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干细胞:修复受损器官和组织的生命密码

【摘要】:然而,骨髓、脂肪等仍保留着少量具有分化能力的细胞,这些干细胞又可分为多能干细胞和单能干细胞。过去人们普遍认为,以上这些干细胞一旦分化,便再也无法恢复干细胞状态。成人体内的间充质干细胞属于多能干细胞,主要存在于人体的骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织和脂肪组织中。干细胞疗法的原理就是让干细胞分化为人体所需的细胞,从而修复人体受损的器官和组织,弥补人体内多数细胞所丧失的细胞分化能力。

干细胞(stem cell)是人体中具有增殖和分化能力的一类多潜能细胞。在一定条件下,该类细胞可以从单一细胞分化为多种不同细胞,就像树干上可以生出树枝、叶子、花朵一样。

根据分化能力的不同,干细胞可以分为全能干细胞(totipotent stem cell)、多能干细胞(pluripotent stem cell)和单能干细胞(unipotent stem cell)。全能干细胞一般指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞,这类细胞可以分化为任何类型的细胞。随着人体的发育成熟,体内的细胞渐渐失去分化的能力。然而,骨髓、脂肪等仍保留着少量具有分化能力的细胞,这些干细胞又可分为多能干细胞和单能干细胞。多能干细胞可以分化为几种不同类型的细胞,比如脂肪细胞(adipocyte)、神经细胞(neurocyte)、成骨细胞(osteoblast)等。而单能干细胞则只能分化为某一类细胞,比如造血干细胞(hematopoietic stem cell)就是一种单能干细胞,只能分化为红细胞、白细胞等血细胞。

过去人们普遍认为,以上这些干细胞一旦分化,便再也无法恢复干细胞状态。不过,日本的山中伸弥教授在2006年打破了这个所谓的自然铁律。他把小鼠皮肤中的成纤维细胞(fibroblast)诱导为类似胚胎干细胞的多能干细胞。这种诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell)的问世意味着人体内高度分化的细胞也可以“逆转”为多能干细胞,用于临床治疗,补充天然干细胞来源的不足。而且,使用这种干细胞不存在伦理道德方面的问题。山中伸弥也因此技术摘取了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。

诱导性多能干细胞虽然前途光明,但成本较高,安全性较低,成人体内的间充质干细胞(mesenchymal stem cell)可能更适用于干细胞疗法。成人体内的间充质干细胞属于多能干细胞,主要存在于人体的骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织和脂肪组织中。此外,在女性经血中也有它们的影踪。把这些干细胞收集起来,进行增殖和诱导,就能让它们分化为我们所需的不同细胞,比如肝细胞、心肌细胞、肌肉细胞、神经细胞等。(www.chuimin.cn)

示意图:人工培养干细胞的应用方向

无论是医疗还是美容领域,干细胞疗法都大有用武之地。干细胞疗法的原理就是让干细胞分化为人体所需的细胞,从而修复人体受损的器官和组织,弥补人体内多数细胞所丧失的细胞分化能力。