近些年,“間充質(zhì)干細(xì)胞”因在多種疾病上治療效果顯著而受到越來(lái)越多的關(guān)注。那么,間充質(zhì)干細(xì)胞到底是什么?它有什么用?對(duì)此,很多朋友都不是很了解。
本篇將為您詳細(xì)科普“間充質(zhì)干細(xì)胞”!
間充質(zhì)干細(xì)胞,又稱多潛能基質(zhì)細(xì)胞,簡(jiǎn)稱MSCs,是屬于中胚層的一類多能干細(xì)胞。它主要存在于結(jié)締組織和器官間質(zhì)中,包括:牙髓、骨髓、胎盤、脂肪、粘膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等組織,以及羊水、羊膜、臍帶等。在適宜條件下可分化為脂肪、骨、軟骨等多種組織細(xì)胞。
1、哪里有血管,哪里就有間充質(zhì)干細(xì)胞。
(圖中灰色管狀是毛細(xì)血管,紅色是間充質(zhì)干細(xì)胞)
2、間充質(zhì)干細(xì)胞可以沿著膠原纖維等胞外基質(zhì)四處爬行。
3、體外培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞能迅速增殖,并爭(zhēng)先恐后地去搶占地盤,這種“定向遷移”的能力,對(duì)損傷修復(fù)至關(guān)重要。
4、將活細(xì)胞染為紅色,死亡的心肌細(xì)胞染為青色,間充質(zhì)干細(xì)胞不斷遷移,箭頭所指部位間充質(zhì)干細(xì)胞逐漸與死亡細(xì)胞融合成為雙核,400分鐘時(shí),死亡的心肌細(xì)胞開(kāi)始奇跡般地復(fù)活。
1976年,F(xiàn)reidenstein首次發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。后研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞具有多向分化潛能、造血支持和促進(jìn)干細(xì)胞植入、免疫調(diào)控和自我復(fù)制等潛能。間充質(zhì)干細(xì)胞被認(rèn)為最接近臨床應(yīng)用的干細(xì)胞產(chǎn)品。
間充質(zhì)干細(xì)胞是繼胚胎干細(xì)胞、造血干細(xì)胞之后的又一科研熱點(diǎn),是一種能夠治療多種系統(tǒng)疾病的“實(shí)用型干細(xì)胞”:
1999年
美國(guó)Horwitz等用間充質(zhì)干細(xì)胞治療小兒成骨不全和Ⅰ型膠原缺乏。
2002年
美國(guó)O·N·Koc等用間充質(zhì)干細(xì)胞治療粘多糖病。
2003年
意大利Mazzini等用間充質(zhì)干細(xì)胞治療肌營(yíng)養(yǎng)不良性側(cè)索硬化癥。
法國(guó)Fouillard等用間充質(zhì)干細(xì)胞治療再生障礙性貧血。
2005年
美國(guó)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療股骨頭壞死。
韓國(guó)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療腦中風(fēng)。
俄羅斯M·F·Rasulov等用間充質(zhì)干細(xì)胞治療皮膚燒傷。
2011年
解放軍463醫(yī)院利用間充質(zhì)干細(xì)胞治療229例腦癱患者,患者日常生活能力提高,效果明顯。
2014年
18例再障貧血患者接受廣州第十二人民醫(yī)院的間充質(zhì)干細(xì)胞治療,總有效率達(dá)72.2%。
2015年
神經(jīng)再生膠原支架結(jié)合間充質(zhì)干細(xì)胞治療脊髓損傷進(jìn)入臨床研究。
2016年
利用間充質(zhì)干細(xì)胞治療早衰癥。
2016~2017年
截至目前,國(guó)家衛(wèi)計(jì)委共計(jì)備案了15個(gè)干細(xì)胞臨床研究項(xiàng)目,其中10個(gè)項(xiàng)目都與間充質(zhì)干細(xì)胞有關(guān),這也代表著間充質(zhì)干細(xì)胞將迎來(lái)臨床研究的爆發(fā)階段。
1、強(qiáng)大的增殖能力和多向分化潛能:在適宜的體內(nèi)或體外環(huán)境下分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞的能力。
2、免疫調(diào)節(jié)功能:通過(guò)細(xì)胞間的相互作用,及產(chǎn)生細(xì)胞因子干擾樹(shù)突狀細(xì)胞功能并抑制T細(xì)胞的增殖及其免疫反應(yīng),從而發(fā)揮免疫重建的功能。
3、來(lái)源多樣、取材方便,易于分離、培養(yǎng)、擴(kuò)增和純化,多次傳代擴(kuò)增后仍具有干細(xì)胞特性。
以上是對(duì)于間充質(zhì)干細(xì)胞的通??捶?/strong>,隨著研究深入發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞在醫(yī)療中的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)胚胎干細(xì)胞、多效誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等“干細(xì)胞明星”,有必要對(duì)其進(jìn)行重新認(rèn)識(shí):
1、組織支持的'土壤細(xì)胞':
間充質(zhì)干細(xì)胞是一種滋養(yǎng)層細(xì)胞,可能存在于所有組織中,支持多種細(xì)胞的生存和生長(zhǎng),包括:造血細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等。
2、組織修復(fù)的“微藥廠”:
間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)發(fā)生炎癥損傷,釋放出炎癥信號(hào)時(shí),持續(xù)地分泌相關(guān)抗炎性分子、抗凋亡分子等,在體內(nèi)形成一個(gè)促進(jìn)組織修復(fù)及再生的微環(huán)境。
3、信號(hào)開(kāi)關(guān)功能:
間充質(zhì)干細(xì)胞可能具有自身開(kāi)/關(guān)調(diào)控機(jī)制,而這個(gè)調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵可能在于體內(nèi)是否存在有炎癥信號(hào)。
4、抗菌作用:
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分泌一種被稱為hCAP-18/LL37具有抗菌作用的抗菌肽。
5、纖維化作用:
可以修復(fù)血管纖維化、肝纖維化、肺纖維化等。
6、抗排斥作用:
間充質(zhì)干細(xì)胞可以抑制GVHD(移植物抗宿主反應(yīng)),能夠促進(jìn)造血干細(xì)胞植入,還可以降低細(xì)胞或器官移植后的免疫排斥反應(yīng)。
7、激活內(nèi)源性干細(xì)胞 :
同種異基因移植間充質(zhì)干細(xì)胞,主要通過(guò)分泌細(xì)胞因子調(diào)節(jié)微環(huán)境,激活內(nèi)源性干細(xì)胞發(fā)揮組織修復(fù)作用。
8、“一過(guò)性”使命:
同種異基因移植間充質(zhì)干細(xì)胞,必要時(shí)可以直接參與組織分化與修復(fù),在完成使命后逐步被內(nèi)源性組織細(xì)胞替換,并不長(zhǎng)期滯留體內(nèi)。
9、超級(jí)起始材料:
間充質(zhì)干細(xì)胞體外擴(kuò)增方便,具有多潛能性,可望成為組織工程、細(xì)胞重編程,以及細(xì)胞轉(zhuǎn)分化理想的起始材料。
10、伴隨生命全過(guò)程:
有了間充質(zhì)干細(xì)胞,才有組織發(fā)生:?jiǎn)渭?xì)胞生物只有集落,原腸胚階段的生物有內(nèi)胚層和外胚層,仍沒(méi)有組織分化,每個(gè)細(xì)胞都可以獨(dú)立生存;當(dāng)生命進(jìn)化或發(fā)育到三胚層階段真正意義上的組織才誕生,而間充質(zhì)干細(xì)胞就起源于中胚層。
11、身體的腳手架:
間充質(zhì)干細(xì)胞是組織的建造者和功能維持者:間充質(zhì)干細(xì)胞在組織形態(tài)發(fā)生中負(fù)責(zé)搭建腳手架,分化出骨骼、軟骨、脂肪、纖維等結(jié)締組織,構(gòu)成器官發(fā)育框架結(jié)構(gòu);而且,間充質(zhì)干細(xì)胞可以分泌數(shù)十種因子,為各種分化細(xì)胞提供所需營(yíng)養(yǎng)。
12、建造細(xì)胞微環(huán)境:
間充質(zhì)干細(xì)胞是各種細(xì)胞龕的建造者和維護(hù)者:機(jī)體各種細(xì)胞處在特有的龕之中才能夠正常發(fā)揮功能,間充質(zhì)干細(xì)胞負(fù)責(zé)建造各種龕、并分泌所需的各種因子維護(hù)其功能,如:肌細(xì)胞龕、神經(jīng)細(xì)胞龕、造血干細(xì)胞龕、上皮細(xì)胞龕、腫瘤細(xì)胞龕等等;另一方面,間充質(zhì)干細(xì)胞還通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用隔離不同龕,避免不同性質(zhì)龕的相互沖突。
【附:干細(xì)胞龕(the stem cell niche)是干細(xì)胞的集中存儲(chǔ)部位,通過(guò)特定的細(xì)胞外基質(zhì)和龕細(xì)胞提供特殊的微環(huán)境,對(duì)維持干細(xì)胞的高增殖力和誘導(dǎo)定向分化起關(guān)鍵作用。龕可以理解為體內(nèi)或體外的干細(xì)胞微環(huán)境,在胚胎發(fā)育過(guò)程中,多種龕因子影響胚胎干細(xì)胞的基因表達(dá),進(jìn)而調(diào)控著胚胎干細(xì)胞的自我更新以及分化。在人體中,干細(xì)胞龕維持著成體干細(xì)胞處于休眠狀態(tài),一旦組織受傷,周圍的微環(huán)境會(huì)傳遞信號(hào)給成體干細(xì)胞,引起成體干細(xì)胞的自我更新和分化?!?/span>
13、組織功能維護(hù)者:
間充質(zhì)干細(xì)胞是維護(hù)組織功能的基礎(chǔ),任何疾病都與間充質(zhì)干細(xì)胞有直接關(guān)系:各種物理、化學(xué)、生物因素均直接和間接作用在組織的腳手架和細(xì)胞niche上,從而引起損傷、感染、過(guò)敏、壞死、免疫力下降、內(nèi)分泌紊亂、神經(jīng)失調(diào)、衰老、癌變等等。
14、遍布所有組織:
間充質(zhì)干細(xì)胞與血管相伴,存在于機(jī)體所有的組織、組織液和分泌物中:除了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、胎盤干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞、宮內(nèi)膜干細(xì)胞、外周血干細(xì)胞、毛囊干細(xì)胞、牙髓干細(xì)胞、粘膜干細(xì)胞、羊膜干細(xì)胞、乳汁干細(xì)胞、尿液干細(xì)胞等等均含有或本身就是間充質(zhì)干細(xì)胞。
臍帶、胎盤和牙齒中含有大量的間充質(zhì)干細(xì)胞,根據(jù)目前的研究結(jié)果,臍帶、胎盤和牙齒中的間充質(zhì)干細(xì)胞含量最高,增殖能力、免疫調(diào)節(jié)能力強(qiáng),分泌細(xì)胞生長(zhǎng)因子的總量也非常高。其中,乳牙干細(xì)胞是目前最易得的一種干細(xì)胞來(lái)源。
15、牙髓干細(xì)胞的優(yōu)勢(shì):
(1)取材方便
牙髓干細(xì)胞主要取材于兒童即將脫落的乳牙,每個(gè)兒童大約在6~12歲之間為換牙期,在此期間,口腔里的20顆乳牙會(huì)陸續(xù)被恒牙替換。因此,每個(gè)兒童都有20次儲(chǔ)存牙髓干細(xì)胞的機(jī)會(huì)。相對(duì)其他干細(xì)胞來(lái)說(shuō),牙髓干細(xì)胞取材方便、安全、不損傷身體。
(2)活性高
幼兒期、青少年期的牙髓干細(xì)胞,數(shù)量最多,活力最強(qiáng),是我們能獲得的最年輕成體干細(xì)胞,活性是其他成體干細(xì)胞的數(shù)倍。
(3)免疫原性低
牙髓干細(xì)胞的免疫原性極低,沒(méi)有配型、排異等問(wèn)題。保存孩子的牙髓干細(xì)胞,全家人都可以使用。
總的來(lái)說(shuō),來(lái)源于乳牙牙髓的間充質(zhì)干細(xì)胞因取材方便、無(wú)道德倫理爭(zhēng)議,可獲取的細(xì)胞數(shù)量多、活力強(qiáng),便于擴(kuò)增和傳代,同時(shí)又沒(méi)有配型、排異等問(wèn)題,具有極高的醫(yī)療和投資價(jià)值。
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