步在分子水平上对“从一个细胞分化成一个完整个体”的过程有了基本的“知其然”，但是在分子水平上对同样的过程“知其所以然”，还任重道远啊。

比起我们学习到的关于细胞和基因的“知识”，如何得出这些结论的过程甚至猜想甚至走过的弯路，是更值得我们去探究的，那是人类对现象思考的革故鼎新，是想象力放飞的奇迹。这本数很详细描述了细胞功能发现、基因与发育、癌症等与细胞相关领域发现过程及思想源流，并且适时里地把假设、猜想的过程通过提问提出引发读者思考，是本细胞类书籍中比较追根溯源的的好书。

科学家的事迹清晰流畅， 科学事实描述得简明易懂。 印象最深的是两个： 一是曼戈尔德和她的老师一起发现了胚胎细胞里的「组织者」，老师施佩曼在1935年因此获得了诺贝尔奖，但曼戈尔德自己却于1924年9月死于一场厨房的汽油加热器爆炸事故，年仅26岁…… 二是讲「原癌基因」和「抑癌基因」—— 比喻：前者像油门，后者像刹车。 本身没有固定的好坏，只取决于车辆当前的路况。 有些遗憾的是，讲癌症的时候完全没有讲到「端粒」，总觉得少了点什么。

这是一本不错的、专业的、较新的发育生物学普及读本。作者并不急于追赶迅速发展变化的专业知识，反之，作者补充了不少事件的来龙去脉。何以如此？作者说「1958年，物理学家罗伯特·奥本海默与一众编辑和记者分享了自己关于知识的看法。奥本海默主张，无论是本质还是结构，当今的知识都与从古代到19世纪的知识有根本的不同。因为知识增长的速度超越了人类学习的速度，哪怕最聪慧博学的人也不可能跟得上。」「今天，不仅我们的国王不懂数学，就连哲学家也不懂数学，要是再进一步，可以说数学家也不懂数学。」所以，我觉得自己读道了进化论，是否读道了专业知识甚至广义的知识倒在其次。