包皮环切术是世界上最常见的手术之一（也是最古老的手术之一）。切除后，大部分包皮被视为生物废物处理——但如果保留下来，这些剩余的细胞已被证明是 医学研究的宝贵资产。
无论是否有包皮，大多数人可能不知道，自20 世纪 70 年代以来，这些细胞就被用于治愈顽固性伤口。 最近，它们还被用于测试药物，甚至研究 令人困惑的 疾病。这些细胞的下一个冒险：自 21 世纪初以来，科学家们已经奠定了基础，利用包皮细胞（以及其他有前景的候选细胞）来修复受损的组织和器官。
为什么选择包皮细胞？
包皮含有多种有益细胞，但成纤维细胞是最多的。科学家们最常提取它们，因为它们是构成结缔组织的主要细胞。因此，人类包皮成纤维细胞（HFFs）会释放生长促进物质，如胶原蛋白（人体内含量最丰富的蛋白质），并有助于支持组织的结构框架。这就是为什么它们在“喂养”多能干细胞的生长以及保持它们为身体任何细胞类型的转换做好准备方面效果很好。
研究人员可以借助某些酶来分离 成纤维细胞——这些酶会消化组织并释放出目标细胞。然后，实验室会根据期望的最终目标来调整成纤维细胞。 据再生医学公司 FibroGenesis 的免疫学家兼首席科学官 Thomas Ichim 称，HFFs 特别令人兴奋的一点是：仅一份新生儿样本就含有大约 10 万个成纤维细胞。从一小块包皮开始，这些成纤维细胞可以增殖到覆盖数个足球场的面积。
这是因为婴儿的包皮细胞比成年人的专业化程度低得多，并且可以轻松地增殖和操作成不同的细胞类型。“成年组织中许多细胞的挑战在于，它们在体外很难生长太多，或者即使在体内，它们的再生能力也不是很强，”生物工程师、专注于个性化治疗和重建人体组织的 Terasaki Institute 所长 Ali Khademhosseini 说。
虽然使用新生儿细胞可能听起来令人毛骨悚然，但科学家们必须遵守严格的准则来获取它们。研究人员需要获得成年患者的同意，或在获得父母批准后才能使用儿童的细胞。一些细胞库会事先征得同意来收集这些细胞，并将其出售给实验室用于特定项目。
实际应用
鉴于其生长诱导特性，HFFs 可用于伤口治疗。它们被包含在 Dermagraft 中，这是一种常用的糖尿病足慢性溃疡皮肤替代品。在一些病例报告中，包皮组织已被用于创新的解决方案，例如修复受损的眼睑、修复并指（趾），甚至形成肛门。
包皮也对美容行业产生了影响。一款来自英国、由 HFFs 制成的抗皱产品承诺“改善因疤痕或衰老受损的皮肤的结构、功能和外观。”更广泛地说，许多美容产品中含有婴儿包皮。
但包皮的好处不仅限于真皮。它还可以为人们知之甚少的疾病提供见解。例如，HFFs 的馈赠细胞能力有助于生产经过特定基因改造的干细胞。这有助于科学家识别像杜氏肌营养不良症这样的遗传性疾病的潜在机制。
此外，HFFs 已有助于治疗寄生虫感染，包括弓形虫病——这是美国与食源性疾病相关的死亡的主要原因——它们作为感染的模型，用于测试治疗方法。
也许是最有希望的发展是，科学家们已将 HFFs 转化为细胞类型——包括肝脏和肌肉，以及神经元。科学家们通过将 HFFs “向后”重编程为诱导性多能干细胞（iPSCs）来实现这一点，iPSCs 可以转化为身体的任何细胞。
这使得实验室能够模拟器官并深入了解令人费解的疾病。 通过提高人体外和动物体内模型的准确性，研究团队在开发新药时可以节省宝贵的时间和金钱。他补充说，结合三维细胞打印，这项技术已经使研究人员的工作速度大大加快。
Ichim 说：“这很美妙，很多人都在这样做。”“很多药物候选物都是通过这种方法开发的，我敢保证，五年后，我们至少会有七种重磅药物是通过这种方法产生的。这确实是 iPSCs 如此令人兴奋的重大[原因]。”
例如，在寻找有效的阿尔茨海默病或帕金森病治疗方法的过程中：来自包括包皮成纤维细胞、脂肪、血液和其他皮肤细胞在内的细胞的 iPSCs，可以帮助形成大脑模型来实现这一目的。纽约西奈山伊坎医学院的干细胞生物学家 Thomas Zwaka，已利用 HFF 衍生的 iPSCs 创建了一个帕金森病小鼠模型。
与此同时，一些项目不仅旨在将 iPSCs 整合到模型中，还旨在将其植入人体。神经科学家 Lorenz Studer 和斯隆·凯特琳研究所的同事们旨在移植胚胎干细胞衍生的神经元到人们的大脑中，以治疗帕金森病。
此外，一家名为 Help Therapeutics 的中国生物技术公司正在测试一种心脏衰竭治疗方法，该方法涉及将由 iPSCs 制成的肌肉细胞注射到两名男子的心脏中。理论上，其他项目也可以通过从 HFFs 开始来实现类似的移植或注射。
管理风险
尽管可能性广泛，但这些提议可能伴随重大的风险。正如 Ichim 指出的那样，这些疗法始于相对不成熟的 iPSC 细胞，在将其转化为更复杂的细胞时需要谨慎。“iPSC 基本上是在与自然作斗争……这很令人兴奋，但当然也会很危险，”他说。
首先，这些干细胞可能携带供体可能有害的基因特征。Zwaka 说，虽然这些特征在成人来源的细胞中更为明显，但在婴儿细胞中也可能以较低的程度出现，甚至在转化后也会残留。因此，接受者可能患上某些遗传疾病或肿瘤，科学家们在临床试验中会考虑到这些可能性。这些外来细胞也可能引发免疫反应，尽管免疫抑制药物可能有助于避免这种情况。
对于 Khademhosseini 在 Terasaki Institute 的工作，包括 3D 打印新组织来替换受伤的组织，他认为最好使用患者自身的细胞，或者寻找HLA 类型匹配的捐赠者。“在组织工程中，理想的情况是使用患者自身的细胞，因为那样在免疫学上是兼容的，”他解释说。“而且，如果你能找到来自其他匹配捐赠者的细胞，这样组织就不会那么快被排斥，那也会很有用。”
对供体基因组进行测序并查找潜在危险也有帮助。Zwaka 估计，这可能需要四到六个月的时间，并会增加显著的成本。与大多数医疗项目一样，关键是要考虑特定人群之间的基因组差异，并为患者提供合适的捐赠者（如果无法获得他们自己的细胞）。
尽管距离外科医生能够轻松地将 iPSC 来源的细胞植入人体还有很长的路要走，但 Zwaka 对该领域的进展感到震惊，尤其是能够制造出这些细胞的能力。“这真是令人难以置信，它竟然能奏效，”他说。“对我们大多数人来说，这仍然是个谜，但它显然有效，而且效率很高。”
