成体干细胞有望攻克疾病

成体干细胞的研究可以追溯到19世纪,但主要开始于20世纪50年代,早期研究对象主要是骨髓干细胞,科学家们发现骨髓中包含至少两种干细胞:造血干细胞和间质干细胞。骨髓造血干细胞可以分化形成各种血液细胞,现已被广泛地用于多种血液性疾病和癌症的治疗。骨髓间质干细胞可以分化成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞,并为造血干细胞提供生长分化的微环境,可以辅助骨髓干细胞疗法。随着生物医学研究的发展,人们发现不同类型的干细胞广泛存在于人体多种组织和器官中,它们组成体内的修复系统,在生理状态下,它们可分裂分化更新替代衰老损伤的细胞,维持生长与衰退的平衡;在病变或损伤时,它们可以生长分化成为特定功能细胞,修复损伤促进再生。这些干细胞统称为成体干细胞。

成体干细胞有望攻克疾病

成体干细胞的名称常常根据它们所在组织或器官而定,比如心肌干细胞,骨骼肌干细胞,造血干细胞等。根据成体干细胞的分化功能,可以将它们分为两大类:多功能干细胞(multipotent stem cell)和单功能干细胞(unipotent stem cell)(图1-8)。多功能干细胞可以分化形成同一家族内的不同细胞类型,比如造血干细胞可以分化形成各种血液细胞,比如红细胞、血小板、B淋巴细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞;间充质干细胞分化形成结缔组织细胞,比如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞;神经干细胞可以分化形成神经细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞。而单功能干细胞通常只能分化成一种特定的细胞类型,比如骨骼肌干细胞只能分化成骨骼肌细胞,而心肌干细胞只能分化成心肌细胞。

成体干细胞有望攻克疾病

成体干细胞的研究常常受限于人体组织材料的来源,目前研究最多的是从骨髓、外周血、脂肪、皮肤和肌肉组织中分离的干细胞,因为在正常情况下,基本上不可能采集人体其他的组织和器官。为了扩大成体干细胞的研究范围,很多研究者利用流产胎儿以及附属组织,比如羊水、羊膜、脐带和胎盘,分离培养不同类型的成体干细胞,探索它们的生物学属性以及临床应用的可行性。已有报道指出胎儿时期的干细胞免疫原性比较低,而自我复制的能力高于同类来自成人的干细胞,表明它们可能比成人的干细胞更适合临床应用。

成体干细胞有望攻克疾病

同胚胎干细胞一样,目前也没有鉴定成体干细胞的直接方法,通常利用多种标记蛋白,结合体内外功能分化进行鉴定。比如,体外培养的骨骼肌干细胞可以分化成为骨骼肌细胞,在显微镜下可以看到这些细胞具有类似肌肉收缩的运动;再比如可以通过检测培养液中胰岛素的水平,推测胰腺干细胞分化形成beta-细胞的能力。同样,可以将成体干细胞移植到动物体内,检测它们在体内的生长和分化的能力。现有的研究数据表明,成体干细胞分化相对稳定,临床应用的安全性远远高于胚胎干细胞,但成体干细胞在体外的增殖能力有限,难于满足临床治疗的需要。

目前在世界范围内已有数以千计的成体干细胞临床试验,涉及多种疾病,所用的干细胞有来自患者本人,也有来自组织配型相近捐赠者,大多是从骨髓、外周血、皮肤或脂肪组织分离的干细胞,也有胎儿时期的干细胞。除了骨髓干细胞之外,绝大多数成体干细胞的临床试验仍然处于初级阶段,已经被审批用于临床治疗并有显著治疗效果的干细胞疗法寥寥无几,主要原因是干细胞临床应用研究尚属起步阶段,更重要的是干细胞的研究需要更加深入细化,挖掘不同类型干细胞的生物学属性,增加临床研究的针对性,方能充分发挥干细胞的优势,实现人们对它们的期望。

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