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干细胞基础知识科普

最新公告 2019-07-09

干细胞是什么?

 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。

      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、脂肪、血液等组织中分离出相应的干细胞。


干细胞来自何方?

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。


干细胞的特性?

■ 干细胞的特性

(1)无限增殖分裂;

(2)干细胞可连续分裂几代,也可以长时间的处于静息状态;

(3)受体内信号调控;

(4)干细胞分裂产生的两种途径:分化具有分化能力的细胞,仍保持亲代特征,作为干细胞待命;不可逆地向终末分化,失去分化能力,最终衰老死亡。


干细胞的功能是什么?

干细胞的任务,就是透过它可以无限量复制的特性,大量的产生工作细胞,使人体器官能够正常工作。科学家们总结干细胞的五大任务,简称为5R:

      Replace 替代或补充

      Repair 修补或修复

      Regenerate 组织及器官的再生

      Restore 生命功能的恢复或复原

      Regress 癌细胞的退化

      理论上,如果5R可以正常运作,身体就可以不生病、不老化,甚至不死亡。


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。


衰老的原因和表现

(1) 人体衰老,皱纹的出现,根本原因是细胞的衰老和减少,而这基本是由干细胞衰老引起的。

(2)光滑、润泽和弹性皮肤的核心是胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸。前两者与皮肤厚度和弹性有关,而后者与皮肤水分含量密切相关,胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸是由皮肤中的细胞合成的。一旦细胞的活力降低,这些合成就会减少,皮肤变得无弹性、无水分,松弛、干燥。

(3)干细胞作为用于替代各种组织细胞的种子细胞,是人细胞的生产产物。干细胞群的老化严重削弱了它们的增殖和分化能力。

(4)新细胞的补充能力不足,老化细胞不能及时更换,导致全身功能下降,人们每天都在变老。

干细胞基础知识科普(图1)

而你的皮肤,由于皮肤干细胞的老化无法及时更新,细胞不能合成足够的胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸,皮肤慢慢开始衰老,所以你有皱纹、斑点等,逐渐失去青春。


为什么干细胞疗法可以抗衰老

在人一生的整个生命活动中,机体细胞时刻处于新生细胞替代衰老退化细胞的过程中,当细胞更新速度小于细胞衰老速度时,产生更新不足,机体就会出现衰老。表现为全身系统功能下降,代谢缓慢,外观衰老状态的出现。

干细胞基础知识科普(图2)

机体内能够起到更新作用的细胞就是干细胞,而衰老的源头就是干细胞数量的不足。干细胞移植疗法,就是为机体补充缺乏的干细胞,帮助机体快速更新替换衰老的细胞,从而使机体年轻充满活力。


抗衰和干细胞数量有什么关系

人在刚出生时,人体体细胞数有3万亿左右。其中干细胞约有60亿,这是一生中干细胞数量最多的时候,也是生长最快的时候。随着年龄的增长,干细胞数量开始下降。到25岁时,人体的体细胞数已经达到60万亿左右,而干细胞数量仅有约10亿,人体停止生长,开始逐渐衰老。到50岁时,体细胞数依旧是60万亿左右,但是干细胞数量仅剩下约3亿,人体衰老加速。各器官功能下降,重大疾病发病率提升,所以人体衰老与干细胞数量有直接关系。


干细胞用于抗衰有什么作用


■ 改善皮肤

      干细胞可以迁移到表皮,转变为皮肤干细胞 ,一个早期的皮肤干细胞可以产生400万个表皮细胞,为皮肤系统的细胞更新提供了充足和良好的来源。新生的细胞代谢能力强,代谢废物排出及时,不会让色素在皮肤中沉积,因而抑制和减少色斑的形成。新分化出的年轻细胞保水性好,足以使衰老的皮肤恢复细腻光滑。同时,合成大量胶原蛋白与弹性纤维 ,恢复塌陷的网状结构,恢复皮肤弹性,减少皱纹的产生,从根本上改善皮肤系统的质量。

■ 纤体瘦身

      通过体外培养后再回输到人体的干细胞,可以改善体内细胞的状态更新,进而增强细胞活性,提高机体对脂肪的代谢能力,减少细胞中的脂肪含量,缩小脂肪细胞的体积,明显降低体重,从而达到纤体瘦身的效果,并且有效降低血液中总胆固醇和甘油三酯的浓度,有预防疾病发生的作用。

■ 维护卵巢

      干细胞随着血液循环迁移到卵巢,随之分化产生足量的新生卵巢细胞,补充卵巢细胞数量,维持卵巢的正常形态,从而防止卵巢萎缩变形。另外,新生的卵巢细胞可以对脑垂体促性腺激素作出及时、正确的反应,分泌足量的雌性激素,使体内激素水平处于平衡状态。回输的干细胞,可以改善女性因为卵巢功能衰退而带来的各种困扰,消除更年期的各种不适症状,使提前绝经或正常绝经不久的女性恢复月经,推迟更年期,从而抑制衰老,使女性朋友重获青春健康之美。

干细胞基础知识科普(图3)


10 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。

干细胞基础知识科普(图4)


11 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。


12 干细胞在中国的研究、临床应用和前景如何

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。

      据美国专家预测,全球干细胞医疗近两年的潜在市场规模大约为800亿美元,2020年前后可达4000亿美元。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。


13 什么是多能干细胞

多能干细胞是具有能够分化成多种组织的潜能细胞,却不能够发育成成完整的个体。分化能力小于亚全能干细胞。例如,骨髓中的造血干细胞,它可以分化成所有血液细胞和免疫细胞,但是不能分化成一个完整的个体。多能干细胞,可以直接复制脏器和修复组织器官,人类寄希望于干细胞的分离和体外培养,在体外繁育出组织或器官,并最终通过组织或器官移植,实现对临床疾病的治疗。


14 什么是专能干细胞

多能干细胞经过进一步的分化,成为专能干细胞。专能干细胞只能分化某些特定类型的细胞,比如神经干细胞专门分化成各类神经细胞、神经元、少突细胞等。


15 什么是造血干细胞

造血干细胞是所有血液细胞和免疫细胞的起源细胞,具有自我更新多向分化和归巢潜能(归巢即定向迁移至造血组织器官),造血干细胞主要存在于骨髓、胚胎肝、脐血以及动员的外周血中。

      它不仅可以分化为红细胞、白细胞、血小板等,还可以跨系统分化为各种组织器官的细胞,因此是多能干细胞,具有很强的可塑性。

      血液系统中的成熟细胞寿命极短,因此在人的一生中,造血干细胞需要根据机体的生理需求适时的补充血液系统各个成熟的细胞,同时在损伤、炎症等应激状态下,造血干细胞调节和维持体内血液系统各个细胞的生理平衡的角色。胚龄2-3月时,产生造血干细胞的位置在肝和脾,胚龄5个月起,一直到出生之后,产生造血干细胞的位置在骨髓。


16 造血干细胞移植有几种形式

■  骨髓血造血干细胞移植

■  外周血造血干细胞移植

■  脐带血造血干细胞移植


17 造血干细胞移植能治疗哪些疾病

造血干细胞移植主要用血液系统和自身免疫性疾病的治疗,主要针对的疾病有:

(1)血色素与血液异常巨细胞缺乏性血小板减少症(Alfr)、再生障碍性贫血、先天性血球细胞缺乏症、镰状细胞性贫血、地中海性贫血;

(2)恶性疾病急性淋巴细胞性白血病(ALL)、急性骨髓性白血病(AML)、急性非淋巴细胞性白血病(ANL)、慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、慢性骨髓细胞性白血病(CML);

(3)实体性肿瘤脑瘤、何杰金病、非何杰金淋巴瘤、生殖细胞肿瘤、神经细胞瘤;

(4)先天性代谢性缺陷脑白质肾上腺营养不良症、淀粉样变性、巴尔2淋巴球综合征、先天性角化不良、家族性噬红细胞性淋巴组织细胞增生症;

(5)免疫缺陷病变腺嘌呤去氨酵素缺乏(ADA)、慢性肉芽肿疾病(CGD)、严重性联合免疫缺陷疾病(SCIDs);

(6)自体免疫疾病多发性硬化症、风湿性关节炎、红斑性狼疮其他脊髓损伤、I型糖尿病、糖尿病外周血管病变、冠心病等。


18 什么是脐带血造血干细胞

脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液,脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可用于造血干细胞移植,治疗多种疾病。

 干细胞基础知识科普(图5)


19 什么是HLA?

 HLA即人类白细胞抗原,存在于人体的种种有核细胞表面,它是人体生物学的“身份证”,由父母遗传,能识别“自己”和“非已”。而在造血干细胞移植中起到关于成败的重要作用,捐献者和接受者需要做HLA的配型。主要是HLA-A、HLA-B和HLA-DR三对点位的配型。白血病的患者就是利用移植造血干细胞来重建造血功能,通常需要通过1-2个月的时间。免疫功能的恢复需要6个月-1年的时间。


20同胞间HLA型相合率是多少?

同胞间HLA配型相合的几率是25%。非亲属间HLA配型相合的机率很低,围产期造血干细胞配型相合的几率为8-10万分之一,骨髓、外周血只有15-20万分之一。


21什么是移植物抗宿主病?

 移植物抗宿主病(GVHD,graft versus host disease)是指在异基因造血干细胞移植后重建的免疫系统,将受体的组织器官视为“外来物质”而对其产生免疫排斥反应,即移植物对宿主的排斥,是造血干细胞移植中对生命最具威胁的影响因素之一。


22什么是外周血?

外周血是除骨髓之外的血液,临床上常用一些方法把骨髓中的造血干细胞释放到血液中,再从血液中提取分离得到造血干细胞,我们把这样得到的干细胞称为外周血干细胞。在二十一世纪初,人类开始的生命方舟计划中首次提出外周血这一新概念。


23 外周血干细胞怎样采集?

 使用药物动员剂促使造血干细胞从骨髓释放到外周血,然后通过血细胞分离机从循环血中分离收集造血干细胞,将不需使用的血液成分回输到体内。


24自体骨髓移植是什么?

自体骨髓移植是在患者疾病缓解期或恶性肿瘤尚未侵犯骨髓时,将其造血干细胞抽出,经过处理清除可能残留的肿瘤细胞。冻存其中的单核细胞,然后在合适的时机输回患者体内。


25 异体骨髓移植是什么?

异体骨髓移植就是将捐献者的骨髓单个核细胞输给患者。在异体移植前,必须做HLA配型,配型相合者才可以进行移植。否则将发生排斥反应,危及患者的生命。


26 怎样采集骨髓?

经典的骨髓移植供体采集方法供者需局部麻醉,多点骨髓腔穿刺,抽取含造血干细胞的骨髓和血的混合液,再从中分离出造血干细胞以供移植。