有幾種不同類(lèi)型的干細胞,每一種都有其獨特的特性和在醫學(xué)研究和實(shí)踐中的應用。
不同類(lèi)型的干細胞及其功能
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當人們聽(tīng)說(shuō)干細胞時(shí),他們傾向于認為它們是一種神奇的細胞,可以在人體內轉變?yōu)槿魏纹渌?lèi)型的細胞。盡管這在一定程度上是正確的,但干細胞的特異性要強得多。有幾種不同類(lèi)型的干細胞,每一種都有其獨特的特性和在醫學(xué)研究和實(shí)踐中的應用。
干細胞之所以如此命名,是因為它們可以分裂產(chǎn)生更多的自身拷貝或分化成更特殊類(lèi)型的細胞。干細胞分裂產(chǎn)生新的干細胞,而分化產(chǎn)生具有特殊特性的新細胞——例如,造骨成骨細胞或造血紅細胞紅細胞。每種類(lèi)型的干細胞都具有將其與同一類(lèi)別中其他類(lèi)似類(lèi)型區分開(kāi)來(lái)的特性。以下是一些最常見(jiàn)的類(lèi)型:
不同類(lèi)型的干細胞
造血干細胞 (HSC)
造血干細胞 (HSC) 是一種在骨髓中發(fā)現的前體細胞,可以發(fā)育成不同種類(lèi)的血細胞,例如紅細胞、白細胞和血小板。HSC可以自我更新,這意味著(zhù)它們可以分裂并產(chǎn)生自己的副本。
在HSC和成熟細胞之間有幾個(gè)中間祖細胞。這些細胞的多能和譜系相關(guān)屬性通常在完全成熟之前一起或單獨顯示。由于其壽命短,血液是一種高度再生的組織,而B(niǎo)M支持不同細胞的動(dòng)態(tài)運動(dòng)以確保血細胞的穩態(tài)。

造血干細胞有什么用?
許多非惡性疾?。ɡ珑牋罴毎。┖蛺盒约膊。ɡ绨籽?、淋巴瘤)都可以使用 HPC 進(jìn)行治療,從而替代或重建患者的造血系統。骨髓或干細胞移植可以治療患有非惡性和惡性疾病的患者。使用 HPC 治療自身免疫性疾病、遺傳疾病和其他問(wèn)題的臨床試驗已在美國 FDA 的監督下進(jìn)行。以下是可以選擇干細胞移植的一些情況:
血癌
血癌導致骨髓中不健康細胞的不受控制的生長(cháng),骨髓是制造血細胞的工廠(chǎng)。它們可大致分為白血病、淋巴瘤和骨髓瘤。
- 急性淋巴細胞白血病 (ALL)
- 急性髓性白血病 (AML)
- 慢性淋巴細胞白血病 (CLL)
- 慢性粒細胞白血病 (CML)
- 霍奇金淋巴瘤
- 多發(fā)性骨髓瘤
- 骨髓增生異常綜合征 (MDS)
- 非霍奇金淋巴瘤 (NHL)
非血癌
血液疾病、免疫系統疾病和遺傳性代謝疾病。
- 腎上腺腦白質(zhì)營(yíng)養不良 (ALD)
- 赫勒綜合征
- 克拉伯?。ㄇ蛐渭毎X白質(zhì)營(yíng)養不良)
- 異染性腦白質(zhì)營(yíng)養不良 (MLD)
- 重度再生障礙性貧血
- 嚴重聯(lián)合免疫缺陷 (SCID)
- 鐮狀細胞病 (SCD)
- 維斯科特-奧爾德里奇綜合征 (WAS)
間充質(zhì)干細胞 (MSC)
間充質(zhì)干細胞 (MSC) 是一種成體干細胞,可以分化成多種細胞類(lèi)型。它們存在于許多不同的組織中,幾乎可以從任何來(lái)源分離,包括骨髓、脂肪、臍帶和胎盤(pán)。MSCs 在醫學(xué)領(lǐng)域有許多可能的應用,從再生醫學(xué)到癌癥治療。間充質(zhì)干細胞還可以產(chǎn)生皮膚、軟骨和骨骼等生物成分,可用于治療重傷或疾病患者。此外,正在研究間充質(zhì)干細胞治療多發(fā)性硬化癥和克羅恩氏病等自身免疫性疾病的潛力。有了所有這些潛在的應用,難怪 MSC 的研究已成為現代醫學(xué)中最令人興奮的領(lǐng)域之一。
多年來(lái),研究人員認為間充質(zhì)干細胞只存在于骨髓中。然而,研究發(fā)現了 MSC 的各種來(lái)源,包括臍帶組織、體脂肪、臼齒和羊水。
來(lái)自臍帶組織的細胞,更具體地說(shuō)是沃頓氏膠質(zhì)細胞,是可用的最年輕和最原始的 MSC。大多數臍帶在分娩后被丟棄,這種來(lái)源無(wú)害且容易獲得。 查看源文章。
這些細胞的年輕特性使它們具有巨大的潛力,可以轉化為體內所需的任何類(lèi)型的細胞。年輕的細胞也傾向于更快地復制,MSCs不僅可以分化成其他細胞類(lèi)型,而且可以繁殖以增加它們對身體的治療效果。
間充質(zhì)干細胞已用于治療哪些病癥?
人間充質(zhì)干細胞 (MSC) 已用于許多臨床研究,用于治療免疫和炎癥相關(guān)疾病,包括:
- 心血管疾?。?/strong> 各種藥物引起的缺血性心肌病、慢性心力衰竭、心肌梗塞和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊。
- 神經(jīng)系統疾?。?/strong> 缺氧缺血性腦損傷、帕金森病、中風(fēng)、ALS、多發(fā)性硬化癥和阿爾茨海默病。
- 骨科疾?。?/strong> 骨軟骨缺陷、關(guān)節炎和骨關(guān)節炎。
- 風(fēng)濕?。?/strong> 類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎、強直性脊柱炎、紅斑狼瘡、系統性硬化癥、多發(fā)性肌炎和皮肌炎以及干燥綜合征。
- 內分泌疾?。?/strong> 1型糖尿病。
- 自身免疫/炎癥性疾?。?/strong> 克羅恩病、治療后萊姆病綜合癥、長(cháng)期 COVID、纖維肌痛、慢性阻塞性肺病和其他炎癥性肺部疾病。
根據已發(fā)表的研究和正在進(jìn)行的可用試驗的結果,可以預見(jiàn)間充質(zhì)干細胞將為許多患者提供顯著(zhù)的治療益處。
神經(jīng)干細胞 (NSC)
專(zhuān)門(mén)的干細胞負責修復大腦中的神經(jīng)絕緣髓鞘。這些可以來(lái)源于其他類(lèi)型的干細胞,例如間充質(zhì)細胞。
在成人中,只有極少數的NSCs保留下來(lái)并且主要是不活躍的;然而,有大量支持證據表明它們在神經(jīng)系統的可塑性、衰老、疾病和再生中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。NSC受內在遺傳和表觀(guān)遺傳程序以及由干細胞生態(tài)位傳遞的外在環(huán)境刺激的控制。
遺傳缺陷或環(huán)境因素可能導致疾病。由于它們的重要性,已經(jīng)進(jìn)行了大量研究以確定如何控制 NSC。自首次發(fā)現以來(lái),神經(jīng)干細胞一直是大腦和脊髓細胞療法的焦點(diǎn)。盡管最近在間充質(zhì)、胚胎和誘導多能干細胞方面取得了進(jìn)展,但仍存在一些挑戰。存活的神經(jīng)干細胞數量有限,限制了它們的臨床應用。(2)
人類(lèi)胚胎干細胞 (hESC)
干細胞來(lái)源于捐贈的胚胎。它們可以自然地產(chǎn)生體內各種類(lèi)型的細胞。對其潛在治療用途的擔憂(yōu)之一是,已發(fā)現它們會(huì )導致腫瘤。
人類(lèi)胚胎干細胞,通常稱(chēng)為hESC,可以自我更新并產(chǎn)生具有各種分化潛能的新成人組織。這些特性使 hESC 在再生醫學(xué)應用中極具前景。然而,它們在人體臨床試驗中的使用受到其倫理起源的限制,并且需要有效的方法來(lái)產(chǎn)生足夠數量的純凈和穩定的hESC。
人類(lèi)胚胎干細胞來(lái)源于發(fā)育中囊胚的內細胞團。涉及hESC細胞系的研究受到關(guān)于將人類(lèi)胚胎用于研究目的的倫理爭論的極大限制。今天可用的大多數hESC細胞系都是在2001年對管理人類(lèi)臨床研究(也稱(chēng)為“人類(lèi)受試者”研究)的通用規則進(jìn)行修訂之前獲得的。由于擔心可能對他們的職業(yè)或聲譽(yù)產(chǎn)生負面影響,這些變化導致研究人員回避繼續研究hESC。然而,其他人已經(jīng)通過(guò)hESC系的替代來(lái)源和在人類(lèi)胚胎外培養它們的新技術(shù)找到了解決這一有爭議的道德困境的方法。
誘導多能干細胞 (iPSC)
誘導多能干細胞 (iPSC) 是重新編程為類(lèi)似于胚胎干細胞狀態(tài)的成體細胞。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“誘導”,因為它需要引入特定的蛋白質(zhì)和因子來(lái)誘導成體細胞變成多能細胞。
iPSCs于2006年由京都大學(xué)的 Shinya Yamanaka 及其同事首次描述。他們因其工作而共同獲得 2012 年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎。這些重新編程的成體細胞與胚胎干細胞相比具有許多優(yōu)勢,包括降低免疫排斥的風(fēng)險、簡(jiǎn)化的倫理問(wèn)題和不太嚴格的低溫要求。此外,iPSC 可源自具有因種系 DNA 突變(例如,某些遺傳病癥)引起的疾病發(fā)展的預先存在威脅的個(gè)體。對其潛在治療用途的擔憂(yōu)之一是,已發(fā)現它們會(huì )導致腫瘤。
結論
干細胞療法是對抗疾病和衰老疾病的持續戰爭中一個(gè)有前途的前沿。正如本文所討論的,干細胞有可能治療多種疾病,包括糖尿病、心臟病、癡呆癥和移植排斥反應。雖然這些都是令人興奮的潛在應用,但在將干細胞療法付諸實(shí)踐之前需要考慮一些關(guān)鍵因素。
許多不同類(lèi)型的干細胞可以分化成其他細胞類(lèi)型,并提供細胞替代療法、組織修復和新器官發(fā)育的可能性。
HSC 在人類(lèi)中的使用記錄最長(cháng);它們已在各種臨床試驗中使用了40多年,但尚未準備好在批準的基礎上使用。
間充質(zhì)干細胞 (MSC) 是研究最多的干細胞類(lèi)型。它們來(lái)自全身的許多組織類(lèi)型,并顯示出最全面的分化潛能。與HSC一樣,MSC負責在體內產(chǎn)生新細胞。它們已在多項臨床試驗中用于治療心臟病、中風(fēng)、多發(fā)性硬化癥、帕金森病和糖尿病。
參考:
(1) Baykal, B. (n.d.). Mesenchymal stem cells for the treatment of various diseases. Open Access Text. Retrieved November 29, 2022, from https://www.oatext.com/Mesenchymal-stem-cells-for-the-treatment-of-various-diseases.php
(2) Zhao, X., & Moore, D. L. (2018, January). Neural stem cells: Developmental mechanisms and disease modeling. Cell and tissue research. Retrieved November 29, 2022, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5963504/#:~:text=Neural%20stem%20cells%20(NSCs)%
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