干细胞到底是什么?全面科普,一篇搞懂!
发布时间::2024-11-30 浏览次数:1次
一、干细胞是什么?
干细胞是我们机体的起源细胞,是形成人体内各组织、器官的原始细胞,可以说是"万能细胞"。
首先,干细胞可以自我更新,就像是不停地生产新的自己。这意味着它们可以继续存在很长时间,而不会消失。
其次,干细胞有分化能力,可以变成不同类型的细胞。它们在一定的条件下能够诱导分化成神经细胞、肝脏细胞、心肌细胞等构成人体的220多种功能细胞。
二、干细胞的分类
按照发育阶段可以分为
胚胎干细胞——早期发育的胚胎中提取,具有最广泛的分化潜能,可以分化为所有体细胞类型。
成体干细胞——存在于成熟组织和器官中,分化潜能相对较小,通常限于其来源组织的特定类型。如:造血干细胞、骨髓间充质干细胞。
根据不同的分化潜能分类
全能干细胞:具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力,有形成完整个体的分化潜能,如胚胎干细胞。
多能干细胞:多能干细胞具有产生多种类型细胞的能力,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制。例如,造血干细胞可分化出至少12种血细胞。
另外,科学家们趋向于将分化潜能更广的干细胞称为多潜能干细胞,如骨髓间充质干细胞,而将向某一类型组织的不同细胞分化的干细胞称为多能干细胞,如造血干细胞、神经细胞等。
单能干细胞(也称专能、偏能干细胞):常被用来描述在成体组织、器官中的一类细胞,意思是此类细胞只能向单一方向分化,产生一种类型的细胞。如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞又叫卫星细胞。这种组织是处于一种稳定的自我更新的状态。
三、干细胞对于人体的作用
干细胞在人体的工作任务:
1. 替代或补充
2. 修补或修复
3. 组织及器官的再生
4. 癌细胞的退化
5. 生命功能的恢复或复原
具体工作表现为:
1. 替代和修复死亡和受损伤的细胞、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,促进新陈代谢,增强体能和精力;
4. 促进心肌细胞生长、增进心脏功能耐力、预防心脏病及中风;
5. 稳定血压、平衡胆固醇;
6. 改善皮肤及问题性皮肤,恢复皮肤光泽与弹性、减少皱纹,使面部年轻化;
7. 能够增强性能力、提高性生活质量;
8. 提高运动系统能力,改善骨质疏松,腰腿疼痛的状况;
9. 恢复神经系统功能,增进记忆力,预防帕金森,老年痴呆等。
干细胞研究受到科学家和世人的广泛关注有其必然性,干细胞在生命科学的细胞修复、发育生物学、药物学等领域有着极为广阔的应用前景。
四、干细胞技术
又称为"再生医疗技术",是指通过对于干细胞进行分离、体外培养、增殖、定向诱导、甚至基因修饰等过程,在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官,目的为治疗疾病,外伤后患者的康复,对抗早衰等。
五、用于临床的干细胞来源
间充质干细胞是目前临床研究中应用广泛的,其来源可以从脐带、胎盘、脂肪、牙髓等多种人体组织中提取到。另外,饱受争议的脐带和胎盘中所提取出的间充质干细胞是最丰富、最优质的天然来源。
六、干细胞应用的原理
1. 替代和修复死亡和受损伤的细胞
干细胞具有自动归巢的特性,在注入人体后,会聚集到受损的器官和相应的部位,并分化为这些器官和部位的特异性细胞。
2. 激活休眠和处于抑制状态的细胞
干细胞可使休眠和处于抑制状态的细胞活化,增加体内新生细胞数量,使人体新陈代谢进程恢复正常甚至逆转。
3. 旁分泌作用
干细胞注入目标组织后,可以通过分泌出各种蛋白质、酶与生长因子、细胞因子等多种生物活性因子,作用于周围细胞,促进细胞增殖,抑制功能细胞的凋亡。
4. 免疫调控机制
干细胞本身不引起免疫类细胞活化,但可抑制自然杀伤细胞的增殖,并与机体炎症的微环境相互作用,对机体免疫反应进行动态调控。
5. 促进细胞间信号传导的恢复
干细胞分泌的蛋白质、酶、生物活性因子等,可以帮助修复、增强细胞间信号传导的通路。
七、常见的干细胞技术
1. 干细胞培养和扩增:这是一项基础技术,通过培养和扩增干细胞,使其能够提供足够数量的细胞用于后续的实验、治疗或移植。培养和扩增干细胞通常需要特定的培养基和生长因子,以提供适当的环境和信号,促进干细胞的增殖和自我更新。
2. 干细胞分化和定向分化:这项技术旨在将干细胞引导分化成特定类型的细胞。通过调控培养条件和添加适当的信号分子,可以实现干细胞朝着特定细胞系分化,如神经细胞、心肌细胞或肝细胞。定向分化技术对于组织工程、再生医学和疾病治疗具有重要意义。
3. 干细胞移植和治疗:这是一项将干细胞应用于临床治疗的技术。通过将干细胞移植到患者体内,利用其自我更新和分化能力,促进组织修复和再生。例如,干细胞移植可以用于治疗心脏病、骨折、神经退行性疾病等。干细胞移植涉及选择合适的干细胞来源、处理和准备干细胞,以及确保移植过程的安全性和效果。
4. 干细胞基因编辑:这项技术结合了基因编辑和干细胞技术,旨在通过改变干细胞的基因组,来研究基因功能、疾病机制,或者修复遗传性疾病。例如,CRISPR-Cas9系统可以用于针对特定基因进行精确的编辑,以纠正遗传突变或研究基因功能。
5. 干细胞模型和药物筛选:这项技术利用干细胞构建疾病模型,以研究疾病的发病机制和药物反应。通过将病人的干细胞重新分化为患病组织的细胞类型,可以模拟疾病发展的过程,并用于测试潜在药物的疗效和毒性。
八、干细胞技术的优势
1. 安全性强,无毒,无副作用;
2. 未完全了解疾病发病确切机理前也能应用;
3. 对于某些症状,干细胞移植效果明显;
4. 材料来源丰富;
5. 治疗范围广,理论上可以治疗大多数疾病;
6. 无传染病传播风险;
7. 避免外科手术。