干細胞專欄

干細胞分哪些種類?其應用有何差別?


江西快三遗漏 www.scsbyj.com.cn   隨著干細胞科技的發展,干細胞為人類抗衰老和許多難治性疾病的治療帶來了希望。美國總統奧巴馬甚至預言,干細胞將使人類絕癥不復存在。

  既然干細胞如此重要,我們就有必要對干細胞進行系統的學習和了解。

  事實上,干細胞分為很多種類,不同類型干細胞對人類健康的價值是不盡相同的。理解干細胞的分類,可以幫助我們了解哪些干細胞距離臨床應用最近、哪些還在實驗室階段、哪些臨床應用的可能性較小。

  首先看一下以不同方式劃分的干細胞類別:

  【按發育階段劃分】

  1.胚胎干細胞

  2.圍產期干細胞

  3.成體干細胞

  【按分化潛能劃分】

  1.全能干細胞

  2.多能干細胞

  3.單能干細胞

  需要注意以上兩個劃分系統有重疊的部分,下面就來給大家詳細解釋——

  【 一、按發育階段劃分 】

  1、胚胎干細胞

  胚胎干細胞最早是從小鼠胚胎中分離,后來在人類胚胎中也成功分離出來。胚胎干細胞具備最大的分化潛能,能分化為完整的人體。

  胚胎干細胞具備最大的分化潛能

  然而,胚胎干細胞直接用于人體,有形成畸胎瘤的風險。在臨床應用方面,需要先將其誘導分化為所需要的功能細胞,然后移植入人體,替換受損傷的人體細胞。

  目前,胚胎干細胞的應用存在的局限性是:

  將胚胎干細胞分化為功能細胞操作流程復雜,成本高,誘導分化的細胞有發生免疫排斥的風險。目前,胚胎干細胞的臨床應用主要有眼睛黃斑變性和神經系統疾病。胚胎干細胞的價值主要在基礎科研方面,尤其在發育領域表現突出。

  2、圍產期干細胞

  圍產期干細胞是從胎兒出生時附屬的臍帶血、臍帶、胎盤等組織中提取的干細胞,主要包括:造血干細胞、間充質干細胞、亞全能干細胞等。

  造血干細胞屬于單能干細胞,只可分化為血液細胞,如紅細胞、白細胞等。因此,造血干細胞移植被用于治療白血病或免疫缺陷疾病。

  間充質干細胞和亞全能干細胞屬于多能干細胞,能夠分化為多個系統的組織細胞,如心肌細胞、血管內皮細胞、軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、神經細胞等。因此在多個系統損傷的疾病治療中具有應用潛力。

  3、成體干細胞

  成體干細胞是指從成人身體組織中提取的干細胞,例如骨髓、脂肪、神經、皮膚等等。

  成體干細胞的來源

  成體干細胞是最早被用于疾病治療的干細胞,同時也是目前應用最廣泛的干細胞。其中最早用于臨床的成體干細胞是大家都熟知的骨髓造血干細胞。早在1954年,骨髓造血干細胞就被用來治療白血病,也就是骨髓造血干細胞移植,這一治療方法為人類帶來了徹底治愈白血病的希望,因此獲得諾貝爾生理醫學獎。

  然而,如前文所述,造血干細胞是單能干細胞,只能分化為血液細胞,用于治療惡性血液系統疾病。此類疾病的發病率不高,在萬分之五左右,而造血干細胞移植風險很大且價格昂貴,所以大部分患者會先嘗試化療,效果不好再考慮干細胞移植。

  后來,科學家發現骨髓中不僅存在造血干細胞,還存在一種叫間充質干細胞的多能干細胞。與造血干細胞不同,間充質干細胞的應用范圍要廣很多,能用于心血管系統、神經系統、免疫系統等多種系統疾病的治療。另外,單用造血干細胞移植治療白血病通常只有50%成功率,且常伴隨移植物抗宿主病。為此,美國Orisis公司開發了一款骨髓間充質干細胞藥物,名叫Prochymal,可以大大緩解抗宿主病的嚴重程度,提高患者的生存率。

  需要特別注意,我國科學家韓忠朝院士團隊開發的來自臍帶的間充質干細胞產品,能將骨髓放射損傷患者單純造血干細胞移植的成功率從50%提升到89%,因此獲得國家科技進步一等獎。在這個領域,我國的研究水平并不落后于世界發達水平。

  韓忠朝教授團隊獲得國家科技進步一等獎

  此外,近些年成人脂肪組織中提取的干細胞也成為臨床應用的熱點。此類干細胞的類型為間充質干細胞,對組織損傷具有修復作用。2018年5月,歐盟批準比利時公司的脂肪干細胞作為治療腸道克羅恩病合并瘺管的1類新藥。

  其他成體干細胞如神經干細胞、心臟干細胞、皮膚干細胞大多還處在實驗室研究階段,很少有臨床應用的報道。

  【 二、 按分化潛能劃分 】

  1、全能干細胞

  全能干細胞,即胚胎干細胞,在子宮中能發育為完整的個體。正如前文所述,胚胎干細胞的應用仍存在倫理爭議,其誘導分化的程序復雜,成本高,很難廣泛用于臨床治療。

  2、多能干細胞

  多能干細胞,即間充質干細胞,來源廣泛,可分化為多個系統的功能細胞,如心肌細胞、血管細胞、神經細胞、軟骨細胞等,對糖尿病、神經損傷、骨關節炎、自身免疫性疾病等都有治療作用。

  目前歐美日韓等國已批準數十款間充質干細胞產品用于臨床治療。間充質干細胞可以直接用于人體,沒有排異反應,也無形成畸胎瘤的風險。所以,間充質干細胞是應用前景最廣泛的干細胞類型。

  3、單能干細胞

  單能干細胞也稱專能、偏能干細胞,此類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化,如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞。單能干細胞是發育等級最低的干細胞。

  【 三、 人工制備的干細胞 】

  上文給大家介紹了干細胞的分類,相信大家會有系統的了解。需要補充的是,上文描述的是天然來源的干細胞類型。隨著科學的發展,目前也出現了人工制備的干細胞,即誘導多能干細胞和單倍體胚胎干細胞。

  1、誘導多能干細胞

  誘導多能干細胞是從人體分化成熟的功能細胞(如皮膚細胞和血液細胞)通過基因轉染使其逆轉為原始的全能干細胞。我國的科學家應用誘導多能干細胞分化為完整的小鼠,在這個領域處于世界領先水平。

  然而,誘導多能干細胞的制備技術復雜,成本高,而且與胚胎干細胞類似有成瘤、免疫排斥等不足,目前只有個別臨床應用的報道,距離大規模臨床應用還有很大距離。

  2、單倍體胚胎干細胞

  單倍體胚胎干細胞來自卵細胞或精細胞,包括孤雌干細胞和孤雄干細胞。由于單倍體細胞只具有一套染色體,有利于研究一些未知的隱性表型基因突變,因此它們在遺傳分析、基因功能與性狀研究中具有獨特的優勢。目前單倍體胚胎干細胞主要用于科學研究,尚未進入臨床應用。

  結語

  雖然都叫干細胞,但不同種類干細胞應用的臨床價值和安全性存在很大差別。

  愿大家看完本文后生出一對明亮的眼睛,一眼看透干細胞。


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