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干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞,在適當(dāng)?shù)臈l件下,可以分化成多種功能細胞。
通過將干細胞或其分化細胞移植入患者體內(nèi),替換損傷的細胞;或通過將干細胞與生物材料結(jié)合,利用組織工程技術(shù),實現(xiàn)損傷組織、器官的修復(fù)和替代,可以為多種無法治愈的疾病帶來更多的希望。
干細胞的分類
按發(fā)育進程
可分為:胚胎干細胞、胚胎生殖干細胞、成體干細胞。
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胚胎干細胞
胚胎干細胞是早期胚胎發(fā)育過程中,可形成一個生命個體并能傳代的細胞,可以分化形成人體各種不同類型的組織細胞。
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胚胎生殖干細胞
也稱為胎組織干細胞、圍產(chǎn)期干細胞。
胎組織干細胞是指不同胎齡的胎兒組織器官以及胎盤臍帶組織及血液中的多能干細胞,維持胎兒在母體內(nèi)的發(fā)育和生長。主要包括:造血干細胞、間充質(zhì)干細胞、亞全能干細胞等。
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成體干細胞
成體干細胞一般出現(xiàn)于原腸胚或原腸胚之后,是胚胎干細胞的后代細胞,來自胎兒、胎盤、臍帶血和成體組織器官,是能夠分化形成相應(yīng)組織的多功能干細胞,通過分化增殖和和更新衰老細胞來構(gòu)筑相應(yīng)的器官,維持正常生理功能。成體干細胞主要有造血干細胞、骨髓間質(zhì)干細胞、神經(jīng)干細胞、肝臟干細胞、皮膚干細胞和腸上皮干細胞、視網(wǎng)膜干細胞、胰腺干細胞等等等。
例如造血干細胞就是一種成體干細胞,造血干細胞能分化出至少12種血細胞,個體出生后,造血干細胞主要存在于紅骨髓,其次脾、淋巴結(jié),少量外周血、臍帶血等。迄今已經(jīng)在臨床應(yīng)用半個多世紀(jì),挽救了數(shù)十萬患者的生命。
按分化潛能
可分為:全能干細胞、亞全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞。
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全能干細胞
是能夠分化發(fā)育成為各種組織器官的細胞,其全能性很強。例如,受精卵、胚胎干細胞(卵裂到8-16個細胞的桑椹胚時)
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亞全能干細胞
為人類體內(nèi)存在為數(shù)不多的三胚層分化潛能干細胞。
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多能干細胞
是一類具有自我更新、自我復(fù)制能力的多潛能細胞,具有分化出多種細胞組織的潛能,但失去了發(fā)育成完整個體的能力。
如:胚胎干細胞(胚胎發(fā)育到32-64個細胞的囊胚時);間充質(zhì)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(tǒng)的組織細胞,如心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞、軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、神經(jīng)細胞等。因此在多個系統(tǒng)損傷的疾病治療中具有應(yīng)用潛力;骨髓間充質(zhì)干細胞可以分化為多種中胚層組織的細胞(如骨、軟骨、肌肉、脂肪等)及其他胚層的細胞(如神經(jīng)元)。等等。
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單能干細胞
它是由多能或全能干細胞增殖分化而來、只能向一種類型細胞或其密切相關(guān)類型細胞分化的干細胞。如某些肝臟細胞、骨髓造血干細胞、上皮組織基底層的干細胞以及肌肉中的成肌細胞等。
造血干細胞屬于單能干細胞,只可分化為相關(guān)的血液細胞,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。
根據(jù)來源
? ? ?干細胞又可以分為自體(同基因)干細胞、異體(異基因)干細胞和異種干細胞。
? ? ?人工制備的干細胞
? ? ?隨著科學(xué)的發(fā)展,目前也出現(xiàn)了人工制備的干細胞,即誘導(dǎo)多能干細胞和單倍體胚胎干細胞。
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誘導(dǎo)多能干細胞
? ? ?誘導(dǎo)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(zhuǎn)染使其逆轉(zhuǎn)為原始的全能干細胞。我國的科學(xué)家應(yīng)用小鼠的顆粒細胞轉(zhuǎn)化為卵母細胞,并順利培育出健康的小鼠后代,在這個領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。
? ? ?然而,誘導(dǎo)多能干細胞的制備技術(shù)復(fù)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(yīng)用的報道,距離大規(guī)模臨床應(yīng)用還有很大距離。
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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(yōu)勢。目前單倍體胚胎干細胞主要用于科學(xué)研究,尚未進入臨床應(yīng)用。
干細胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
? ? ?如今,干細胞與再生醫(yī)學(xué)緊密相關(guān),有學(xué)者統(tǒng)計干細胞參與再生醫(yī)學(xué)的十大領(lǐng)域就有:
①?糖尿病胰島素替代和胰島再生。
②?心肌自體細胞再生。
③?增強免疫系統(tǒng)的工程免疫細胞和傳染病新型疫苗。
④?組織工程皮膚替代產(chǎn)品用于燒傷、創(chuàng)傷或糖尿病潰瘍等引起的皮膚損傷。
⑤?維持血漿膠體滲透壓的血液替代品。
⑥?臍帶血庫。
⑦?治療關(guān)節(jié)疾病的組織工程軟骨。
⑧?基因治療和干細胞移植治療遺傳性血液病。
⑨?生長因子、干細胞治療神經(jīng)退行性病變。
⑩?肝干細胞移植治療慢性肝病和肝功能衰竭。
? ? ?干細胞在再生醫(yī)學(xué)研究熱點還有很多:如干細胞與軟骨、骨的再生(如股骨頭壞死、半月板損傷、骨不連等);干細胞與皮膚的再生(燒傷、壓瘡等);干細胞與尿道括約肌的再生(壓力性尿失禁);干細胞與肝細胞的再生及干細胞與血管再生等,尤其是干細胞在糖尿病足的治療中取得了顯著的療效。
? ? ?干細胞再生技術(shù)從實驗室搬到臨床研究應(yīng)用再到各種細胞產(chǎn)品的上市,不僅以驚人的速度發(fā)展,而且為社會效益以及臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用帶來了更多可持續(xù)性的發(fā)展空間。生命的奧秘是無窮的,隨著科技的進步,干細胞還會涉及到更多的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中為人類造福。
參考文獻
[1]從專利角度分析國際干細胞技術(shù)研發(fā)態(tài)勢,王玥
[2]干細胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景,許怡薇
[3]再談干細胞的分類和分化潛能,馮漢茹
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