如何理解干細胞的作用機制——歸巢性？

“歸巢（homing）”這個概念早在1983年科學(xué)家就曾提出過，原本是指循環(huán)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(jié)）的傾向，這一回歸現(xiàn)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(nèi)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(yīng)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(tǒng)自動導(dǎo)航去身體需要它的地方，及時修復(fù)受損細胞。

除了造血干細胞之外，干細胞的歸巢性主要是指的間充質(zhì)干細胞MSCs。

2009年，Krap等建議將“間充質(zhì)干細胞歸巢”定義為：MSCs在目標(biāo)組織的脈管系統(tǒng)里被捕獲，隨后跨越血管內(nèi)皮細胞遷移至目標(biāo)組織的過程。大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機體缺血、缺氧、損傷時，機體內(nèi)或者外源性MSCs具有向損傷部位優(yōu)勢分布的特質(zhì)。

歸巢是MSCs安全有效的應(yīng)用于臨床的關(guān)鍵。

干細胞周圍的細胞形成像搖籃樣的環(huán)境保護著干細胞，這一環(huán)境被稱為微環(huán)境（干細胞巢，niche），它是干細胞存在的基礎(chǔ)。微環(huán)境由和干細胞相鄰的各種細胞、細胞外基質(zhì)(ECM)以及多種細胞因子等構(gòu)成。微環(huán)境不僅給干細胞提供養(yǎng)分，同時還指導(dǎo)干細胞的行動，決定干細胞的分化方向。

微環(huán)境改變是MSCs 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(huán)境分泌不同的信號分子，吸引MSCs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(chuàng)傷部位，甚至歸巢至腫瘤部位。

近年來，大量干細胞的研究成果不斷涌現(xiàn)，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(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。

和你的大腦一樣干細胞具有記憶功能

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，干細胞具有記憶功能，它可以記住曾經(jīng)發(fā)生的損傷，并儲存創(chuàng)傷和炎癥的記憶。

干細胞常常與免疫系統(tǒng)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(yīng)，從而促進新的傷口的愈合。

傷口或其他有害的觸發(fā)炎癥的經(jīng)歷會給駐留在皮膚中的上皮干細胞帶來持久的記憶，讓它們更快地愈合隨后發(fā)生的皮膚損傷。這些補充皮膚外層的上皮干細胞從炎癥中獲得線索。

初始的炎癥讓這些干細胞變得敏感：當(dāng)它們再次感知炎癥來臨時，它們更快地作出反應(yīng)。干細胞的記憶功能主要體現(xiàn)在三個方面：對短暫刺激能夠維持較長時間的反應(yīng)；對同一因素的二次刺激具有更加強烈的反應(yīng)；對不同的刺激具有不同的反應(yīng)。

干細胞在同一因素的二次刺激下會產(chǎn)生更強烈的反應(yīng)。

紐約大學(xué)的免疫學(xué)家蘇魯?shù)佟つ慰搜芯苛擞嘘P(guān)皮膚及其他組織干細胞記憶損傷和炎癥的關(guān)系。

正如2017年發(fā)表在《自然》論文中所描述的那樣：如果小鼠身上的皮膚斑塊發(fā)炎并愈合，那么那個部位的傷口愈合速度將是原來的2.5倍，這種效果可能長達6個月。在實驗中保留在干細胞中的記憶大有益處，因為它調(diào)節(jié)細胞使其在傷口愈合和再生方面更強大。

干細胞具有類似免疫細胞的短期記憶功能，表現(xiàn)在對短暫刺激維持較長時間的反應(yīng)。干細胞記憶功能特點，可以用不同的因素處理，強化其治療特異性組織損傷或疾病的活性。