干細(xì)胞(stem cell)是一類(lèi)結(jié)構(gòu)和功能未特化、具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的原始細(xì)胞群體,廣泛存在于機(jī)體各組織器官中,如骨髓、外周血、早期胚胎以及成年組織中。
人體有220余種細(xì)胞,它們通過(guò)有機(jī)整合形成復(fù)雜的組織和器官,各有其特定功能,如心肌細(xì)胞的收縮功能、神經(jīng)細(xì)胞的信息傳遞功能等。干細(xì)胞是這些細(xì)胞的祖細(xì)胞,醫(yī)學(xué)界也稱(chēng)其為“萬(wàn)用細(xì)胞”。
以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為例,其在體內(nèi)或體外特定的誘導(dǎo)條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝、心肌、內(nèi)皮等多種組織細(xì)胞。
※ 根據(jù)細(xì)胞來(lái)源和發(fā)育階段
干細(xì)胞可分為胚胎干細(xì)胞(Embryonic stem cell,ESC)和成體干細(xì)胞(Adult stem cell,ASC)。
胚胎干細(xì)胞ESC是由胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始生殖細(xì)胞經(jīng)體外培養(yǎng)篩選出的細(xì)胞,具有體外培養(yǎng)無(wú)限增殖、自我更新和多向分化的特性,并保持著高端粒酶活性和正常細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑,可快速增殖。
成體干細(xì)胞ASC是存在于發(fā)育成熟個(gè)體內(nèi)已分化組織中的未分化細(xì)胞,具有自我更新能力并能分化為其所在組織起源的所有細(xì)胞類(lèi)型,有造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等多種類(lèi)型。
研究表明,成體干細(xì)胞ASC不僅能分化為特定譜系細(xì)胞,還能分化成為在發(fā)育上無(wú)關(guān)的其他譜系細(xì)胞,這提示成體干細(xì)胞ASC具有較大的分化潛能,可在組織修復(fù)等多種疾病的治療中發(fā)揮重要的作用。
一般認(rèn)為,胚胎干細(xì)胞ESC具有全能分化能力,可分化成各種組織和器官,而成體干細(xì)胞ASC只具有特異的定向分化能力,但誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPS)的研究進(jìn)展改變了這一觀點(diǎn),ASC在一定的誘導(dǎo)條件下,可以具有胚胎干細(xì)胞ESC的全能性。
※ 根據(jù)分化潛能
干細(xì)胞可分為全能干細(xì)胞(Totipotent stem cell,TSC)、多能干細(xì)胞(Pluripotential stem cell,HSC)和專(zhuān)能干細(xì)胞(Unipotent stem cell, USC)。
全能干細(xì)胞可分化成為機(jī)體的任何細(xì)胞,分化潛力最大,是研究組織發(fā)生、器官功能修復(fù)的最佳材料,但在應(yīng)用上存在可能會(huì)形成胚胎瘤及社會(huì)倫理問(wèn)題。
多能干細(xì)胞具有多向分化潛能,是目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn),尤其間充質(zhì)干細(xì)胞是目前為止科學(xué)研究與臨床應(yīng)用最多的干細(xì)胞。
專(zhuān)能干細(xì)胞(Unipotent stem cell, USC),是具有定向分化能力的干細(xì)胞,一般情況下只能定向分化為某一類(lèi)型的細(xì)胞,如神經(jīng)干細(xì)胞(Nerve stem cell, NSC)。由于胚胎發(fā)育到原腸胚以后,組織器官都已經(jīng)初步分化,所以原腸胚以后的干細(xì)胞就只能是專(zhuān)能干細(xì)胞了。另外,胎兒臍帶或者成人骨髓中的有些細(xì)胞也屬于專(zhuān)能干細(xì)胞,分化能力有限,但是具有自我更新能力,與高度分化的非干細(xì)胞不同。
間充質(zhì)干細(xì)胞
2006年,國(guó)際細(xì)胞治療協(xié)會(huì)(ISCT)規(guī)范了間充質(zhì)干細(xì)胞的定義。只有同時(shí)符合以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞,才能稱(chēng)之為間充質(zhì)干細(xì)胞:
▲貼壁生長(zhǎng);
▲細(xì)胞表面表達(dá)一些特異性抗原(標(biāo)記物);
▲具有向脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞分化的能力。
間充質(zhì)基質(zhì)/干細(xì)胞(Mesenchymal stromal/stem cells,MSCs)來(lái)源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層,屬于多能干細(xì)胞,具有多向分化潛能,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝、心肌、內(nèi)皮等多種組織細(xì)胞,主要存在于全身結(jié)締組織和器官基質(zhì)中,以骨髓組織中含量最多。
間充質(zhì)干細(xì)胞在經(jīng)過(guò)連續(xù)傳代和冷凍保存之后,仍具有多向分化和自我復(fù)制的潛能。研究表明人骨髓MSCs可在體外傳代40代以上仍保持干細(xì)胞特性。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞大小與形狀具有異質(zhì)性,有三極形、長(zhǎng)梭形、小圓形、短梭形和扁平形態(tài)。
與其他干細(xì)胞相比,MSCs具有易獲取、易體外培養(yǎng)、長(zhǎng)期傳代穩(wěn)定性、低免疫原性、組織修復(fù)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。此外,MSCs來(lái)自于成年的細(xì)胞,甚至可以從患者自身體內(nèi)獲得,而非胚胎或胎兒干細(xì)胞,因而不涉及道德和倫理學(xué)的問(wèn)題。
間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)用
間充質(zhì)干細(xì)胞MSCs功能較多,應(yīng)用廣泛,主要功能是進(jìn)行細(xì)胞移植治療,亦可作為一種理想的靶細(xì)胞用于基因治療,同時(shí)在生物組織工程和免疫治療中也有一定的應(yīng)用。
近些年MSCs被大量應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)和臨床研究中,已有大量研究揭示了它在心血管、神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、自身免疫病、血液系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、眼科、骨科等系統(tǒng)疾病的診斷和治療上的應(yīng)用價(jià)值。
MSCs移植的治療機(jī)制比較復(fù)雜,包括歸巢、組織修復(fù)和再生、免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗凋亡、促血管生成、免疫細(xì)胞激活、抗菌等各種機(jī)制交叉作用。
對(duì)于免疫疾病以及心腦血管疾病等適應(yīng)癥,MSC療法普遍被認(rèn)為主要通過(guò)旁分泌或細(xì)胞間之間相互作用的形式,發(fā)揮免疫抑制功能或降低纖維化,促進(jìn)血管及組織再生。
干細(xì)胞治療適應(yīng)癥
1.血液系統(tǒng)疾?。褐饕前籽?,是臨床應(yīng)用較早也較為成熟的領(lǐng)域;
2.神經(jīng)系統(tǒng)疾?。喝缗两鹕暇C合征、老年癡呆癥、外傷性腦損傷、脊髓損傷、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病等;
3.實(shí)質(zhì)器官損傷或病變:如肝硬化及其并發(fā)癥、肺及其他組織纖維化等;
4.免疫系統(tǒng)疾病:主要是利用干細(xì)胞的免疫調(diào)控作用,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等;
5.心血管系統(tǒng)疾?。喝缧募」H?、血管病變、缺血性心臟病等;
6.代謝性疾?。喝缣悄虿〖捌洳l(fā)癥等;
7.骨關(guān)節(jié)疾病:如骨關(guān)節(jié)炎,股骨頭壞死等;
8.生殖系統(tǒng)疾病:如卵巢早衰、內(nèi)分泌失調(diào)等。
干細(xì)胞與亞健康
◆調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)功能,增強(qiáng)機(jī)體活力;
◆改善消化系統(tǒng)功能,提升腸胃功能;
◆改善神經(jīng)系統(tǒng)功能,改變精神面貌;
◆修復(fù)肝腎、生殖系統(tǒng)功能,提升男性性功能。
干細(xì)胞與美容抗衰
◆平衡女性?xún)?nèi)分泌、預(yù)防婦科疾?。?/p>
◆凈化排毒,祛皺美白,使皮膚年輕化。
相信未來(lái),干細(xì)胞一定會(huì)在更多疾病治療上起到作用,為眾多疾病患者帶來(lái)福音。
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