干細胞為何是再生醫學的核心?
干細胞既可以調節人體免疫系統,又可變身分化,為全身各個部位提供新鮮細胞的干細胞,自然而然成為再生醫學的核心。
干細胞從哪里來?
是什么樣的特性賦予了干細胞在醫學中?
干細胞(stem cell)是人體的原料,它能夠分化為人體所有具有特定功能的細胞。在體內或者實驗室適當條件下,干細胞可以被分裂增殖成為更多的子細胞。這些子細胞要么變成新的干細胞(自我更新),要么被誘導變成具有特定功能的特化細胞,如血細胞、腦細胞心肌或者骨骼等等。
簡而言之,干細胞天然具有自我更新及生成特定新細胞類型的能力。
為什么科學家對干細胞感興趣?
干細胞是一種未充分分化、尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官的潛在功能,被醫學界稱為“萬用細胞”,吸引了大量的專家及學者。科學家以及醫生希望通過干細胞來實現以下目標:
01
增加對疾病發生機制的理解。
通過觀察干細胞在骨髓、心肌、神經以及其他器官組織中的分化,有望更好地了解疾病和病情的發展。
02
生成健康的細胞來替換病變細胞(再生醫學)。
干細胞可以被誘導分化成為特定的細胞,可用于再生和修復病變或受損的組織。有望受益于干細胞治療的患者群體包括脊髓損傷、I型糖尿病、帕金森病、阿爾茲海默癥、心臟病、中風、燒傷、癌癥和骨關節炎等。此外,干細胞具有培育成新組織器官的潛力,可用于器官移植和再生醫學領域。
干細胞為何是再生醫學的核心?
人體是由40-60萬億個、200種類以上的細胞聚集而成,例如,肌肉就是肌肉細胞的聚合,神經是由神經細胞構成,每個細胞有著不同的作用。
但是,在其中仍有一部分未充分分化,尚不成熟的細胞,它依然具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,它就是干細胞。
干細胞對人體的自我修復和組織再生至關重要,當我們生病、受傷和身體發出SOS信號的時候,相應的干細胞就會聚集到受傷部位,進行反復的分裂與分化,再生出新的細胞代替死亡細胞,恢復組織的功能。
然而我們體內的成體干細胞的數目和能力畢竟還是有限。人類往往以25歲為分水嶺,在此之前人體內每天細胞新生的數量遠大于衰老凋亡的數量,于是皮膚潤滑、細膩、精力旺盛。過了25歲,細胞的再生速度就會低于凋亡速度,而且差距越來越大。
因此,隨著年齡的增長,人體各個組織器官中的干細胞數量減少,增殖分化能力下降,受損的組織和器官未得到及時的修復和再生,直接導致了衰老和疾病的發生。
干細胞除了擁有具有自我更新的能力,還可以提高機體抗自由基的能力。干細胞還能分泌一些細胞因子如胰島素生長因子、超氧化物歧化酶等,提升衰老機體各組織的功能。機體衰老的發生,除了體內干細胞數量的減少外,還有著炎癥的影響。與體表的各種炎癥往往由細菌感染引起不同,體內的各種炎癥大部分是無菌性的,是體內的免疫系統過于亢激造成。恰好,干細胞就有著免疫調控的作用,能夠“安撫”亢進的免疫細胞,減少減輕炎癥的發生。
綜上所述,干細胞既可以調節人體免疫系統,又可變身分化,為全身各個部位提供新鮮細胞的干細胞,自然而然成為再生醫學的核心。
什么是干細胞治療?
干細胞治療是利用干細胞或其衍生物來促進病變、功能障礙或受損組織的修復。隨著技術的發展,科研人員能夠在實驗室中培養干細胞,這些干細胞被用來分化成特定類型的細胞,例如心肌細胞、血細胞或神經細胞。這些細胞有助于修復相應的有缺陷的組織或器官。
值得一提的是,存在于人體幾乎所有組織中的間充質干細胞,除了具有自我更新及分化潛能外,還具有獨特的免疫調節功能,并且可定向遷移至損傷組織部位,在多種疾病的治療中具有十分廣闊的臨床應用前景。當前,所有在研干細胞療法中,基于間充質干細胞的療法占主流。
間充質干細胞是最近幾年國內外干細胞治療研究最多,發展速度最快的品種,它能夠分化形成骨、軟骨、脂肪、神經、肌肉等多種組織細胞,因此正在被應用于治療多種疾病的研究中。同時,間充質干細胞被認為是修復和再造人體受損組織或器官的好材料。間充質干細胞最早在骨髓中發現,之后,被發現在嬰兒出生后的胎盤(包括臍帶)組織、脂肪組織等中均有存在。間充質干細胞的應用研究最早是用于骨和軟骨的修復,現在間充質干細胞治療研究已經擴展到腦中風、腦癱、急性心梗和慢性缺血性心臟病、肝臟疾病,以及牙科,角膜、血液疾病等等方面。
上一篇:科普丨干細胞在兒童疾病中的應用與展望!
下一篇:干細胞與免疫細胞,誰是人體修理工?誰是人體清潔工?