干細胞
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干細胞知識深度科普一覽!

2019-07-15 分享
       人體干細胞就像是一個未接受過任何專業訓練的學生,具有從事各種職業的潛能,比如修復損傷組織細胞、替代損傷細胞的功能或刺激機體自身細胞的再生功能。下面就來全面認識一下這些可愛的干細胞們吧!   
 
 
 
  我們一生中,每一個人都有各自對醫療照護的不同需求。科學家和醫生正持續研究,尋找更個人化的醫療方法,其中一種方法,就是研究干細胞。
 
  在我們身體的這個社會中,每一個體細胞都被訓練得高度“專業”以適應自己的功能,但干細胞還像是一個未接受過任何專業訓練的學生,具有從事各種職業的潛能,比如修復損傷組織細胞、替代損傷細胞的功能或刺激機體自身細胞的再生功能。而這恰恰是干細胞的迷人之處。因而,干細胞研究在全世界范圍內都處于遍地開花的狀況。
 
 
  干細胞是沒有經過分化的細胞,也就是沒有特殊功能的細胞。皮膚細胞可以保護身體,肌肉細胞可以收縮,神經細胞可以傳遞訊息;干細胞卻沒有任何特殊結構或功能,但干細胞有種潛力,就是變成人體中任何一種細胞。
 
  事實上有很多種干細胞,都可以為科學家所用,應用在醫療或研究上。

 
 
  按照發育階段分類,可分為胚胎干細胞(EmbryonicStemCell)和成體干細胞(AdultStemCell)。
 
  胚胎干細胞包括ES細胞(EmbryonicStemCell)、EG細胞(EmbryonicGermCell)。
 
  成體干細胞包括神經干細胞(NeuralStemCell,NSC)、血液干細胞(HematopoieticStemCell,HSC)、骨髓間充質干細胞(MesenchymalStemCell,MSC)、表皮干細胞(EPidexmisStemCell)等。
 
  按分化潛能,干細胞可分為,全能干細胞,多能干細胞,單能干細胞。
 
  全能干細胞:具有形成完整個體的分化潛能,如受精卵。
 
  多能干細胞:具有分化出多種細胞組織的潛能。如胚胎干細胞(ES)。
 
  單能干細胞:只能向一種或兩種密切相關的細胞類型分化。如神經干細胞、造血干細胞。
 
  1、研究發展勢頭猛,間充質干細胞成主流
 
 
 
  如今,全球干細胞治療市場已經涌現了大量的新研究、新項目以及新療法,其中大多數療法處在研發管線中,少數已經獲得了監管機構批準上市。
 
  統計發現,間充質干細胞的臨床試驗涉及上百種疾病。神經系統、心血管和骨科疾病是三類主要的研究領域,占比都在15%以上,總和超過一半。另外,糖尿病、GVHD的比例都在5%左右,是間充質干細胞臨床應用的重要研究方向。
 
  具體而言,脊髓損傷、多發性硬化、中風、肌萎縮側索硬化癥、老年癡呆癥、骨關節炎、股骨頭壞死、椎間盤退化、心肌梗死、肝硬化、克羅恩病、間質性肺病、系統性紅斑狼瘡、勃起功能障礙以及卵巢早衰是研究得較為多的疾病。未來這些患者有望更早地受益于間充質干細胞治療。
 
 
  目前,國際上已經有間充質干細胞治療產品獲批上市。根據統計,全球已有超過13項干細胞治療藥物上市,其中絕大多數都屬于間充質干細胞產品。隨著臨床試驗的開展,未來會有更多的間充質干細胞治療產品獲批上市,受益的患者也將更多。
 
  2、同為干細胞,它們的到底有何不同呢?
 
  一直以來,干細胞治療方法都被寄予厚望,科學家們期望能夠利用干細胞療法為遭受疾病和傷痛折磨的病人帶來實質性獲益,就像骨髓移植可以為病人重建造血系統和免疫系統,其它類型的干細胞移植也可為疾病治療帶來顯著效果。那么同為干細胞,目前應用較為廣泛的幾種干細胞到底有何不同呢?
 
       臍帶血干細胞
 
 
 
 
  臍帶血的采集是在新生兒出生以后,取嬰兒端3-8cm臍帶儲兩把止血鉗結扎、斷臍,嬰兒被抱走處理,貼近母端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的骨髓采集,不需要進行麻醉,無痛、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、臍帶與母體和胎兒完全分離以后進行的,因此對母親和孩子沒有任何不良影響,屬于“廢物利用,變廢為寶”。
 
  臍帶血里含有大量的干細胞,稱為臍帶血干細胞。
 
  臍帶華通膠間充質干細胞
 
  臍帶間充質干細胞(hUC-MSCs)是存在于臍帶華通氏膠(Wharton’sjelly)和血管周圍組織中的一種間充質干細胞。來源于臍帶的間充質干細胞因其取材方便,無道德倫理爭議,可獲取的細胞數量多、增殖能力強、免疫調節作用大,分泌細胞生長因子的總量也非常高,便于擴增和傳代,同時又沒有配型、排異等問題,極其適合用于臨床研究和應用,是間充質干細胞的理想來源。
 
 
  根據美國國立衛生研究院(NIH)臨床研究數據信息相關研究資料顯示,目前可搜索到超過376項已經完成或正在進行的與臍帶間充質干細胞相關的臨床研究,其中在中國進行的有83項,約占間充質干細胞臨床研究的一半以上。
 
  but,臍帶華通膠間充質干細胞≠臍帶血干細胞!
 
  脂肪間充質干細胞
 
  脂肪間充質干細胞(Adipose-derivedMesenchymalStemCells,ADSCs)是來源于脂肪組織的干細胞,與其它成體干細胞一樣具有自我更新和多向分化的能力,在誘導條件下可以分化成為神經細胞、免疫細胞、胰島細胞、肌細胞、肝細胞、軟骨細胞、基質細胞。
 
 
  脂肪間充質干細胞,取材容易,脂肪中干細胞濃度高出骨髓500倍以上,細胞性狀較其他干細胞培養更加穩定,安全可靠,分化能力強大,可以分化為各個系統的功能細胞。而且脂肪干細胞不會根據人的年齡增長而活性下降,相對比其他來源的干細胞,脂肪干細胞更加穩定。
 
  皮膚間充質干細胞
 
  皮膚是人體最大的器官,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、調節體溫和維持人的外貌等方面起著十分重要的作用。
 
 
  皮膚有極強的修復和再生能力,這與皮膚干細胞的存在具有直接的關系。雖然目前對皮膚干細胞的位置、種類和數量報道不一,但研究較多的主要有表皮干細胞(Epidermalstemcells)和毛囊干細胞(follilarstemcells)。
 
  胚胎干細胞
 
  胚胎干細胞(embryonicstemcell,ESCs,簡稱ES、EK或ESC細胞。)胚胎干細胞是早期胚胎(原腸胚期之前)或原始性腺中分離出來的一類細胞,它具有體外培養無限增殖、自我更新和多向分化的特性。無論在體外還是體內環境,ES細胞都能被誘導分化為機體幾乎所有的細胞類型(除臍帶和胎盤等附屬組織)。
 
 
  胚胎干細胞研究在美國一直是一個頗具爭議的領域,支持者認為這項研究有助于根治很多疑難雜癥,因為胚胎干細胞可以分化成多種功能的APSC多能細胞,被認為是一種挽救生命的慈善行為,是科學進步的表現。而反對者則認為,進行胚胎干細胞研究就必須破壞胚胎,而胚胎是人尚未成形時在子宮的生命形式。由胚胎來源的原始(未分化)細胞,它們具有分化成為眾多特異細胞類型的潛能。(因干細胞株必須取得人類胚胎,再經過培養純化等。因此許多人認為干細胞株視同為人的一部分)
 
  例如,在德國,由于“保護人類胚胎法”禁止任何破壞人類胚胎進行研究,因此爭議已經平息。但國外的科學活動給研究機構帶來越來越大的壓力,這可能導致爭議再次發生。總的來說,更廣泛的公眾爭議主要發生在嚴重限制人類胚胎研究的國家。
 
  3、你并不了解的干細胞發展史
 
 
  1878:出現第一篇哺乳類的體外受精卵報導。
 
  1959:完成第一例兔子的體外受精卵。
 
  1960:展開畸胚瘤的研究。
 
  1968:愛得華(R.G.Edwards)和貝敏思特(B.D.Bavister)進行人類的體外受精研究。
 
  1970:利用畸胚瘤細胞注入老鼠胚胎,制造鑲嵌鼠以進行胚胎發育的研究。
 
  1978:世界第一個試管寶寶路易絲.布朗(LouiseBrown)在英國誕生。
 
  1980:肯蒂絲.瑞得(CandaceReed)成為澳洲的第一個試管寶寶。
 
  1981:艾凡斯等(M.J.Evans,etal.)體外培養老鼠的胚胎干細胞;伊莉莎白.卡爾(ElizabethCarr)成為美國的第一個試管寶寶。
 
  1984~1988:安德魯等(P.W.Andrews,etal.)在體外培養人類畸胚瘤細胞。
 
  1989:佩拉等(M.F.Pera,etal.)制造人類畸胚瘤細胞株。
 
  1994:首次使用人類人工受精的囊胚進行干細胞的研究。
 
  1995~1996:從恒河猴取得胚胎干細胞,并在體外培養分化成三種胚層。
 
  1998:詹姆士.湯姆生(JamesThomson)從人類體外受精卵取得胚胎干細胞,并能穩定地在體外培養;吉爾哈特(J.Gearhart)從妊娠中止的胎兒內取出其卵巢或睪丸組織,得到一種具有干細胞特性的原始生殖細胞,稱為人類生殖干細胞。
 
  1999:《科學》(Science)雜志公布干細胞為世界十大科技進展榜首。從小鼠肌肉組織取得的成體干細胞可以「橫向分化為血液細胞」。此后,科學家相繼證實成體干細胞具有可塑性。
 
  2000:美國61名諾貝爾獎得主及其它科學家聯名要求美國政府對干細胞研究給予全面支持,同年美國總統柯林頓宣布美國政府準許用政府經費進行人體胚胎干細胞研究。
 
  2001:胚胎干細胞株可以培養出神經、胰島等更多種類的細胞。美國總統布什宣布聯邦政府將優先資助胚胎干細胞研究。
 
  2002:《自然》(Nature)雜志評選「干細胞的爭議」為二○○二年科學界年度重大新聞。
 
  2011:克隆制造干細胞被時代雜志評為2011年十大醫學突破之一。
 
  2012:諾貝爾生理醫學獎授予干細胞研究科學家。

 
  4、干細胞治療,究竟能為我們帶來啥?
 
  1、抵抗衰老
 
  隨著現代科學技術的發展,尤其是干細胞研究的不斷深入,通過補充外源干細胞抗衰老,是目前最為有效的抗衰老治療手段。美國《科學》雜志將干細胞的研究成果列在十大科學進展的首位。干細胞抗衰老是再生醫學中最核心的醫療技術,它最顯著的作用就是補充種子細胞替代衰老細胞。
 
  干細胞技術是再生醫學中最核心的醫療技術,它好比我們身體的某個器官組織受損之后能使其自我再生的細胞,形象地說就像壁虎斷了尾巴之后能再生同一個原理。

 
 
  通過對干細胞進行分離、體外培養、定向誘導、甚至基因修飾等過程,在體外繁育出全新的、正常的甚至更年輕的細胞,并最終通過細胞組織或器官的移植實現對臨床疾病的治療和抗衰老的目的。
 
  2、肝硬化
 
  在肝纖維化特別是肝硬化時,因過量纖維結締組織增生擠壓,正常功能的肝細胞數量大為減少。
 
  干細胞在肝損傷環境中可以分泌不同水平的細胞因子,表現出抗纖維化、抗炎癥反應的作用,刺激肝臟產生新的肝細胞。
 
 
  治療能達到什么樣的效果?
 
  主要指標:
 
  患者臨床癥狀(乏力、納差、腹脹等)的改善情況及不良反應的發生,檢測術前及術后肝功能指標:谷丙轉氨酶,白蛋白,總膽紅素等的水平及腹水變化。
 
  癥狀改善:
 
  臨床研究結果顯示,多數患者接受自體骨髓干細胞后臨床癥狀評分比治療前明顯改善,丙谷轉氨酶(ALT)、總膽紅素(TBIL)逐級降低,血清白蛋白(ALB)、膽堿酯酶(CHE)逐漸升高,特別是遠期可以顯著提高肝臟合成白蛋白的能力,提示患者肝功能明顯改善。總有效率約80%以上。
 
  安全性與適應癥
 
  安全性:采用自體骨髓的干細胞進行移植可以完全克服免疫排斥問題。患者移植術中和術后,無明顯不良反應和并發癥發生。干細胞移植治療失代償期肝硬化是一種較安全的治療方法,可起到暫時性的肝臟支持作用。
 
  適應癥:中毒性、炎癥性、慢性損傷性肝臟疾病,早中期肝硬化,難治性低蛋白血癥(難治性腹水),反復發作黃疸等患者。
 
  3、風濕病
 
  MSCs(間充質干細胞)能夠抑制淋巴細胞的自身免疫反應,減少促炎細胞因子的分泌,增加抗炎細胞因子的分泌。因此,推測MSC可通過免疫調節的方式阻斷RA的發病,且間充質干細胞治療對人體各項指標無明顯改變,安全性很好,為臨床治療(類風濕性關節炎)RA,尋找到一條新途徑。
 
 
 
  治療能達到什么樣的效果?
 
  患者在飲食、睡眠、體力、疲勞等方面均有明顯改善,全部患者滿足ARA20標準,多關節疼痛、腫脹、壓痛明顯緩解,疼痛、腫脹的關節數減少,關節活動度增加等,且患者均無不適應癥狀。
 
  4、不孕癥
 
  通過將間充質干細胞附著在可降解的智能膠原支架材料上,結合宮腔鏡技術分離宮腔粘連后,將支架材料和間充質干細胞的復合體移植到宮腔內,使間充質干細胞的覆蓋子宮內膜粘連面,促進了子宮內膜血管組織的再生,實現了受損子宮內膜的功能性修復。
 
 
  讓不能生育的媽媽獲得生兒育女的能力,為久治不愈患者帶來了巨大希望。
 
  近年來,全球各界進一步開展了干細胞治療的臨床研究。美國、英國、日本等發達國家率先用干細胞移植治療疾病的方法,并取得了不錯的療效。在我國,也有多所醫院開展了間充質干細胞治療疾病的臨床研究。應用干細胞技術療法,可以說是很多傳統方法無可比擬的。
 
 
  據相關數據顯示,全球6000多項在研干細胞臨床試驗涉及上百種疾病,包括脊髓損傷、多發性硬化、中風、肌萎縮側索硬化癥、老年癡呆癥、骨關節炎、股骨頭壞死、椎間盤退化、心肌梗死、肝硬化、克羅恩病、間質性肺病、系統性紅斑狼瘡、勃起功能障礙以及卵巢早衰等等。
 
  隨著技術的不斷發展,干細胞必將引發一場醫療變革,成為繼藥物、手術后的第三種治療方式,各類疾病等一系列傳統手段難以治療的疑難雜癥終將被逐步得到救助。

 

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