干細(xì)胞(Stem Cells)是一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞群體。干細(xì)胞可以進(jìn)行自我復(fù)制,同時在一定條件下也可以分化成為各種不同的組織細(xì)胞,形成人體各種組織和器官。
簡言之,干細(xì)胞有兩大基本特性,即自我更新與多向分化。
根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞(embryonic?stem?cell,ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞(somatic?stem?cell)。
(一)按分化潛能分:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞
- 全能干細(xì)胞(Totipotent stem cell):即一個細(xì)胞可形成一個完整的生命個體。對人體來說這樣的細(xì)胞理論上只有從受精卵到桑椹胚時期的細(xì)胞。
- 多能干細(xì)胞(Pluripotent stem cell):能分化成幾乎所有細(xì)胞類型的能力,如來自內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)的胚胎干細(xì)胞能夠分化形成三胚層中的任何一種細(xì)胞,但不能形成胎盤、臍帶等附屬支持組織。
- 專能干細(xì)胞(Multipotent stem cell),也有中文翻譯成多能干細(xì)胞。可分化成密切相關(guān)的細(xì)胞譜系的細(xì)胞,如造血干細(xì)胞,可分化為紅細(xì)胞、白細(xì)胞或血小板等血液系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的細(xì)胞。
(二)按所處的發(fā)育階段來分:胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞
- 胚胎干細(xì)胞(Embryonic?stem?cell):胚胎干細(xì)胞是一種高度未分化細(xì)胞,具有發(fā)育全能性,可被誘導(dǎo)分化成機體幾乎所有細(xì)胞類型,但不能發(fā)育成完整個體,不屬于全能干細(xì)胞。
- 成體干細(xì)胞(Tissue-specific?stem?cell):成體干細(xì)胞是存在于已分化組織中的未分化細(xì)胞,遍布機體的各種組織器官,其來源包括骨髓、外周血、角膜、視網(wǎng)膜、腦、骨骼肌、牙髓、肝、腎、皮膚、胃腸道內(nèi)皮和胰腺等。成體干細(xì)胞通常產(chǎn)生某種細(xì)胞的前體(又稱前體細(xì)胞或祖細(xì)胞),其分化潛能遠(yuǎn)不如胚胎干細(xì)胞,只能分化成其所在組織的特化細(xì)胞,是組織器官的“后備軍”。間充質(zhì)干細(xì)胞也屬于此類。
干細(xì)胞具有分化潛能,經(jīng)適當(dāng)條件下對其定向誘導(dǎo)增殖、分化成相應(yīng)組織器官,在臨床治療上具有非凡意義,如用于修復(fù)損傷組織細(xì)胞、替代損傷細(xì)胞的功能,或刺激機體自身細(xì)胞的再生功能。因此,干細(xì)胞的多效應(yīng)用而得以在醫(yī)療領(lǐng)域大放異彩。
間充質(zhì)干細(xì)胞成研究主流
間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal?stem?cell,MSC),是中胚層來源的具有高度自我更新能力和多項分化潛能的多能干細(xì)胞。廣泛存在于全身多種組織中,可在體外培養(yǎng)擴增,并能在特定條件下分化為神經(jīng)細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等。
臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞具有組織來源豐富、細(xì)胞原始、增殖能力強和安全無病毒感染風(fēng)險等優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于干細(xì)胞抗衰老及多種慢性病的預(yù)防及治療。
間充質(zhì)干細(xì)胞在體外培養(yǎng)擴增,并能在特定條件下分化為器官組織所需干細(xì)胞等,可用于治療關(guān)節(jié)病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、勃起功能障礙以及卵巢早衰等疾病。目前,國際上已經(jīng)有間充質(zhì)干細(xì)胞治療產(chǎn)品獲批上市。軍康國際擁有成熟的制備間充質(zhì)干細(xì)胞技術(shù),可批量生產(chǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的間充干細(xì)胞產(chǎn)品,直接或間接幫助廣大患病人群受益于間充質(zhì)干細(xì)胞治療。
干細(xì)胞的種類
一直以來,干細(xì)胞治療方法被寄予厚望,科學(xué)家們期望利用干細(xì)胞療法能夠緩解疾病帶給患病人群的折磨,諸如骨髓移植可以為病人重建造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng),脂肪干細(xì)胞能夠修復(fù)皮膚皮層結(jié)構(gòu),促進(jìn)膠原蛋白和彈性纖維合成功效等。那么同為干細(xì)胞,其他類型的干細(xì)胞具有那些功效和應(yīng)用呢?
間充質(zhì)干細(xì)胞
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC, mesenchymal stem cells)是干細(xì)胞家族的重要成員,來源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層,屬于多能干細(xì)胞。可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉神經(jīng)、脂肪、肝等多種組織細(xì)胞,是理想的種子細(xì)胞,對衰老和病變引起的組織器官損傷有修復(fù)作用。
間充質(zhì)干細(xì)胞能夠分化成人體多種功能細(xì)胞;補充人體內(nèi)缺失的細(xì)胞,達(dá)到人體的動態(tài)平衡;修復(fù)組織器官功能;恢復(fù)組織器官形態(tài);更換病變組織器官。
臍帶血干細(xì)胞
臍帶血的采集是在新生兒出生以后,取嬰兒端3-8cm臍帶處兩把止血鉗結(jié)扎、斷臍,嬰兒被抱走處理,貼近母體端用止血鉗處消毒并將針頭插入臍靜脈,采集臍血。臍血采集不同于傳統(tǒng)的骨髓采集,不需要進(jìn)行麻醉,無痛、對母體和嬰兒均無副作用。胎盤和臍帶原本在胎兒出生后,就是作為廢物扔掉的,臍血采集是在胎盤剝離前低于臀部采集臍帶血,因此對母體和嬰兒無副作用,屬于”廢物利用,變廢為寶”。臍帶血里頭含有造血干細(xì)胞,稱為臍帶血造血干細(xì)胞。
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(HUC-MSCs)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)是指存在于新生兒臍帶組織中的一種多功能干細(xì)胞,它能分化成許多種組織細(xì)胞。來源于臍帶的干細(xì)胞因其取材方便,無道德倫理爭議,可獲取的細(xì)胞數(shù)量多、增殖能力強、免疫調(diào)節(jié)作用大,分泌細(xì)胞生長因子的總量也非常高,便于擴增和傳代,也無配型、排異等問題,極其適合用于臨床研究和應(yīng)用,是制備間充質(zhì)干細(xì)胞的理想來
源。
根據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)臨床研究數(shù)據(jù)信息相關(guān)研究資料顯示,目前可搜索到超過376項已經(jīng)完成或正在進(jìn)行與臍帶干細(xì)胞相關(guān)的臨床研究中,國內(nèi)間充質(zhì)干細(xì)胞臨床研究有83項。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(Adipose-derived?Mesenchymal?Stem?Cells,?ADSCs)是來源于脂肪組織的干細(xì)胞,與其它成體干細(xì)胞一樣具有增殖和多向分化的能力,在誘導(dǎo)條件下可以分化成為神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、胰島細(xì)胞、肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞,取材容易,來源豐富,脂肪中干細(xì)胞濃度高出骨髓500倍以上,細(xì)胞性狀較其他干細(xì)胞培養(yǎng)更加穩(wěn)定,安全可靠,分化能力強大,在特定條件下可定向誘導(dǎo)分化為各個系統(tǒng)的功能細(xì)胞。而且脂肪干細(xì)胞不會根據(jù)人的年齡增長而活性下降,相對比其他來源的干細(xì)胞,脂肪干細(xì)胞更加穩(wěn)定。
皮膚間充質(zhì)干細(xì)胞
皮膚是人體最大的器官,也是人體非特異性免疫系統(tǒng)第一道屏障,它被覆于身體表面,由表皮、真皮、皮下組織及附屬器組成。在抵御微生物入侵、紫外線輻射以及防止水分的丟失、調(diào)節(jié)體溫和維持人的外貌等方面起著十分重要的作用。
皮膚有極強的修復(fù)和再生能力,這與皮膚干細(xì)胞的存在具有直接的關(guān)系。雖然目前對皮膚干細(xì)胞的位置、種類和數(shù)量報道不一,但研究較多的主要有表皮干細(xì)胞(Epidermal?stem?cells)和毛囊干細(xì)胞(follilar?stem?cells)。
多潛能干細(xì)胞
多能干細(xì)胞(Pluripotent stem cell,PSC)是當(dāng)前干細(xì)胞研究的熱點和焦點。它可以分化成體內(nèi)所有的細(xì)胞,進(jìn)而形成身體的所有組織和器官。因此,多能干細(xì)胞的研究不僅具有重要的理論意義,而且在器官再生、修復(fù)和疾病治療方面極具應(yīng)用價值。但是過去認(rèn)為多能干細(xì)胞只能從人胚胎中獲得。
多能干細(xì)胞(pluripotent?stem?cell),具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能,但失去了發(fā)育成完整個體的能力,發(fā)育潛能受到一定的限制。骨髓多能造血干細(xì)胞是典型的例子,它可分化出至少十二種血細(xì)胞,但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細(xì)胞。2009年6月3日中國科學(xué)家肖磊領(lǐng)導(dǎo)的科研小組首次從豬的體細(xì)胞中培育出多能干細(xì)胞,這也是世界上首次提取出家養(yǎng)有蹄類動物的多能干細(xì)胞。
多能干細(xì)胞來源
多能干細(xì)胞的簡單獲得:人類多能性干細(xì)胞系的建立有兩個來源,其方法與以往在動物模型中建立的方法相同。
(1) 在Dr. Thomson進(jìn)行的工作中,他從人類胚胎的囊胚期內(nèi)細(xì)胞群中直接分離多能干細(xì)胞。Dr. Thomson從IVF(體外受精)臨床實驗室得到胚胎,這些胚胎是不育癥臨床治療不需要的,用于繁殖,而非研究目的。從捐獻(xiàn)者夫婦處獲得知情同意書后,Dr. Thomson分離了內(nèi)細(xì)胞群,將這些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),產(chǎn)生一個多能性干細(xì)胞系。
(2) 與此相反,Dr. Gearheart從終止妊娠的胎兒組織中分離出多能性干細(xì)胞。捐獻(xiàn)者自行決定了終止妊娠,從他們那兒獲得了知情同意書后,Dr. Gearheart從原本要發(fā)育成睪丸或卵巢的胎兒部位取得細(xì)胞。盡管Dr. Thomson 實驗室和Dr. Gearheart實驗室使用的細(xì)胞系來源不同,但發(fā)育成熟的細(xì)胞看起來非常相似。
神經(jīng)干細(xì)胞
神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)是指來源于神經(jīng)組織或能分化為神經(jīng)組織,具有自我更新能力和多向分化潛能的一類細(xì)胞。具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力,并足以提供大量腦組織細(xì)胞的細(xì)胞群。移植入宿主體內(nèi)的神經(jīng)干細(xì)胞能夠向神經(jīng)系統(tǒng)病變部位趨行、聚集,并能夠存活、增值、分化為神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞,從而促進(jìn)宿主缺失功能的部分恢復(fù)。
神經(jīng)干細(xì)胞功效:具有無限增殖、自我更新和多向分化能力;分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)因子,促進(jìn)損傷細(xì)胞的修復(fù);移植的干細(xì)胞可通過分泌生長因子促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)元再生,促使神經(jīng)功能恢復(fù),促進(jìn)心血管的形成;低免疫源性、組織融合性好;神經(jīng)干細(xì)胞移植物在宿主中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)具有明顯的生存、遷移和分化能力。
神經(jīng)干細(xì)胞移植價值:在2020的第71屆美國神經(jīng)病學(xué)學(xué)會年會上,干細(xì)胞療法已作為6大專題之一被提上日程。因此近幾年來,神經(jīng)干細(xì)胞在治療腦梗塞、腦外傷、帕金森、腦出血、腦萎縮、阿爾茲海默病、運動性神經(jīng)元病、腦癱、肌萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)、運動失調(diào)、舞動病、急性感染性多發(fā)性神經(jīng)根炎、小兒麻痹、面癱、末梢神經(jīng)障礙等多種疾病上都取得了重大進(jìn)展。目前我國患帕金森超過300萬人,漸凍癥已超20萬人,更有報道老年癡呆人數(shù)已超千萬,并且隨著老年社會的加劇膨大,存在高發(fā)病率和高普遍性,狀況令人堪憂。
神經(jīng)干細(xì)胞的應(yīng)用研究關(guān)系到全人類對于重大疾病的療愈希望,為了使干細(xì)胞更好的應(yīng)用于實際,需要世界各地的科研團(tuán)隊的共同努力。
造血干細(xì)胞
造血干細(xì)胞(?Hematopoietic?stem?cell?,HSC)是生成各種血細(xì)胞的最原始細(xì)胞又稱造血多能干細(xì)胞,存在骨髓以及臍帶血中,是血液成分之一。它具有高度的自我更新、自我復(fù)制能力,并能分化為各種血細(xì)胞、腺體細(xì)胞,最終生成各種血細(xì)胞成分包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板;同時又具有進(jìn)一步分化成各系統(tǒng)組細(xì)胞的能力。
目前
造血干細(xì)胞來源只有四種:骨髓來源、外周血來源、臍帶血來源、胎盤來源。
造血干細(xì)胞的功效:HLA(人體白細(xì)胞抗原)配型,提高血液飽和度;全面改善心血管系統(tǒng);?全面提高代謝機能,抵御衰老,具有使體態(tài)年輕的作用。
造血干細(xì)胞的作用:治療血液系統(tǒng)疾病,如再生障礙性貧血、血小板減少等。
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