除了歸巢特性,干細胞還有什么我們不知道的“小聰明”?
干細胞技術是生物技術領域最具有發展前景和后勁的前沿技術。
回顧
上一次推送中,我們提到了干細胞的歸巢特性,歸巢最終歸的是骨髓,各個臟器,炎癥及創傷部位,甚至腫瘤部位。歸巢特性就相當于是身體細胞的GPS,哪里有需要它就會去哪里。這一特性也是干細胞安全有效的應用于臨床的關鍵。
但除了歸巢特性,干細胞有多聰明,我們甚至無法想象。
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今天我們來聊一聊干細胞技術最顯著的作用:能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細胞、組織或器官。
這歸功于干細胞的另一個特性——記憶功能。
經研究發現,干細胞具有記憶功能,它可以記住曾經發生的損傷,并儲存創傷和炎癥的記憶。
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如何理解干細胞的記憶功能
干細胞除了具有孫悟空七十二變、分化為多種組織細胞的能力外,科學家們新近還發現它具有記憶的能力,它可以儲存對過去創傷和炎癥的記憶。對皮膚和呼吸道的最新研究表明,干細胞會與免疫系統合作利用這些記憶來改善組織對后來的損傷和致病性攻擊的反應,從而促進新的傷口的愈合。
傷口或其他有害的觸發炎癥的經歷會給駐留在皮膚中的上皮干細胞帶來持久的記憶,讓它們更快地愈合隨后發生的皮膚損傷。
初始的炎癥讓這些干細胞變得敏感:當它們再次感知炎癥來臨時,它們更快地作出反應。
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干細胞記憶功能的作用
干細胞的記憶功能主要體現在三個方面
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對短暫刺激能夠維持較長時間的反應
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對同一因素的二次刺激具有更加強烈的反應
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對不同的刺激具有不同的反應
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干細胞記憶功能的臨床案例
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案例一
美國波士頓的研究人員曾在著名期刊《自然》發表了一篇研究論文,為干細胞具有記憶能力提供了新的證據。
為什么有些人會對空氣中的灰塵、花粉等物質產生慢性過敏?
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大多數人接觸這些過敏原只會產生類似感冒的輕微癥狀;但是大約有12%的人會發生嚴重反應,甚至持續整年,嚴重可導致鼻息肉。
單細胞測序先驅Alex Shalek和免疫學家Jose Ordovas-Montanes 開始著手研究這個問題。這項工作是研究小組在更大范圍內探索慢性炎癥疾病(如哮喘和炎癥性腸病)的第一步。
Shalek分析認為,這一結果表明干細胞可能會將記憶傳遞給下一代細胞,并在細胞傳代中永遠保存下去。干細胞也會保留過去損傷的特性,以便在下次受傷時加強愈合傷口的能力。
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案例二
資深作者Elaine Fuchs教授說,這一發現可能對更好地理解和治療一系列醫學疾病產生重要的影響。
Fuchs說:“通過增強對炎癥作出的反應,這些記憶有助皮膚維持它的完整性,這一特征有利于在受傷后傷口愈合。這種記憶可能也有不利的影響,比如導致某些炎性疾病如銀屑病復發。”
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無論是太陽曬傷、微生物入侵還是用剪刀剪紙時導致的傷口,皮膚很快就會發炎——紅腫、腫脹和疼痛,這是因為身體試圖阻止這種損傷和啟動修復。
人們長期以來就已知道免疫系統保持對炎癥的記憶,從而使得對復發性感染作出更快的反應。
但是Fuchs實驗室的科學家們猜測其他類型的長壽細胞可能類似地記住炎癥。皮膚值得研究的原因在于:作為身體的保護性屏障,它能經受頻繁的攻擊。
明顯的是,皮膚最外層(即上皮)的大多數細胞并不會停留足夠長的時間來形成這些記憶。相反,它們在上皮中向上遷移,并且最終脫落。然而,在上皮深處,駐留著負責持續地補充它的干細胞,即上皮干細胞。在皮膚從炎癥中恢復后,這些干細胞能夠長時間地存在。
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干細胞展望
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歸巢到身體需要修復的地方和對創傷炎癥具有記憶力是干細胞聰明的兩大表現。相信干細胞的聰明遠不止這些,因為我們對它還沒有透徹的認識,對干細胞的認識永無止境,相信未來科學家們會對干細胞有更多新的發現。
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