从进化论角度探讨干细胞分化及其干细胞巢分布规律

背景:造血干细胞、神经干细胞和诱导多能干细胞等越来越多的干细胞被发现,目前尚未出现关于干细胞分类和干细胞分化的统一理论;造血干细胞巢、肠上皮干细胞巢和毛囊干细胞巢等越来越多的干细胞巢被发现,目前尚未出现公认的干细胞巢形成和分布的统一理论;20年过去了,"不同种类干细胞巢的有序分布构成中医经络系统"的观点未能得到干细胞研究者(特别是中国的)重视。目的:从进化论角度探讨干细胞分化及其干细胞巢分布规律。方法:参阅《黄帝内经》等中医经典理论著作和人体解剖学著作,再一次从中医经络学说方向阐明干细胞巢在组织中的分布规律。参阅现代动物分类学著作,根据生物重演律、物种进化树和中医经络学说等探讨干细胞分化的规律。结果与结论:高等动物胚胎发育的三胚层阶段以极其简洁的方式直接跨越其无脊椎动物祖先的演化史,生物重演律描述的基本对象首先应该是两条干细胞分化链C_1~1→C_(32)~1→C_(64)~1→C_(448)~1→C_(448)~1×C_n^1=C_(448n)~1(n≤7)和C_1~1→C_7~1→C_(448n)~1(n≤7)和经络系统中干细胞巢分布的演变。现今公认的物种进化树将后口动物的祖先设想为某种原始两侧对称动物是完全错误的,从干细胞分化角度来看违背了达尔文进化论原理,物种进化树不可能分叉形成顶部互不相干的两大分支——原口动物和后口动物,蟑螂、矛尾鱼和银杏等不可能是活化石,物种的起源是多源的,物种的进化是多层次波浪式向前推进。

胚胎干细胞的分化和多能干细胞巢模型——动物经络系统中胚胎干细胞的分化

经络系统是定向干细胞、成体干细胞、多能干细胞和胚胎干细胞等活动交流、协同进化的巨系统,主要表现为干细胞巢的出现以及不同种类干细胞巢的有序分布。本文首先论述了满足生物重演律要求的(造血干细胞是中的成员)、(髓系祖细胞和淋巴系祖细胞是中的成员)和多能干细胞巢模型,其次阐述了动植物进化树之间普遍存在的对应关系以及动植物细胞组织的分化,指出维管植物中的两条细胞分化链,决定了孢子体与配子体的世代交替以及生殖器官(被子植物的花)的形成与演化,因为维管植物的孢子体与配子体先后参与构建一条长度始终不变的生殖细胞分化链,所以孢子体世代越发达,配子体世代就越简化。同理,在脊椎动物的经络系统中,同样以全能细胞ES胚胎干细胞(约定用表示)和EG胚胎干细胞(约定用表示)为起点的两条干细胞分化链和,决定了、和多能干细胞巢的形成和经络系统内的板块演化。

从中医角度探讨干细胞巢内的干细胞组成及其基本功能——干细胞巢及其群落就是经络系统的腧穴

经络是各种干细胞活动交流、协同进化的巨系统,主要表现为干细胞巢的出现以及不同种类干细胞巢的有序分布。在中医药物归经理论和君臣佐使理论的启发下,应用取类比象、隐喻认知的思维方法,作者认识到干细胞巢及其群落,不但是大多数种类成体干细胞赖以长期生存、更新分化的主要场所,而且是决定大中小血管和神经等细胞组织为什么各自具有特定解剖结构功能形态的基本单位,神经和大中小血管等都可以细分为一个个相对独立的“细胞组织单元”,其主要构成细胞的新陈代谢及其结构功能是由特定的干细胞巢统辖决定的。反过来说,通过解剖观察大中小血管和神经等中存在的主要构成细胞,就能得知相应干细胞巢中的干细胞组成及其基本功能。作者以此为突破口,重新认识理解中医理论中真气(为全能细胞Embryonic Stem Cell,ES胚胎干细胞)和元气(为Embryonic germ cell,EG胚胎干细胞,划分为七种)在经络内的功能行为,进一步阐释了经络的形成与进化规律,初步探讨了循经感传现象的机理和传统针灸理论。希望本文能够引起国内外干细胞研究者、经络研究者等的关注和研究兴趣,共同促进中西医理论逐渐融合为统一的科学理论。

不同种类干细胞巢的有序分布构成中医经络系统

《黄帝内经》是中医学的奠基之作,指出经络是决死生、处百病的“灵枢”,意思为灵验的、灵妙的中枢系统。作者认为中医药物归经学说表明,中草药标本兼治中的“本源”和“干细胞”存在对应关系。经络是各种干细胞活动交流协同进化的巨系统,主要表现为干细胞巢的出现以及不同种类干细胞巢的有序分布。存在两条干细胞分化链和,分别对应于中医理论中的先天之本和后天之本。在上述认识基础上,本文对成体干细胞的分类作出第四次较大的修改,对奇经八脉的成体干细胞巢组成及其主要功能特征作出了新的诠释,回答了一些奇经八脉病候产生的原因,例如阴维脉的主要病候是心痛和抑郁。本文还给出了一些实验设想,例如循行分布于脊柱内侧的督脉第二支,主要是由卫星胶质细胞的成体干细胞巢构成,希望能够引起同行的研究兴趣,共同促进中医经络学说尽快地融入现代科学体系。

多能干细胞巢群落的起源进化及其在经络系统中的功能——浅析中医十二经脉的五输穴和任脉的膻中穴

干细胞巢是干细胞赖以长期生存、更新分化的微环境,是一个个复杂开放的微系统,不仅为干细胞提供养分,而且通过不同信息传递途径等调控着干细胞的行为——干细胞异质性因此产生,确保干细胞的生长、增殖分化处于稳定平衡状态。腧穴是构成经络系统的基本结构单位,《黄帝内经》称之为“气穴”和“气府”,《针灸甲乙经》称之为“孔穴”。这里,腧通“输”,穴是“空隙”的意思,腧穴彼此离散地分布在细胞组织中,是人体经络气血输注出入的特殊部位。作者认为,干细胞巢就是腧穴,《黄帝内经》中阐述的人体重要穴位一般是由众多干细胞巢依一定规律排列组合形成的群落;经络隧道是干细胞巢之间干细胞(包括肿瘤干细胞在内)交流活动的第一条通道,Neil D. Theise等发现的间质(interstitium)网络则是第二条通道,对于大多数成体干细胞而言,后者是主要的交流活动通道。本文以十二经脉的五输穴和任脉的膻中穴为例,初步探讨了多能干细胞巢群落内干细胞巢的主要功能,以及多能干细胞巢群落在经络系统中的起源进化。

中医经络系统中肿瘤干细胞及其干细胞巢的起源与进化——脊椎动物干细胞巢模型的演变及其意义

不同种类干细胞巢的有序分布构成中医经络系统,干细胞巢君臣佐使理论认为,君臣两类成体干细胞产生的分化性衍生细胞自组织形成“细胞组织单元”,这是构成血管、神经纤维和疏松结缔组织等细胞组织结构功能形态的基本单位。《周易》等中外传统经典著作更加深刻地揭示了软件基因组及其八卦台离散分布在细胞质和细胞核中,产生的两大类调控分子一方面调控持家基因的转录表达,一方面与持家基因产物相互作用,共同决定了染色体上其他种类基因的选择性表达;软件基因组种类的多少及其差异表达,决定了经络系统两条干细胞分化链 和 中的干细胞分化。只有四类持家基因ABCD以及两类持家基因MN在相对应软件基因组的严格调控下,才能确保蛋白质合成系统、细胞通讯等长期稳定地发挥正常功能,干细胞才能具有自我更新和持续分化能力,这决定了干细胞巢(3 + 1)模型的普适性。本文认为,生殖细胞分化链中,精母细胞或者卵母细胞的减数分裂与干细胞巢模型有着直接联系,因此能确定先天性干细胞巢(3 + 1)模型中的成员及其演变,在此基础上,初步阐述了肿瘤干细胞及其干细胞巢的产生形成机制。本文还指出,EG胚胎干细胞划分为七种,孤雌生殖中能够繁殖后代的卵子主要来源于第7种EG胚胎干细胞。

干细胞巢的主要细胞成分及其组合模型

经络是人体中定向干细胞、成体干细胞、多能干细胞和胚胎干细胞等活动交流、协同进化的巨系统,主要表现为干细胞巢的出现以及不同种类干细胞巢的有序分布。人体成体干细胞有7 ±215;4 ±215;2 ±215;8 ±215;7 = 3136种:7为7个层次,4为4大基本组织(结缔组织、肌肉组织、神经组织和上皮组织),2为左右两侧对称,8为8类细胞,7为从低等级到高等级金字塔式累积叠加的7个进化等级。构建干细胞巢的主要细胞是多种类型的定向干细胞,也常被称为过渡倍增细胞等,其来源及其构建干细胞巢时的组合方式是有规律可循的,亲本干细胞的干细胞巢特定结构一般能够遗传出现在子代干细胞的干细胞巢中。在干细胞与其干细胞巢的互作体系中,干细胞巢的区域性特征决定了干细胞的特异性功能特征,引进地质学中的板块概念主要反映干细胞巢基本稳定不变的静态成分,同一板块内多能干细胞C1448及其成体干细胞C1448n(2 ≤ n ≤ 7)的干细胞巢主要细胞成分及其组合模型(6 + 3 + 1)是完全相同的,这决定了多能干细胞C1448与其所辖第一等级乃至第n等级成体干细胞C1448n拥有高度相同相似的干细胞巢结构。

中医经络系统中神经元和心肌细胞的干细胞再生机制——造血干细胞巢是造血组织特有的一种阿是穴

干细胞巢及其群落就是腧穴,不同种类干细胞巢的有序分布构成中医经络系统。干细胞巢中,不同种类的成体干细胞有机组合形成君臣佐使组织体系,主要由君臣两类成体干细胞产生的分化性衍生细胞自组织形成细胞组织的基本结构功能单位——细胞组织单元,例如手足三阳经脉中的成体干细胞巢是以特定种类的平滑肌干细胞为君主,统辖决定了手足四肢等相应区域中大血管的形成产生。同理,网状细胞(Reticular Cell)的成体干细胞巢决定了造血组织的形成产生,造血干细胞巢是造血组织特有的一种阿是穴,以幼年哺乳动物指骨和趾骨中的造血干细胞巢为研究对象,可以验证造血干细胞的分类和分化规律,人类的n = 7)。根据同一种成体干细胞在不同经脉、络脉的干细胞巢中一般具有不同的功能角色(君、臣和佐使等),其中有的通过干细胞迁移以及干细胞之间复杂的相互作用能够实现连续性转变,本文初步探讨了经络系统中神经元、心肌细胞和骨骼肌细胞的干细胞再生机制,指出哺乳动物的心脏和大脑新皮质中结构功能区的划分遵循相同的规律,即脊椎动物心脏的进化与心脏中经脉、络脉的演变存在极其简单的对应关系,以上已经能够采用干细胞示踪和单细胞测序分析等先进的科学技术来实验验证,古老的中医经络学说必将融入现代科学体系。

探讨使用表达荧光蛋白的ES胚胎干细胞验证中医经络学说——干细胞巢及其群落就是经络系统的腧穴

经络是各种干细胞活动交流、协同进化的巨系统,主要表现为干细胞巢的出现以及不同种类干细胞巢的有序分布。近百年来,以肉眼观察和解剖操作为主的大体解剖学,不可能将微小的干细胞巢从细胞组织中鉴别和分离出来;即使是以电子显微镜等来观察细胞组织,也难以判断干细胞巢内的干细胞组成。只有以ES胚胎干细胞、EG胚胎干细胞乃至造血干细胞等不同种类的干细胞为探针,运用干细胞示踪和单细胞测序等足够先进的科学技术,才能逐步验证中医经络学说。《黄帝内经•上古天真论》将在经络中流注运行的ES胚胎干细胞称为真气,本文初步探讨了在一些重要腧穴附近注射能够表达荧光蛋白的ES胚胎干细胞,观察实验动物体内督脉(如斑马鱼的督脉)和十二经脉(如微型猪的手厥阴心包经)的循行分布,以及研究ES胚胎干细胞在相应经脉中的增殖分化。同样,使用表达荧光蛋白的造血干细胞,观察研究造血干细胞归巢、冲脉的循行分布以及造血干细胞的增殖分化。潘巍峻等人2018年在Nature上报告称,VCAM-1+巨噬细胞亚群能够引导造血干细胞归巢;作者认为红系细胞中应该存在与VCAM-1+巨噬细胞一样功能的引导细胞(usher cells),能够识别和引导造血干细胞进入冲脉的诸干细胞巢中。希望这些实验设想能够引起一些专家学者的研究兴趣,尽快地寻找确认腧穴的解剖学基础。

干细胞巢内的干细胞组成使得十二经脉成为经络系统的主干——十二经脉是决定人体骨骼和骨骼肌进化产生的灵枢

腧穴是构成经络的基本结构功能单位,彼此离散地分布在细胞组织中。干细胞巢就是腧穴,《黄帝内经》中阐述的人体重要穴位,一般是由众多干细胞巢依一定规律排列组合形成的群落。只有运用干细胞示踪和单细胞测序等足够先进的科学技术,才能逐步验证中医经络学说。《黄帝内经》深刻地揭示了经络是由十二经脉、奇经八脉、十二经别、十二皮部、十二经水和十二经筋、十五络脉以及难以计数的孙络、浮络构成的复杂巨系统。真气(为全能细胞Embryonic stem cell,ES胚胎干细胞表示为 )和元气(为Embryonic germ cell,EG胚胎干细胞划分为七种,表示为 )通常主要在十二经脉和奇经八脉中周流不休,并且敷布全身经络,通过 和 两条胚胎干细胞分化链不断重塑有机体中的各种干细胞巢,使得经络系统具有较强的自我修复和自我进化能力。根据骨骼划分为软骨和硬骨、骨骼肌划分为红肌和白肌等已知的科学事实,本文通过分析十二经脉、十二经筋和十五络脉等中 成体干细胞巢内主要的干细胞成分,指出十二经脉是决定人体骨骼和骨骼肌进化产生的灵枢,初步阐释了十二经脉气血子午流注规律,以及十二经脉与奇经八脉中的六脉(任督二脉除外)有着最为直接的内在联系,使得十二经脉和奇经八脉成为经络系统的主干,有机体中大多数 、 和 多能干细胞巢群落镶嵌在其上。