人類的征途不止是星辰大海,就連我們身體的秘密,都遠不止已知的那么簡單。在人類文明、科學技術高速發(fā)展的現(xiàn)在,科學家們試圖從細胞層面管理我們的生老病死。
國際干細胞研究會主席George Dally曾說:如果20世紀是醫(yī)藥治療時代,那么21世紀將是細胞治療時代。干細胞已經成為醫(yī)療領域的冉冉升起的新星,在越來越多的疾病領域中發(fā)揮著作用。
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什么是干細胞?
干細胞是具有自我復制、多向分化和歸巢潛能的原始細胞,是機體的起源細胞,是形成人體各種組織、器官的始祖細胞。如同一棵樹干,可以長出樹杈、樹葉、開花和結果一樣。
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干細胞存在于人體哪些地方?
現(xiàn)如今科學家已經成功從許多器官或組織中分離出了干細胞,其中包括視網膜干細胞、胰腺干細胞、成骨干細胞等。研究表明,干細胞不僅存在于胚胎,而且存在于成人體內,可以從臍血、臍帶、胎盤、骨髓、牙髓、脂肪、血液等組織中分離出相應的干細胞。
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干細胞從何而來?
在細胞分化的過程中,由于細胞質中的調節(jié)分化蛋白不均勻地分配,使得一個子細胞不可逆地走向分化的終端成為功能專一的分化細胞,直至完全失去了再分裂的能力,最終衰老死亡。
機體為了彌補這一不足,保留了一部分未分化的原始細胞,使這保持了親代的特性。這部分被保留下來的未分化的原始細胞,稱為干細胞,一旦生理需要,這些干細胞可按照發(fā)育途徑通過分裂而產生分化的細胞。
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干細胞的三大作用機制是什么?
多向分化機制
干細胞,是一類能夠自我更新并分化形成多種組織細胞類型的原始細胞。他們是機體的工兵細胞,當其他細胞和組織、器官發(fā)生受損、炎癥或體內穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化時,干細胞就可能成為血液、骨、皮膚、肌肉等的種子細胞,這依賴于多向分化機制,進一步分化成機體所需要的細胞,繼而可以組成各類器官。
干細胞到底能分化成哪些細胞?
目前,充分的科學研究已經證明,間充質干細胞由一個種子,可以通過多向分化機制,再生修復軟骨細胞、心肌細胞、腎細胞、胰島β細胞、血管內皮細胞、神經細胞、肝細胞、上皮細胞、肺細胞和肌腱細胞等,用于改善或治療骨關節(jié)炎、心腦血管疾病、腎功能不全、I型糖尿病、神經退行性疾病、肝功能不全、皮膚傷損和肌腱損傷等疾病。
旁分泌機制
神奇的旁分泌機制,讓干細胞如同身體里的“分布式發(fā)電站”,在適宜的時機,適宜的地點,將各種類型的因子,以發(fā)散的模式向外運輸,發(fā)揮干細胞的積極功能。
干細胞的旁分泌效應,能夠表達、合成、分泌各類生長因子、細胞因子、調節(jié)因子、信號肽等多種生物活性分子,調節(jié)代謝、免疫、0細胞分化、增殖、遷移、營養(yǎng)、凋亡等活性因子,并通過這些因子平衡了機體的內穩(wěn)態(tài),為干細胞免疫調節(jié)、抗凋亡等提供了適宜的環(huán)境。
干細胞分泌的生物活性物質主要參與免疫調節(jié)和抗凋亡的過程,但同時有越來越多的證據表明干細胞分泌的因子,對組織再生和器官修復及其保護作用至少部分也有重要的功能。
所以,間充質干細胞不僅自己是人體的“最佳修理工”,還充分發(fā)揮著“榜樣”的作用,對周圍的細胞們產生正面的影響,促進細胞們積極工作,修復我們的組織和器官,不斷調節(jié)與促進我們機體的健康。
歸巢機制
哪里有損傷,移植的干細胞就往哪里遷移,及時修復受損的細胞,同時激活休眠中的干細胞,這就是干細胞歸巢機制。
干細胞周圍的細胞形成像搖籃樣的環(huán)境保護著干細胞,這一環(huán)境被稱為微環(huán)境(干細胞巢,niche),它是干細胞存在的基礎。微環(huán)境由和干細胞相鄰的各種細胞、細胞外基質(ECM)以及多種細胞因子等構成。
微環(huán)境不僅給干細胞提供養(yǎng)分,同時還指導干細胞的行動,決定干細胞的分化方向。
微環(huán)境改變是干細胞歸巢的始動因素,組織損傷局部表達多種趨化因子、黏附因子、生長因子等各種信號分子。不同的微環(huán)境分泌不同的信號分子,吸引干細胞定向到達該組織。干細胞歸巢,歸的是需要它的地方,歸的是損傷部位,那里有它的使命。
最終它可能歸至各個臟器,歸至骨髓,歸至炎癥及損傷部位,甚至歸至腫瘤部位,及時修復受損細胞。
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什么是干細胞技術?
干細胞技術,是指通過對干細胞進行體外培養(yǎng),分離、純化、擴增及定向誘導等過程,在體外繁育出全新的、正常的、甚至更年輕的細胞,并最終回輸到人體以達到體態(tài)年輕化,預防慢性病、抗衰、防癌等目的。
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干細胞治療安全嗎?
干細胞研究已經完成了臨床前安全性實驗,包括急性毒性、長期毒性、致瘤性、致畸性、局部刺激、發(fā)熱和免疫毒性試驗,結果表明安全無毒。因為干細胞是一種未分化、未成熟的細胞,其表面抗原表達很微弱,患者自身免疫系統(tǒng)極難識別,因此干細胞治療不會產生免疫排斥及過敏反應,十分安全。
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干細胞對于人體有哪些作用?
1.増強身體的免疫系統(tǒng)、調整生長因子指數、促進傷口快速愈合避免疤痕;
2.促進器官組織細胞新生,使器官年輕化,延緩器官衰老;
3.提高睡眠質量,改善亞健康;
4.保護肝臟,治療肝纖維化、肝硬化;
5.促進新陳代謝;
6.增強體能和精力,令機體活力充沛;
7.促進心肌細胞生長、增進心臟功能耐力、預防心臟病及中風;
8.穩(wěn)定血壓、平衡膽固醇;
9.改善皮膚及問題性皮膚,恢復皮膚光澤、光滑與彈性、減少皺紋,使面部年輕化;
10.能夠增強性能力、提高性生活質量;
11.提高運動系統(tǒng)能力,改善骨質疏松,腰腿疼痛的狀況;
12.恢復神經系統(tǒng)功能,增進記憶力,預防帕金森,老年癡呆等。
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干細胞可以治療的疾病有哪些?
1.呼吸系統(tǒng)疾病
各種病毒性肺炎、肺損傷;肺纖維化、肺支氣管發(fā)育不良、肺氣腫、慢性支氣管炎等;
2.神經系統(tǒng)疾病
神經退行性疾病、神經損傷、腦癱、缺血性腦病等;
3.免疫系統(tǒng)疾病
自身免疫性疾病、移植物抗宿主疾病等;
4.內分泌疾病
糖尿病、糖尿病足等并發(fā)癥、甲狀腺等;
5.心血管及周圍血管病
心肌梗塞、心肌缺血、下肢動脈硬化閉塞癥等;
6.眼科疾病
視神經發(fā)育不全、視神經萎縮、黃斑病變;
7.生殖系統(tǒng)疾病
卵巢早衰、腎病、陽痿、不孕不育等;
8.消化系統(tǒng)疾病
終末期肝病、肝纖維化、腸道疾病等;
9.運動系統(tǒng)疾病
脊髓損傷、股骨頭壞死、骨關節(jié)炎、骨質疏松、肌腱損傷等;
10.抗衰老
亞健康、疾病預防、除皺、面部塑型等。
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干細胞在中國的應用和前景如何?
我國的干細胞研究和應用已有一定的基礎,其中研究和應用最多的是造血干細胞。早在20世紀60年代,我國就開始了骨髓移植的研究。到了70年代末80年代初,臨床骨髓移植治療血液病在我國陸續(xù)開展。90年代以來,除骨髓移植外,外周血和臍血干細胞移植也逐步普及,主要用于治療血液病和腫瘤。
隨著干細胞科學深入研究,多種類型的干細胞如造血T-細胞、間充質干細胞、神經干細胞等,己逐步應用于多種疾病的治療,國內許多醫(yī)院都有臨床使用的病例。如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、肝硬化、腦中風、心臟病、脈管炎、糖尿病、帕金森病、燙傷皮膚再生等。
進入21世紀,細胞治療代替?zhèn)鹘y(tǒng)的藥物治療已成為眾多疾病臨床治療手段的必然發(fā)展趨勢。
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