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随着医疗技术快速发展,对人们健康做出了巨大贡献,但是越来越多难以治愈的疾病,如癌症、糖尿病、心血管疾病和老年痴呆症等发病率也在不断攀升,而以化学药物和手术治疗为支柱的传统西医学发展逐渐遭遇瓶颈。而且由于传统的器官移植存在感染、排斥反应和免疫抑制等风险,这种局限性使得临床上对干细胞治疗的需求上升。干细胞治疗也被称为再生医学,是指利用干细胞及其衍生物来促进受损、病变或功能丧失的组织进行修复。各类干细胞治疗技术,目前最具临床应用价值的便是间充质干细胞。根据统计,全球已有超过13项干细胞治疗药物上市,其中绝大多数都属于间充质干细胞产品。间充质干细胞究竟有什么神奇功能呢?我们详细了解一下。1
间充质干细胞的基本特性
间充质干细胞又称多能基质细胞,简称MSCs,来源于发育早期的中胚层和外胚层,属于多能干细胞,广泛存在于结缔组织和器官间质中。间充质干细胞具有自我更新、自我复制、无限增殖及多向分化潜能等特点,可通过分泌细胞因子,减少炎症、减少组织细胞凋亡、促进内源性组织器官的干祖细胞增殖及进行免疫调节,从而作为种子细胞达到修复组织器官的效果。连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,医学界称为“万用细胞”。它有以下基本特性:1)多向分化:具有强大的增殖能力和多向分化潜能;2)免疫调节:免疫原性低,有免疫调节功能,使用不引起免疫排斥反应,且可抑制排斥反应;3)数量丰富:各组织中含量丰富,易于采集。4)繁殖力强:经体外培养可达10亿个,供多次使用。5)安全可靠:基因稳定,不易突变,多次传代扩增后仍具有干细胞特性。6)适用面广:适用范围广泛,几乎可用于治疗所有的组织损伤、衰老及退行性病变。2
间充质干细胞的神奇功能
间充质干细胞除了有强大的增殖能力和多向分化潜能,免疫调节功能等基本特性,在医疗中还有更高的价值。
1)组织支持的“土壤细胞”间充质干细胞是一种滋养层细胞,可能存在于所有组织中,支持多种细胞的生存和生长,包括:造血细胞、胚胎干细胞、肿瘤细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞等。2)组织修复的“微药厂”间充质干细胞在体内发生炎症损伤,释放出炎症信号时,持续地分泌相关抗炎性分子、抗凋亡分子等,在体内形成一个促进组织修复及再生的微环境。3)信号开关功能间充质干细胞可能具有自身开/关调控机制,而这个调控机制的关键可能在于体内是否存在有炎症信号。4)抗菌作用间充质干细胞可以分泌一种被称为hCAP-18/LL37具有抗菌作用的抗菌肽。5)抗纤维化作用可以修复血管纤维化、肝纤维化、肺纤维化等。6)抗排斥作用间充质干细胞可以抑制GVHD(移植物抗宿主反应),能够促进造血干细胞植入,还可以降低细胞或器官移植后的免疫排斥反应。7)激活内源性干细胞同种异基因移植间充质干细胞,主要通过分泌细胞因子调节微环境,激活内源性干细胞发挥组织修复作用。8)“一过性”使命同种异基因移植间充质干细胞,必要时可以直接参与组织分化与修复,在完成使命后逐步被内源性组织细胞替换,并不长期滞留体内。9)超级起始材料间充质干细胞体外扩增方便,具有多潜能性,可望成为组织工程、细胞重编程,以及细胞转分化理想的起始材料。伴随生命全过程有了间充质干细胞,才有组织发生:单细胞生物只有集落,原肠胚阶段的生物有内胚层和外胚层,仍没有组织分化,每个细胞都可以独立生存;当生命进化或发育到三胚层阶段真正意义上的组织才诞生,而间充质干细胞就起源于中胚层。10)遍布所有组织间充质干细胞与血管相伴,存在于机体所有的组织、组织液和分泌物中:除了骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞外,脂肪干细胞、胎盘干细胞、宫内膜干细胞、外周血干细胞、毛囊干细胞、牙髓干细胞、粘膜干细胞、羊水干细胞、羊膜干细胞、乳汁干细胞、尿液干细胞等等均含有或本身就是间充质干细胞。11)身体的脚手架间充质干细胞是组织的建造者和功能维持者:间充质干细胞在组织形态发生中负责搭建脚手架,分化出骨骼、软骨、脂肪、纤维等结缔组织,构成器官发育框架结构;而且,间充质干细胞可以分泌数十种因子,为各种分化细胞提供所需营养。12)建造细胞微环境间充质干细胞是各种细胞niche的建造者和维护者:机体各种细胞处在特有的niche之中才能够正常发挥功能,间充质干细胞负责建造各种niche、并分泌所需的各种因子维护其功能,如:肌细胞niche、神经细胞niche、造血干细胞niche、上皮细胞包niche、肿瘤细胞niche等等;另一方面,间充质干细胞还通过免疫调节作用隔离不同niche,避免不同性质niche的相互冲突。13)组织功能维护者间充质干细胞是维护组织功能的基础,任何疾病都与间充质干细胞有直接关系:各种物理、化学、生物因素均直接和间接作用在组织的脚手架和细胞niche上,从而引起损伤、感染、过敏、坏死、免疫力下降、内分泌紊乱、神经失调、衰老、癌变等等。3
间充质干细胞应用人体
1)细胞分化为功能性细胞,代替衰退、损伤的功能性细胞;2)启动再生相关基因的顺序表达,使组织器官的内源性衰退、损伤修复启动;3)外源性细胞进入体内,分泌多种生长营养因子,改善组织器官内部微环境;4)免疫调节作用可减轻了局部组织器官的炎性反应;5)激活提升免疫细胞质量,消除预防隐性疾病;6)可分化骨骼肌肉细胞,使脂肪分布均匀,肌肉结实,筋骨柔软;7)促进胶原蛋白生成,细胞分泌的多种生长因子,有效调节内分泌系统及荷尔蒙系统。4
间充质干细胞治疗适应症
1)血液系统疾病:主要是白血病,是临床应用较早也较为成熟的领域;2)神经系统疾病:如帕金森氏综合征、老年痴呆症、外伤性脑损伤、脊髓损伤、运动神经元病等;3)实质器官损伤或病变:如肝硬化及其并发症、肺及其他组织纤维化等;4)免疫系统疾病:主要是利用干细胞的免疫调控作用,如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等;5)心血管系统疾病:如心肌梗塞、血管病变、缺血性心脏病等;6)代谢性疾病:如糖尿病及其并发症等;7)骨关节疾病:如骨关节炎,股骨头坏死等;8)生殖系统疾病:如卵巢早衰、内分泌失调等;9)其他领域,如角膜干细胞治疗眼部疾病、干细胞抗衰老等。5
间充质干细胞美容保健功效
1)改善神经系统功能,改变精神面貌;2)修复肝肾、生殖系统功能,提升男性性功能;3)平衡女性内分泌、预防妇科疾病;4)调节运动系统功能,增强机体活力;5)改善消化系统功能,提升肠胃功能;6)净化排*,祛皱美白,使皮肤年轻化。间充质干细胞的特性不仅使得它成为临床研究的热点,更推动了人们对细胞存储的需求。从前,人们通过保险,来抵御疾病意外导致的风险,这是金钱方面的保障。未来,随着生物医学日新月异的发展,细胞资源在疾病治疗与预防方面将有广泛的应用空间。干细胞生物科技的神奇超出你的预期
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