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认识成体干细胞

定义成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。

分化来源研究人员已经在多种组织和器官内发现有成体干细胞的存在。关于成体干细胞,有一点是非常重要的:在组织内只含有极少量的干细胞。研究人员认为,干细胞存在于组织的特定区域内,从而在数年内都维持静止休眠状态――也就是保持不分裂的状态,直到组织受到损伤或发生疾病时被激活,才开始分裂。已经报道的含有干细胞的成体组织包括:脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤和肝脏。


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▲成体干细胞分布


它们就好像是一些隐藏在成人群里的小孩子,平时静静的待在那里,一旦条件许可,就可以迅速地变多、长大,成为大人,并且获得大人的能力,与别的大人一样工作。

不过这些小孩子也不都一样:有的年纪小点(更幼稚);有的年纪大点(更成熟);有的能力强一些(可以分化成更多种类的功能细胞);有的能力弱一些(只能分化成一种或少数几种细胞)。不过它们都有几个共同的特点:

1. 它们是存在于成体的,也就是说可以在成年动物体内发现和分离出它们;

2. 它们都有自我更新的能力;

3. 它们都有能够特化形成组成某种类型组织的能力。

成体干细胞的作用

我们人体之所以有一定的再生能力,就是靠着成体干细胞,比如,表皮的再生、血细胞的换新、头发指甲的生长之类。这是因为在我们体内的成体干细胞或者增殖出新的干细胞、或者按一定程序分化,形成新的功能细胞,从而使我们的组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。

所以在我们的组织和器官受到损伤或者失去功能的时候,它们也可以被动员起来,进行修补和重建。但是我们体内的成体干细胞的数目和能力毕竟还是有限的,当组织和器官损失太大,难以重建时,成体干细胞也无法总是满足我们的需要,所以有时它们只好行“权宜之计”,弄点瘢痕组织敷衍一下,先过去这个坎儿再说。

有时候一个器官损失太大、或者总是不停的在损失,就会弄出很多的瘢痕组织,这些组织虽然还在这个器官中但却不能行使它们应该行使的功能,这样这个器官也就失去了它应有的功能,变得不能用了。这,就是我们常说的“肝硬化”“肺纤维化”的过程。还有一种情况,虽然器官的损失不大,可是成体干细胞的数目有限,特别是人老了以后,成体干细胞无论活力和数目都不可与年轻人相比,也会逐渐地出现这种状况,这就是所谓的“退行性病变”。

所以,科学家们就想要把成体干细胞从人体内分离出来,让它们在我们的控制下多多增殖,再把它们送回体内,让它们发挥功能。

成体干细胞的优点

1. 获取相对容易;

2. 源于患者自身的成体干细胞在应用时不存在组织相容性的问题,避免了移植排斥反应和使用免疫抑制剂;

3. 理论上,成体干细胞致瘤风险很低,而且所受伦理学争议较少;

4. 成体干细胞还具有多向分化潜能。

成体干细胞的局限性

1. 成人干细胞在成人体内的储备非常少,特别是某些特殊组织的干细胞,如神经干细胞、心肌干细胞等;

2. 分离纯化难度高;

3. 成体干细胞的鉴定也是一个难题,没有达成一致的鉴定标准,一般多用的方法是采取分子标记的方法,但是用哪种分子来标记,科学家们对此产生分歧;

4. 成体干细胞的能力也有限,不是什么类型的细胞都能分化,在体外传代增殖的能力也有限。

成体干细胞的应用

成人干细胞的应用主要是器官修复和功能恢复。最常用的是自体移植,如骨髓、外周血和脐血的造血干细胞移植;以及间充质干细胞的移植。由于一些成体干细胞具有侧向分化的能力,我们可以使用一种细胞来修复不同的组织。例如,间充质干细胞可以分化成骨、软骨、脂肪和血液组织。当然,使用“专用”细胞修复“专用”组织不是问题。例如,皮肤干细胞用于修复烧伤和受损的皮肤;使用牙髓干细胞修复牙周组织和牙骨质是已经实现或预期的现实。

然而,这些修复需要患者有足够的健康和可用组织,并且提取、体外分选、培养和移植的过程在某些适应症下,任何时候都不能使用。

成体干细胞研究的必要性

事实上,人类再生医学的终极梦想是:如果任何器官或组织发生故障,可以立即更换新的有用器官或组织,安全快捷。如果我们想创造新的器官和组织,我们必须了解这些器官和组织是如何产生的,它们是如何代谢和保持活力的。然后,我们必须研究这些器官和组织的特定成人干细胞的特性,它们是怎么来的?它们又是怎么分化的?如何利用它们形成新的组织和器官。

特别是它们是怎么来的,现在我们可以将终末分化的细胞重新编程为类似于胚胎干细胞的多能性细胞。如果我们知道各种成体干细胞的来源,我们可以将患者诱导的多能干细胞分化成我们需要的成体干细胞,再变成我们需要的组织器官。目前,为了获得诱导的多能干细胞,只需要一点芝麻大的皮肤,或几毫升血液,甚至几根头发。我们可以想象,在不久的将来,我们可以拔掉一根头发,变出我们想要的组织和器官。这不是和孙大圣一样有本事了吗?不同的是孙大圣要自己变,而我们需要科学家和实验室。


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