梅奥诊所 | 干细胞是什么以及它们的作用

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

梅奥诊所Mayo Clinic)在“美国新闻及世界报道”年度全美最佳医院排名荣登榜首,同时位于亚利桑那州、弗罗里达州及明尼苏达州的Mayo Clinic也排名榜首。此外,Mayo Clinic有8个专科也名列榜首,这比任何一家医院都要多。Mayo Clinic的排名折射出她在专业和经验上的宽度。

梅奥诊所 | 干细胞是什么以及它们的作用

“美国新闻及世界报道”将Mayo Clinic的8个专科排名为全美榜首。他们分别是糖尿病及内分泌科、胃肠及消化外科、老年科、妇科、肾脏科、神经内科及外科,呼吸科和泌尿外科。此外,还有3个专科被排名第二(心内科以心脏外科、五官科和骨科)、1个专科排名第三(肿瘤科)。Mayo Clinic是以高度合作、团队为基础的医院,每位专家以及其他团队成员为满足患者需求,齐心协力解决复杂的、高难度的医学挑战。

位于明尼苏达州的罗彻斯特、亚利桑那州的斯科茨代尔和凤凰城、弗罗里达州的杰克逊维尔的Mayo Clinic三个主要院区欢迎和接待来自世界各地的每一位患者。每年,来自美国50个州以及世界上140个的超过1,300,000位患者来到Mayo Clinic寻求希望以及治愈。中国患者可以通过直接联系Mayo Clinic请求约诊。

多学科会诊,即MDT是梅奥的一大特色,最早于上世纪60年代由梅奥诊所提出。凡是来梅奥的病人,所有检查结果都会被转递与病情相关的内、外、肝、肠、肺、妇科等多个科室,各科室紧密配合,协同确诊,共同制订治疗方案。

FDA为自动化干细胞生产开绿灯,梅奥诊所可大规模生产干细胞

2021年美国FDA给梅奥诊所弗罗里达分所再生医学中心的自动化干细胞生产平台开了绿灯,为该中心大批量生产干细胞扫清了障碍。这将使医生能够更快、更高效地利用年轻健康捐赠者的骨髓、脐带或血液制备足够量的干细胞,满足临床治疗或临床试验的大剂量需求。
长期以来,干细胞的生产一直是个劳动密集的过程,通常几个月的生产仅仅只能满足少数患者的需求。而临床治疗或者临床试验对干细胞的需求往往都是大规模的,传统的生产过程不能满足临床发展的需求。
自动化平台能够在几天内生产几十亿的干细胞,这代表了再生医学领域的一个巨大飞跃。在FDA的监督和评估下,梅奥诊所花了4年的时间来开发自动化干细胞生产平台。如果未来提供给患者的临床项目更多些,那么将有更多患者受益于干细胞的自动化生产。
干细胞是什么以及它们的作用
梅奥诊所在其官方网站上介绍了,干细胞是什么以及它们的作用,向大众介绍干细胞技术与疾病治疗科普常识。干细胞为新的医学治疗提供了巨大的希望。了解干细胞类型、当前和可能的用途以及研究和实践状态。

梅奥诊所 | 干细胞是什么以及它们的作用

 

文章中提到,您在新闻或朋友中听说过干细胞,也许您想知道它们是否可以帮助您或患有严重疾病的亲人。您可能想知道干细胞是什么,它们是如何被用来治疗疾病和损伤的,以及为什么它们会成为如此激烈争论的主题。

以下是有关干细胞的常见问题的一些答案。

什么是干细胞?

干细胞是身体的原材料——所有其他具有特殊功能的细胞都是从这些细胞中产生的。在身体或实验室的适当条件下,干细胞分裂形成更多称为子细胞的细胞。

梅奥诊所 | 干细胞是什么以及它们的作用

干细胞:身体的主细胞

这些子细胞要么成为新的干细胞,要么成为具有更特定功能的特化细胞(分化),例如血细胞、脑细胞、心肌细胞或骨细胞。体内没有其他细胞具有产生新细胞类型的天然能力。

为什么人们对干细胞如此感兴趣?

研究人员希望干细胞研究可以帮助:

  • 增加对疾病如何发生的了解。通过观察干细胞成熟为骨骼、心肌、神经和其他器官和组织中的细胞,研究人员可以更好地了解疾病和病症的发展过程。
  • 生成健康细胞以替代受疾病影响的细胞(再生医学)。干细胞可以被引导成为特定的细胞,可用于人体再生和修复受损或受疾病影响的组织。
  • 可能从干细胞疗法中受益的人包括脊髓损伤、糖尿病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、阿尔茨海默病、心脏病、中风、烧伤、癌症和骨关节炎患者等。
  • 干细胞可能有潜力成长为用于移植和再生医学的新组织。研究人员继续推进有关干细胞技术及其在移植和再生医学中的应用。
  • 测试新药的安全性和有效性。在使用人的研究药物之前,研究人员可以使用某些类型的干细胞来测试药物的安全性和质量。这种类型的测试很可能首先会直接影响心脏毒性测试的药物开发。
  • 新的研究领域包括使用已编程为组织特异性细胞测试新药的人类干细胞的有效性。为了测试新药的准确性,必须对细胞进行编程以获取由药物靶向的细胞类型的特性。正在研究将细胞编程为特定细胞的技术。例如,可以生成神经细胞以测试一种新药以治疗神经疾病。测试可以证明新药是否对细胞以及细胞受到伤害有任何影响。

干细胞从何而来?

干细胞有多种来源:

  • 胚胎干细胞,这些干细胞来自 3 到 5 天大的胚胎。在这个阶段,胚胎被称为胚泡,大约有 150 个细胞。
  • 胚胎干细胞是全能干细胞,这意味着它们可以分裂成更多的干细胞或可以成为体内任何类型的细胞。这种多功能性允许胚胎干细胞用于再生或修复患病的组织和器官。
  • 成体干细胞,这些干细胞在大多数成人组织(如骨髓或脂肪)中含量很少。与胚胎干细胞相比,成体干细胞产生机体各种细胞的能力更为有限。
  • 直到最近,研究人员还认为成体干细胞只能产生相似类型的细胞。例如,研究人员认为骨髓中的干细胞只能产生血细胞。
  • 然而,新出现的证据表明,成体干细胞可能能够产生各种类型的细胞。例如,骨髓干细胞可能能够产生骨骼或心肌细胞。
  • 这项研究导致了早期临床试验,以测试人体的有用性和安全性。例如,目前正在对患有神经或心脏病的人进行成体干细胞测试。
  • 诱导多能多干细胞,成体细胞被改变为具有胚胎干细胞的特性。科学家们已经通过基因重编程成功地将常规成体细胞转化为干细胞。通过改变成体细胞中的基因,研究人员可以对细胞进行重新编程,使其发挥与胚胎干细胞相似的作用。
  • 这种新技术可能允许使用重编程细胞代替胚胎干细胞,并防止免疫系统对新干细胞的排斥。
  • 研究人员已经能够获取常规的结缔组织细胞并将它们重新编程为功能性心脏细胞。在研究中,注射新心脏细胞的心力衰竭动物的心脏功能和存活时间得到改善。
  • 围产期干细胞,研究人员在羊水和脐带血中发现了干细胞。这些干细胞具有转变为特化细胞的能力。
  • 羊水充满了包围并保护子宫内发育中的胎儿的囊。研究人员已经在从孕妇身上抽取的羊水样本中鉴定出干细胞,用于检测或治疗,这一过程称为羊膜穿刺术。

为什么使用胚胎干细胞存在争议?

  • 胚胎干细胞是从早期胚胎中获得的,卵子与精子受精时形成的一组细胞。由于人类胚胎干细胞是从人类胚胎中提取的,因此对胚胎干细胞研究的伦理问题提出了几个问题。
  • 美国国立卫生研究院于 2009 年制定了人类干细胞研究指南。该指南定义了胚胎干细胞及其在研究中的应用方式,并包括对捐赠胚胎干细胞的建议。此外,该指南指出,通过体外受精产生的胚胎中的胚胎干细胞只能在不再需要胚胎时使用。

这些胚胎是从哪里来的?

  • 用于胚胎干细胞研究的胚胎来自在体外受精诊所受精但从未植入女性子宫的卵子。干细胞是在捐赠者知情同意的情况下捐赠的。干细胞可以在实验室的试管或培养皿中的特殊溶液中生存和生长。

为什么研究人员不能改用成体干细胞

  • 尽管对成体干细胞的研究很有希望,但成体干细胞可能不像胚胎干细胞那样通用和耐用。成体干细胞可能无法被操纵以产生所有细胞类型,这限制了成体干细胞用于治疗疾病的方式,因此诱导多能干细胞成为重要供体细胞来源。
  • 由于环境危害(例如毒素)或细胞在复制过程中获得的错误,成体干细胞也更可能包含异常。然而,研究人员发现成体干细胞比最初想象的更具适应性。

什么是干细胞系,为什么研究人员要使用它们?

  • 干细胞系是一组细胞,它们全部来自单个原始干细胞并在实验室中生长。干细胞系中的细胞会继续生长,但不会分化成特化细胞。理想情况下,它们没有遗传缺陷并继续产生更多的干细胞。可以从干细胞系中提取细胞簇并冷冻储存或与其他研究人员共享。

什么是干细胞疗法(再生医学),它是如何工作的?

  • 干细胞疗法,也称为再生医学,使用干细胞或其衍生物促进患病、功能失调或受伤组织的修复反应。这是器官移植的下一章,使用细胞代替供应有限的供体器官。
  • 研究人员在实验室培养干细胞。这些干细胞被培养以专门用于特定类型的细胞,例如心肌细胞、血细胞或神经细胞。
  • 然后可以将特化细胞植入人体内。例如,如果该人患有心脏病,则可以将细胞注射到心肌中。然后,健康移植的心肌细胞可以帮助修复受伤的心肌。
  • 研究人员已经表明,引导成心脏样细胞的成体骨髓细胞可以修复人的心脏组织,更多的研究正在进行中。

干细胞是否已经被用于治疗疾病?

  • 是的。医生进行了干细胞移植,在干细胞移植中,干细胞替代因化疗或疾病而受损的细胞,或作为供体免疫系统对抗某些类型的癌症和血液相关疾病的一种方式,例如白血病、淋巴瘤、神经母细胞瘤和多发性骨髓瘤。这些移植使用成体干细胞。
  • 研究人员正在测试成体干细胞以治疗其他疾病,包括一些退行性疾病,如心力衰竭。

在人类中使用胚胎干细胞有哪些潜在问题?

  • 为了使胚胎干细胞有用,研究人员必须确定干细胞会分化成所需的特定细胞类型。
  • 研究人员已经发现了指导干细胞成为特定类型细胞的方法,例如指导胚胎干细胞成为心脏细胞。这方面的研究正在进行中。
  • 胚胎干细胞也可以不规则地生长或自发地专注于不同的细胞类型。研究人员正在研究如何控制胚胎干细胞的生长和分化。
  • 胚胎干细胞也可能触发免疫反应,其中受体的身体将干细胞作为外来入侵者进行攻击,或者干细胞可能无法按预期发挥作用,导致未知后果。研究人员继续研究如何避免这些可能的并发症。

什么是治疗克隆,它可以带来什么好处?

  • 治疗性克隆,也称为体细胞核转移,是一种创建独立于受精卵的多功能干细胞的技术。在此技术中,将细胞核从未受精的卵中取出。该核包含遗传物质。核也从供体的细胞中取出。
  • 然后将该供体核注入卵中,以称为核转移的过程,取代了被去除的核。使鸡蛋分裂并很快形成胚泡。该过程创建了一系列干细胞,该干细胞在遗传上与供体细胞相同,本质上是克隆。
  • 一些研究人员认为,从治疗克隆中得出的干细胞可能比受精卵的干细胞有益,因为一旦将克隆的细胞移植回捐助者,克隆细胞就不太可能被拒绝,并且可能使研究人员可以准确地看到疾病的发展方式。

在人身上进行治疗性克隆是否成功?

  • 不。尽管在许多其他物种中取得了成功,但研究人员还未能成功地对人类进行治疗性克隆。
  • 然而,在最近的研究中,研究人员通过修改治疗性克隆过程创造了人类多能干细胞。研究人员继续研究治疗性克隆在人类身上的潜力。

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