一文讀懂 | 干細胞和 “ 我 ” 有什么關(guān)系?
“干細胞”這個名詞近年逐漸頻繁出現(xiàn)在大眾視野里,干細胞療法所帶來的的醫(yī)學(xué)成果也在不斷地被證實。再生醫(yī)學(xué)所創(chuàng)造的“醫(yī)學(xué)奇跡”正在不斷刷新人們的認(rèn)知,比如電影《我不是藥神》就普及了“干細胞”的重要性。
▲ 影片講述了一群“白血病”患者為活命與制度對抗的故事
治療白血病,除了化療、藥物維持,還可以通過骨髓移植根治,但前提是要有成功配型的骨髓?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)能夠用骨髓移植治愈白血病,正是因為造血干細胞存在于骨髓中。
那么干細胞到底是如何與“我”產(chǎn)生關(guān)系的呢?下文就為你揭曉答案。
01 走進干細胞家族
干細胞就是你身體的整個世界。從受精卵到臟器、發(fā)膚,干細胞時時伴隨我們的生命。它就像生命贈與每個人的禮物,具有自我更新、修復(fù)生命的強大潛能。對于個體而言,它是寶貴的生命守護神,對于公眾而言,它是細胞治療時代珍貴的生物資源。
干細胞是生命的源頭細胞。具有自我復(fù)制、定向發(fā)育、修復(fù)和替代受損細胞特點。它就像一粒種子,可以分化成為人體各種組織器官細胞。人體的所有細胞都由干細胞而來。
因為它的這些特性,醫(yī)學(xué)界稱干細胞為“萬能細胞”,這意味著人體內(nèi)損傷、病變的細胞可以獲得修復(fù)和替代,醫(yī)療治愈可以在細胞層面發(fā)生,甚至人體器官都可以在體外培養(yǎng)、再生。
近年來的臨床數(shù)據(jù)顯示,干細胞技術(shù)在治療多項慢性病、疑難雜癥方面具有顯著良好效果,如糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、白血病、慢性腎病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、漸凍癥、多系統(tǒng)萎縮、帕金森等神經(jīng)系統(tǒng)疾病和免疫系統(tǒng)疾病。
02 間充質(zhì)干細胞:干細胞家族的明星
干細胞就像人體內(nèi)初生自帶的神秘精靈。這個精靈隨著生命誕生之初的“胚胎干細胞”,漸漸生長、發(fā)育,成為一個“家族”,各司其職。
按照分化潛能和發(fā)育等級,干細胞家族可以分為全能、多能和單能干細胞。顧名思義,不是每一種干細胞都具備多功能性,如骨髓中蘊含豐富的“造血干細胞”只能分化成不同的血液細胞,“術(shù)業(yè)有專攻”,但畢竟功能單一。
▲ 人類胚胎發(fā)育及組織形成中細胞潛能變化圖
1.受精卵→2. 細胞卵裂球→ 3. 桑椹胚
(前三個階段都屬于全能干細胞)
4.囊胚期的內(nèi)細胞團,屬于多能干細胞
5.三胚層期的細胞屬于專能干細胞
6.心臟或骨骼里的干細胞屬于專能或單能干細胞
間充質(zhì)干細胞——干細胞家族的“明星成員”,因為諸多優(yōu)良特性,近年來成為科研和臨床研究競相追逐的熱點。
間充質(zhì)干細胞,全稱mesenchymal stem cells,簡稱MSCs,是屬于中胚層的一類多能干細胞,主要存在于結(jié)締組織和器官間質(zhì)中,包括:骨髓、臍帶、脂肪、粘膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等組織以及羊水、羊膜、胎盤等。在適宜條件下可分化為脂肪、骨、軟骨等多種組織細胞。
03 “MSCs”為何成為明星
來源廣泛,取材方便
1976年,F(xiàn)reidenstein首次在骨髓中發(fā)現(xiàn)了間充質(zhì)干細胞(以下簡稱MSCs)。隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)MSCs的來源非常廣泛,存在于人體所有組織、組織液和分泌物中。
強大的增殖能力與分化潛能
MSCs可以不斷地增殖、繁殖以及傳代,在擴增后仍具有干細胞特性,它還可以分化成各種胚層的細胞,因此在臨床上具有廣泛的應(yīng)用前景。
其他四點“與眾不同”的功能
01 支持造血功能
MSCs可以分泌很多種刺激造血細胞增殖和分化的細胞因子,與造血干細胞聯(lián)合使用時,可以提高造血干細胞移植成功率,加速造血功能重建。
02 選擇性歸巢功能
MSCs對損傷組織的修復(fù)主要是通過分泌細胞因子進行的。它可分泌多種細胞因子和趨化因子,與此同時,損傷或炎癥區(qū)域產(chǎn)生的趨化因子也對MSCs的歸巢有吸引作用。
因此,MSCs能自動向損傷組織和炎癥區(qū)域歸巢,從而減少炎癥、減少組織細胞的凋亡、消除纖維化、激活內(nèi)源性組織器官的干/祖細胞的增殖,達到修復(fù)組織器官的效果。
03 免疫原性低
免疫原性,是指抗原能刺激特定的免疫細胞開始工作的性能。比如在一些需要移植的手術(shù)中,需要嚴(yán)格配型,以避免移植后發(fā)生嚴(yán)重排異反應(yīng)。MSCs的免疫原性很低,異基因的MSCs移植不引起明顯的免疫排斥反應(yīng)。
04 免疫調(diào)節(jié)性
MSCs的免疫調(diào)節(jié)特性是通過分泌生物活性物質(zhì)(如生長因子、細胞因子、趨化因子等)和細胞之間的直接接觸實現(xiàn)的。MSCs的這種特性使它可以在不同情況下對炎癥環(huán)境起到調(diào)和作用。
人類大部分重疾的發(fā)病歷程都伴隨炎癥,如肝硬化、糖尿病,帕金森等。MSCs的免疫調(diào)節(jié)特性使它可以抑制促炎癥因子表達,促進抗炎因子的表達,從而將炎癥環(huán)境轉(zhuǎn)為抗炎癥環(huán)境。
知道了MSCs的種種優(yōu)勢,我們就很容易理解,為何在這次抗戰(zhàn)新冠肺炎的戰(zhàn)役中,MSCs能夠?qū)χ匕Y患者產(chǎn)生療效。
04 MSCs科研現(xiàn)狀
MSCs的種種特性,為其賦予了更高的臨床應(yīng)用價值,被公認(rèn)為最接近臨床應(yīng)用的“實用型干細胞”,在近年來的臨床研究中備受青睞。
目前,全球注冊在案的近6000個干細胞臨床研究中,間充質(zhì)干細胞與造血干細胞的研究比例大概為4:1,而美國FDA已批準(zhǔn)的10種干細胞藥物中,9種藥物來源為間充質(zhì)干細胞。
早在2006年,國務(wù)院在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》中明確指出要大力發(fā)展生物技術(shù),將“基于干細胞的人體組織工程技術(shù)”列入生物技術(shù)的前沿領(lǐng)域。
經(jīng)過多年的努力探索,我國目前已形成完整的干細胞產(chǎn)業(yè)鏈:
在產(chǎn)業(yè)上游,是干細胞的采集、制備、存儲業(yè)務(wù);在產(chǎn)業(yè)中游,包括干細胞的分化、增殖、藥物研發(fā);產(chǎn)業(yè)下游涉及干細胞的臨床研究及轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
目前最為成熟的一環(huán)是產(chǎn)業(yè)上游,即細胞存儲。中下游的眾多科研和臨床研究在政策的激勵和指引下正處于市場轉(zhuǎn)化階段。
在我國,干細胞按藥品、技術(shù)管理的“類雙軌制”監(jiān)管。目前已有100多個國家備案的干細胞臨床研究項目,涉及30種疾病,近六成項目采用的是MSCs,據(jù)國家藥品監(jiān)督管理局藥品評審中心(CDE)公示信息,CDE目前已受理12項干細胞藥物臨床試驗申請,其中11項的來源為間充質(zhì)干細胞。我國已有有批準(zhǔn)的111家三甲醫(yī)院具有開展干細胞臨床研究的資質(zhì);多年來,累計有120個“干細胞及轉(zhuǎn)化研究”重點專項項目,累計投入資金約24億元,涉及脊髓損傷、心功能衰竭、心肌梗死、重癥急性腎損傷等多種疾病。
05 干細胞已成為珍貴生物資源
臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用是整個干細胞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。近年來的臨床成果顯示干細胞在多種慢性病、疑難雜癥中展現(xiàn)了良好的效果,如脊髓損傷、卵巢早衰、糖尿病及并發(fā)癥、腎損傷、阿爾茨海默病等。
2019年國家在開展干細胞產(chǎn)業(yè)方面密集發(fā)布多項政策,2020年干細胞技術(shù)在新冠肺炎的抗疫戰(zhàn)爭中打出了響亮的一槍。
21世紀(jì)全球已經(jīng)進入了細胞治療時代,細胞治療將成為未來醫(yī)療的新支柱。干細胞是生命的起源細胞,憑借其自身特點和獨特功能,已經(jīng)在保健抗衰、疾病治療等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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本文章來源于干細胞之父