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干細胞 · 自動歸巢

干細胞技術是生物技術領域最具有發展前景和后勁的前沿技術。

干細胞技術最顯著的作用就是：能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細胞、組織或器官。

由此人們可以用自身或他人的干細胞和干細胞衍生組織、器官替代病變或衰老組織、器官，并可以廣泛涉及用于治療傳統醫學方法難以醫治的多種頑癥，諸如腸損傷等。

從理論上說，應用干細胞技術能治療各種疾病，并且具有很多傳統治療方法無可比擬的優點。

干細胞尤其是間充質干細胞，是一種很聰明的細胞，它具有多向分化潛能，可分化為多種組織細胞，諸如神經細胞、內皮細胞、脂肪細胞、肌細胞、肝細胞、成骨細胞、軟骨細胞等等。

自動“導航”到身體需要恢復的地方

“歸巢（homing）”是干細胞聰明的一個表現。

“歸巢”這個概念早在1983年就提出來了，原本是指循環在血液中的淋巴細胞，有遷移回派生出它們的淋巴組織部位（如淋巴結）的傾向，這一回歸現象稱為“淋巴細胞的歸巢”。后來“歸巢”這一概念也逐漸引申到干細胞。

干細胞歸巢就是指自體或外源性干細胞在多種因素的作用下，能定向趨向性遷移，越過血管內皮細胞至靶向組織，并定植存活的過程，類似于人體局部炎癥反應后大量白細胞遷移至炎癥周圍。

干細胞的歸巢能力就像自帶了GPS，通過定位系統自動導航去身體需要它的地方，及時修復受損細胞。

干細胞周圍的細胞形成像搖籃樣的環境保護著干細胞，這一環境被稱為微環境（干細胞巢，niche），它是干細胞存在的基礎。

微環境由和干細胞相鄰的各種細胞、細胞外基質(ECM)以及多種細胞因子等構成。微環境不僅給干細胞提供養分，同時還指導干細胞的行動，決定干細胞的分化方向。

微環境改變是干細胞歸巢的始動因素，組織損傷局部表達多種趨化因子、黏附因子、生長因子等各種信號分子。不同的微環境分泌不同的信號分子，吸引干細胞定向到達該組織。

干細胞歸巢，最終歸巢至骨髓，歸巢至各個臟器，歸巢至炎癥及創傷部位。

干細胞歸巢于靶向組織，是干細胞作為種子細胞應用于臨床的前提。越來越多研究表明，干細胞尤其是間充質干細胞，能夠選擇性歸巢于多種組織的損傷部位。

近年來，大量干細胞的研究成果不斷涌現，其中的一些研究表明，干細胞的歸巢性使其在治療疾病尤其是難治性疾病方面，表現出不可替代的優勢。

干細胞移植作用機制

以肝硬化為例，來說明一下干細胞移植作用機制。

通過目前國內外諸多的臨床研究，科學家對干細胞移植干預終期肝硬化的作用機制得到了一致認同：

1.?干細胞能夠歸巢定植于受損肝臟中，肝損傷時干細胞可歸巢至損傷部位分化為類肝類細胞進而發揮肝細胞功能。干細胞在提高歸巢性和損傷肝臟能力同時，其存活率升高和肝功能改善均有明顯升高。

2.?干細胞可分泌生長因子、細胞因子以及趨化因子等營養因子，這些細胞因子和炎癥介質將激活肝祖細胞，最終抑制星狀細胞激活并促進其凋亡，同時抑制損傷部位炎癥相關細胞增殖和遷移。

3.干細胞不僅可分化類肝樣細胞、表達肝細胞標志物，同時還發揮著低密度脂蛋白攝取和氨的解毒等肝細胞功能。為肝細胞補償損傷肝細胞，使膠原纖維降解與產生達到正平衡狀態，逆轉肝纖維進程。

4.干細胞具有低免疫原性和免疫調節特質，能保護胰島β細胞從而減少因自身免疫導致的損傷。

干細胞 · 具有記憶力

干細胞技術是生物技術領域最具有發展前景和后勁的前沿技術。

干細胞技術最顯著的作用就是：能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細胞、組織或器官。

記憶力促進損傷的修復

干細胞聰明的另一個重要表現就是它具有記憶力，它可以記住舊傷，從而促進新的傷口的愈合。

干細胞除了具有孫悟空七十二變、分化為多種組織細胞的能力外，科學家們新近還發現它具有記憶的能力，它可以儲存對過去創傷和炎癥的記憶。

作為其他組織細胞的微型工廠，干細胞需要保持多才多藝的狀態，換句話說，它們必須是“白板”，不受其歷史的影響。但新的研究表明，干細胞不是“白板”，它有記憶。

對皮膚和呼吸道的最新研究表明，干細胞會與免疫系統合作利用這些記憶來改善組織對后來的損傷和致病性攻擊的反應。

最新研究案例

美國紐約大學的免疫學家Shruti Naik就研究了皮膚和其他組織的這種記憶效應，她說：“我們開始意識到干細胞并不僅僅可以生成組織，而且還具備敏銳的環境感知和反應能力。”

幾年前，Naik與其他干細胞生物學家合作，觀察了早期損傷和炎癥對小鼠傷口愈合的影響，希望了解炎癥是否會影響干細胞。

2017年10月18日，他們的研究成果在線發表在期刊《自然》上，研究表明，如果小鼠某塊皮膚發炎并愈合，那么當這個部位再次損傷后，傷口愈合的速度會是原來的2.5倍，這種能力可能持續6個月。

研究顯示，傷口或其他有害的觸發炎癥的經歷會給駐留在皮膚中的上皮干細胞帶來持久的記憶，教導它們更快地愈合隨后發生的皮膚損傷。

這項研究提供首個證據證實皮膚能夠形成對炎性反應的記憶。

最新研究案例

今年8月，美國波士頓的研究人員在著名期刊《自然》發表了一篇研究論文，為干細胞具有記憶能力提供了新的證據。

為什么有些人會對空氣中的灰塵、花粉等物質產生慢性過敏？

大多數人接觸這些過敏原只會產生類似感冒的輕微癥狀；但是大約有12%的人會發生嚴重反應，甚至持續整年，嚴重可導致鼻息肉。

單細胞測序先驅Alex Shalek和免疫學家Jose Ordovas-Montanes 開始著手研究這個問題。這項工作是研究小組在更大范圍內探索慢性炎癥疾病（如哮喘和炎癥性腸病）的第一步。

Shalek分析認為，這一結果表明干細胞可能會將記憶傳遞給下一代細胞，并在細胞傳代中永遠保存下去。干細胞也會保留過去損傷的特性，以便在下次受傷時加強愈合傷口的能力。

最新研究案例

資深作者Elaine Fuchs教授說，這一發現可能對更好地理解和治療一系列醫學疾病產生重要的影響。

Fuchs說：“通過增強對炎癥作出的反應，這些記憶有助皮膚維持它的完整性，這一特征有利于在受傷后傷口愈合。這種記憶可能也有不利的影響，比如導致某些炎性疾病如銀屑病復發。”

無論是太陽曬傷、微生物入侵還是用剪刀剪紙時導致的傷口，皮膚很快就會發炎——紅腫、腫脹和疼痛，這是因為身體試圖阻止這種損傷和啟動修復。

人們長期以來就已知道免疫系統保持對炎癥的記憶，從而使得對復發性感染作出更快的反應。

但是Fuchs實驗室的科學家們猜測其他類型的長壽細胞可能類似地記住炎癥。皮膚值得研究的原因在于：作為身體的保護性屏障，它能經受頻繁的攻擊。

明顯的是，皮膚最外層（即上皮）的大多數細胞并不會停留足夠長的時間來形成這些記憶。相反，它們在上皮中向上遷移，并且最終脫落。然而，在上皮深處，駐留著負責持續地補充它的干細胞，即上皮干細胞。在皮膚從炎癥中恢復后，這些干細胞能夠長時間地存在。

未來展望

以上我們講了干細胞聰明的兩大表現，即歸巢到身體需要修復的地方和對創傷炎癥具有記憶力。

相信干細胞的聰明遠不止這些，因為我們對它還沒有透徹的認識，對干細胞的認識永無止境，說不定哪一天科學家們又會有更多新的發現。

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干細胞進入體內自動“導航”到身體需要恢復的地方

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