人类的征途不止是星辰大海,就连我们身体的秘密,都远不止已知的那么简单。在人类文明、科学技术高速发展的现在,科学家们试图从细胞层面管理我们的生老病死。
国际干细胞研究会主席George Dally曾说:如果20世纪是医药治疗时代,那么21世纪将是细胞治疗时代。干细胞已经成为医疗领域的冉冉升起的新星,在越来越多的疾病领域中发挥着作用。
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什么是干细胞?
干细胞是具有自我复制、多向分化和归巢潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织、器官的始祖细胞。如同一棵树干,可以长出树杈、树叶、开花和结果一样。
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干细胞存在于人体哪些地方?
现如今科学家已经成功从许多器官或组织中分离出了干细胞,其中包括视网膜干细胞、胰腺干细胞、成骨干细胞等。研究表明,干细胞不仅存在于胚胎,而且存在于成人体内,可以从脐血、脐带、胎盘、骨髓、牙髓、脂肪、血液等组织中分离出相应的干细胞。
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干细胞从何而来?
在细胞分化的过程中,由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配,使得一个子细胞不可逆地走向分化的终端成为功能专一的分化细胞,直至完全失去了再分裂的能力,最终衰老死亡。
机体为了弥补这一不足,保留了一部分未分化的原始细胞,使这保持了亲代的特性。这部分被保留下来的未分化的原始细胞,称为干细胞,一旦生理需要,这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化的细胞。
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干细胞的三大作用机制是什么?
多向分化机制
干细胞,是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞。他们是机体的工兵细胞,当其他细胞和组织、器官发生受损、炎症或体内稳态发生变化时,干细胞就可能成为血液、骨、皮肤、肌肉等的种子细胞,这依赖于多向分化机制,进一步分化成机体所需要的细胞,继而可以组成各类器官。
干细胞到底能分化成哪些细胞?
目前,充分的科学研究已经证明,间充质干细胞由一个种子,可以通过多向分化机制,再生修复软骨细胞、心肌细胞、肾细胞、胰岛β细胞、血管内皮细胞、神经细胞、肝细胞、上皮细胞、肺细胞和肌腱细胞等,用于改善或治疗骨关节炎、心脑血管疾病、肾功能不全、I型糖尿病、神经退行性疾病、肝功能不全、皮肤伤损和肌腱损伤等疾病。
旁分泌机制
神奇的旁分泌机制,让干细胞如同身体里的“分布式发电站”,在适宜的时机,适宜的地点,将各种类型的因子,以发散的模式向外运输,发挥干细胞的积极功能。
干细胞的旁分泌效应,能够表达、合成、分泌各类生长因子、细胞因子、调节因子、信号肽等多种生物活性分子,调节代谢、免疫、0细胞分化、增殖、迁移、营养、凋亡等活性因子,并通过这些因子平衡了机体的内稳态,为干细胞免疫调节、抗凋亡等提供了适宜的环境。
干细胞分泌的生物活性物质主要参与免疫调节和抗凋亡的过程,但同时有越来越多的证据表明干细胞分泌的因子,对组织再生和器官修复及其保护作用至少部分也有重要的功能。
所以,间充质干细胞不仅自己是人体的“最佳修理工”,还充分发挥着“榜样”的作用,对周围的细胞们产生正面的影响,促进细胞们积极工作,修复我们的组织和器官,不断调节与促进我们机体的健康。
归巢机制
哪里有损伤,移植的干细胞就往哪里迁移,及时修复受损的细胞,同时激活休眠中的干细胞,这就是干细胞归巢机制。
干细胞周围的细胞形成像摇篮样的环境保护着干细胞,这一环境被称为微环境(干细胞巢,niche),它是干细胞存在的基础。微环境由和干细胞相邻的各种细胞、细胞外基质(ECM)以及多种细胞因子等构成。
微环境不仅给干细胞提供养分,同时还指导干细胞的行动,决定干细胞的分化方向。
微环境改变是干细胞归巢的始动因素,组织损伤局部表达多种趋化因子、黏附因子、生长因子等各种信号分子。不同的微环境分泌不同的信号分子,吸引干细胞定向到达该组织。干细胞归巢,归的是需要它的地方,归的是损伤部位,那里有它的使命。
最终它可能归至各个脏器,归至骨髓,归至炎症及损伤部位,甚至归至肿瘤部位,及时修复受损细胞。
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什么是干细胞技术?
干细胞技术,是指通过对干细胞进行体外培养,分离、纯化、扩增及定向诱导等过程,在体外繁育出全新的、正常的、甚至更年轻的细胞,并最终回输到人体以达到体态年轻化,预防慢性病、抗衰、防癌等目的。
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干细胞治疗安全吗?
干细胞研究已经完成了临床前安全性实验,包括急性毒性、长期毒性、致瘤性、致畸性、局部刺激、发热和免疫毒性试验,结果表明安全无毒。因为干细胞是一种未分化、未成熟的细胞,其表面抗原表达很微弱,患者自身免疫系统极难识别,因此干细胞治疗不会产生免疫排斥及过敏反应,十分安全。
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干细胞对于人体有哪些作用?
1.増强身体的免疫系统、调整生长因子指数、促进伤口快速愈合避免疤痕;
2.促进器官组织细胞新生,使器官年轻化,延缓器官衰老;
3.提高睡眠质量,改善亚健康;
4.保护肝脏,治疗肝纤维化、肝硬化;
5.促进新陈代谢;
6.增强体能和精力,令机体活力充沛;
7.促进心肌细胞生长、增进心脏功能耐力、预防心脏病及中风;
8.稳定血压、平衡胆固醇;
9.改善皮肤及问题性皮肤,恢复皮肤光泽、光滑与弹性、减少皱纹,使面部年轻化;
10.能够增强性能力、提高性生活质量;
11.提高运动系统能力,改善骨质疏松,腰腿疼痛的状况;
12.恢复神经系统功能,增进记忆力,预防帕金森,老年痴呆等。
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干细胞可以治疗的疾病有哪些?
1.呼吸系统疾病
各种病毒性肺炎、肺损伤;肺纤维化、肺支气管发育不良、肺气肿、慢性支气管炎等;
2.神经系统疾病
神经退行性疾病、神经损伤、脑瘫、缺血性脑病等;
3.免疫系统疾病
自身免疫性疾病、移植物抗宿主疾病等;
4.内分泌疾病
糖尿病、糖尿病足等并发症、甲状腺等;
5.心血管及周围血管病
心肌梗塞、心肌缺血、下肢动脉硬化闭塞症等;
6.眼科疾病
视神经发育不全、视神经萎缩、黄斑病变;
7.生殖系统疾病
卵巢早衰、肾病、阳痿、不孕不育等;
8.消化系统疾病
终末期肝病、肝纤维化、肠道疾病等;
9.运动系统疾病
脊髓损伤、股骨头坏死、骨关节炎、骨质疏松、肌腱损伤等;
10.抗衰老
亚健康、疾病预防、除皱、面部塑型等。
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干细胞在中国的应用和前景如何?
我国的干细胞研究和应用已有一定的基础,其中研究和应用最多的是造血干细胞。早在20世纪60年代,我国就开始了骨髓移植的研究。到了70年代末80年代初,临床骨髓移植治疗血液病在我国陆续开展。90年代以来,除骨髓移植外,外周血和脐血干细胞移植也逐步普及,主要用于治疗血液病和肿瘤。
随着干细胞科学深入研究,多种类型的干细胞如造血T-细胞、间充质干细胞、神经干细胞等,己逐步应用于多种疾病的治疗,国内许多医院都有临床使用的病例。如系统性红斑狼疮、肝硬化、脑中风、心脏病、脉管炎、糖尿病、帕金森病、烫伤皮肤再生等。
进入21世纪,细胞治疗代替传统的药物治疗已成为众多疾病临床治疗手段的必然发展趋势。
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