2025 干细胞治疗开启医学变革,这些知识你必须收藏
“干细胞”是统称,按分化潜能细分为全能干细胞(如胚胎干细胞)、多能干细胞(如间充质干细胞)和单能干细胞(如造血干细胞)等。其中造血干细胞更被大众熟知,但在全球已上市的20款干细胞药物中,间充质干细胞才是更具前景的“头号主角”。
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什么是间充质干细胞
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间充质干细胞(MSC)是源自中胚层的多能干细胞。与源于血液系统的造血干细胞不同,它广泛存在于婴儿围产组织(如胎盘、脐带等)及成年人的牙髓、脂肪等部位。MSC具有自我复制、低免疫原性、高活性、趋炎性、不成瘤这五大特性,这些特性使其在医学领域备受瞩目。
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它寄予着攻克糖尿病、心血管疾病、自身免疫病、神经退行病等疑难杂症的希望,是有望掀起第三次医疗革命的新兴技术。
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间充质干细胞的特点
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1. 自我更新:神经干细胞同样被视作 “生命的种子”,在适宜的微环境中,能够源源不断产生新的神经细胞,替代受损或死亡的神经细胞。这源于神经干细胞独特的分裂模式 ——“非对称性分化分裂”,这种分裂模式让神经干细胞拥有持续自我更新的本领,保障神经细胞的有序更替,维持神经系统的正常运作 。
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2. 低免疫排斥性:脂肪干细胞具备低免疫排斥性特质,即便移植来自他人的脂肪干细胞,也几乎不会激发受体的免疫排斥效应。
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3. 高活力:牙髓干细胞兼具再生性和功能性两大核心能力,在合适的培育环境里,能精妙地把控再生性与功能性之间的平衡,助力生命机体的修复和运作。
“再生性” 体现牙髓干细胞随时开启分化进程的潜力,“功能性” 则意味着牙髓干细胞可定向分化,发育成特定成熟细胞。这两种能力宛如跷跷板的两端,一方增强时,另一方往往会相应减弱,难以同时达到峰值 。
4. 趋损伤性:当机体组织出现损伤时,损伤部位会释放多种损伤信号分子,诸如损伤相关模式分子、趋化因子和生长因子等,吸引神经干细胞迁移至受损区域。趋损伤性是神经干细胞借助旁分泌途径,施展组织修复功能的重要前提。正是趋损伤性促使神经干细胞对损伤部位的微环境进行重塑,让神经干细胞完成神经组织再生和功能修复成为可能 。
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5. 无致瘤性:和诱导多能干细胞相比,脂肪间充质干细胞,无论是在理论层面,还是大量的实际研究中,均无引发肿瘤的风险。相关实验历经多年追踪,脂肪间充质干细胞在体内外环境下,都未出现异常增殖并形成肿瘤的情况。这种无致瘤性,为脂肪间充质干细胞在医学领域的安全应用,提供了有力的保障,让其成为医疗技术革新的可靠选择。
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间充质干细胞的四大功能
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1.MSC 作为多能干细胞,虽不能发育成完整个体,却有分化为人体多种细胞的潜能,这些衍生细胞既能替换、修复受损细胞,也可刺激体内干细胞,共同完成组织再生过程。
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2.得益于自身强大的自我复制特性与多向分化潜能,MSC 在体内或体外的适配环境中,能够分化为神经细胞、肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞以及造血细胞。在此过程中,MSC 分泌的特定因子发挥了关键作用,这些因子协同分化后的细胞,实现对大脑、肝脏、心脏等多个重要器官的修复再生,为受损器官功能的恢复带来了新的可能 。
3.在人体精密的免疫系统中,MSC 凭借独特的调节机制,对先天免疫和获得性免疫发挥重要的调控作用。一方面,MSC 通过与免疫细胞的直接接触,传递关键信号,从而调节免疫反应;另一方面,MSC 分泌多种生物活性物质,如生长因子、细胞因子和趋化因子等,借助这些化学信使对免疫系统进行远程调控。与此同时,MSC 能够精准地影响 Treg、Th17 等免疫细胞的功能和数量,重塑免疫系统的稳态,助力人体免疫系统在面对病原体入侵或内部紊乱时,能够快速、有效地做出正确反应,维持身体的健康。
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4.细胞凋亡往往标志着细胞衰老的完结,当细胞步入凋亡阶段,便无法再进行分裂与再生,长此以往,还会给身体机能的正常运行带来负担。
干细胞在对抗细胞凋亡领域,可谓实力超群。一方面,作为 “种子细胞”,干细胞持续地为身体补充因老化、死亡而缺失的细胞,促使细胞完成新旧更替。另一方面,干细胞借助旁分泌的方式,分泌出诸多关键因子。其中,包含血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等生长因子,以及 VEGF165、FGF - 2、肝细胞生长因子(HGF)等抗凋亡因子。这些因子就像给细胞注入 “青春保鲜剂”,能够有效阻止成熟功能细胞过早、过快地走向凋亡。
依靠 “种子细胞” 的特性以及旁分泌效应,干细胞不仅维持了细胞新陈代谢的有序进行,也为身体各个组织和器官筑牢了抵御细胞衰老凋亡的防线,助力维持机体的健康与活力。
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间充质干细胞的应用前景
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内分泌疾病
糖尿病
“胰岛素药物”似乎是糖友们的终极选择,但众所周知,此方式只能暂缓疾病进展,无法真正实现“胰岛β细胞”功能恢复。有研究证实,MSCs具有消炎及促内源性组织细胞再生功能,能在一定程度上保护胰岛β细胞功能,促进其再生,有望改善Ⅱ型糖尿病及其并发症(如糖尿病视网膜病变、多发神经病变、糖尿病足)。
心脑血管疾病
“心脑血管疾病” 并非指代单一病症,而是涵盖了众多病症的统称。日常熟知的冠心病、心肌梗死,以及威胁性极大的中风等,均被囊括其中。这类疾病起病迅猛,且致死率居高不下,因此,人们形象地将其称作 “健康的隐形杀手”。
值得庆幸的是,间充质干细胞(MSC)在应对心脑血管疾病时展现出独特优势。凭借再生修复特性,MSC 就像一位专业的建筑大师,对因心脑血管疾病受损的部位进行精准 “灾后重建”。与此同时,借助旁分泌效应,MSC 还能分泌多种生物活性物质,像给受损的心脏和脑部注入一股新生力量,推动组织的自我修复进程,极大程度地降低细胞凋亡发生率,为心脑血管疾病患者的康复带来新希望 。
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心肌梗死/心衰
心肌梗死,英文名为 Acute Myocardial Infarction,作为严重危及人类生命健康的疾病,发病机制异常危险。当心脏血管中存在的粥样硬化斑块发生破裂时,会瞬间启动机体的凝血机制,形成血栓。这些血栓如同横亘在道路上的巨石,彻底堵塞动脉血管,致使心肌供血瞬间中断。在缺血缺氧的极端环境下,心肌细胞因无法获取充足的养分与氧气,如同久旱无雨的庄稼,纷纷走向死亡。大量的心肌坏死,严重损害心脏的泵血功能,很可能成为致使患者死亡的关键因素。
更为棘手的是,若患者未能及时得到救治,即便能够幸存,后续也将饱受折磨。心肌细胞属于终末分化细胞的一种,一旦坏死就难以再生。大面积的心肌坏死会致使心脏功能严重衰退,患者在康复后期极易出现心力衰竭的症状,不仅生活质量大幅下滑,生命安全也时刻处于危险之中。
幸运的是,随着医学研究的持续深入,心肌梗死患者迎来了新的转机。大量研究数据表明,间充质干细胞(MSC)在心肌梗死的治疗领域展现出广阔的应用前景。MSC 能够精准迁移到受损的心肌组织部位,分化为心肌样细胞以及血管内皮细胞,帮助重建受损的心肌,恢复心脏的正常功能。与此同时,MSC 能够分泌各类细胞因子,这些细胞因子既能有效抑制炎症反应,又能促进血管新生,不仅能缩小心肌梗死的面积,推动心肌组织的再生,对伤口愈合以及心脏功能的恢复同样有着显著效果,为心肌梗死的治疗探索出全新的方向。
脑中风
在临床诊疗中,脑中风一般被划分为两大类别:出血性中风,其中脑溢血最为常见;还有缺血性中风,脑梗塞便归属于这一类型。探究发病原因,这两类脑中风实际上都是脑内血管出现病变所导致。一旦发病,患者的脑组织会在瞬间陷入缺血缺氧的恶劣环境,致使大量脑组织快速坏死,严重危及患者健康与生命。
令人欣喜的是,间充质干细胞(MSC)为脑中风患者带来新的希望。MSC 能够对中风受损的脑组织开展 “重建工作”,有效降低脑中风二次复发的风险。其作用机制主要涵盖以下三个方面:第一,MSC 能重塑脑血管系统,通过刺激血管新生,调节血管的收缩与舒张,保障中风后脑部组织的血液供应稳定;第二,MSC 对动脉粥样硬化具有改善作用,从根本上降低脑血管病变发生的可能性,减少脑中风的潜在风险;第三,MSC 可以帮助修复受损的神经网络,推动神经细胞的再生,促进神经功能恢复,帮助患者逐步恢复肢体和认知功能,重新回归正常生活。
自身免疫性疾病
在日常生活的认知里,自身免疫性疾病可以看作人体自身免疫系统的一场 “失控” 闹剧。免疫系统本应是抵御外界侵害的坚固防线,然而在这类病症影响下,它不仅对外界刺激反应过激,还将攻击的矛头指向了人体内部原本健康的细胞。这就如同军队调转枪口对准自己人,致使组织器官受到损伤,功能无法正常发挥。
自身免疫性疾病的发病范围极其广泛,几乎可以累及身体的各个角落。皮肤上的银屑病,系统性红斑狼疮;消化系统中的炎症性肠炎,还有那如影随形的慢性炎症,都可能是自身免疫性疾病在 “作祟” 。
银屑病
银屑病,作为一种典型的自身免疫性疾病,由免疫系统紊乱引发,进而导致皮肤出现慢性炎症。据统计,我国银屑病患者人数已达 650 万之多,这一庞大的数字背后,是无数患者的困扰。
干细胞疗法为银屑病治疗开辟了新的方向。其核心在于,干细胞能对银屑病的发病关键 ——Th17 细胞的增殖分化过程,进行有效调节。与此同时,干细胞可以刺激 Treg 细胞,也就是抗炎细胞的大量增殖。与传统免疫抑制剂单一的分子调控方式不同,干细胞借助多分子参与、多途径调控以及旁分泌效应,全方位地重塑机体免疫系统的稳态。换言之,间充质干细胞(MSCs)从发病根源入手,为攻克银屑病这一医学难题,提供了一种更为全面、深入的解决方案 。
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系统性红斑狼疮
系统性红斑狼疮(SLE)作为自身免疫性结缔组织病,是医学领域重点攻克的难题。MSC疗法凭借独特免疫调控机制,能精准调节失衡免疫系统,让过度活跃免疫反应恢复平静;借助归巢效应,可像导航定位般自动迁移至受损肾脏组织部位;且其具有多向分化潜能,能分化为肾脏所需各类细胞,参与肾脏组织修复与再生。这些优势使MSC疗法在攻克狼疮肾炎方面展现巨大潜力,与现有主流治疗方案相比,安全性更优、疗效持久性更强,为系统性红斑狼疮患者康复带来新希望。
全身慢性炎症
“炎症是衰老的基本过程”。它使机体长期处于低度慢性促炎性反应升高的状态,从而促使衰老与疾病的发生。而MSC本身就是炎症的征服者,凭借趋炎性,MSC会自动汇聚到“炎症现场”,并对受损部位紊乱的免疫系统进行调节。
系统消化疾病
肝硬化(代偿期)
我国是肝病的重灾区,慢性肝病患者数量庞大,已突破 4 亿大关。若病情得不到有效控制,极容易恶化为肝硬化。肝硬化发病过程中,干细胞大量坏死,肝脏纤维组织会像疯狂生长的藤蔓,在肝脏内弥漫性增生,形成结节与假小叶,致使肝脏原本的正常结构和血供系统遭受严重破坏。
值得庆幸的是,间充质干细胞给肝硬化(代偿期)患者带来了新的希望。它能显著改善患者的肝功能,降低各类并发症的发生几率,大幅提升患者的生活质量。不仅如此,还能延长患者的生存期,在临床治疗中展现出广阔前景,有望成为攻克肝硬化(代偿期)的有力治疗手段。
肝功能失代偿
肝衰竭是严重的肝功能失代偿症,死亡率高达70%至80%。目前,肝移植是唯一可能的治愈方法,但供肝短缺和费用昂贵等问题限制了大多数患者的需求。研究表明,MSC有望通过不同途径促进肝脏细胞再生,从而改善预后。
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呼吸系统疾病
慢阻肺
慢阻肺,作为一种慢性疾病,其危害程度与高血压、糖尿病不相上下。据相关统计,全球慢阻肺患者人数已经飙升至 6 亿。一直以来,“难以治愈” 成为萦绕在患者心头的阴霾,给他们的身心带来巨大压力。
然而,干细胞凭借多向分化潜能、旁分泌作用以及免疫调节能力,为慢阻肺患者点亮了希望之光。一旦注入体内,进入肺部的干细胞就像训练有素的 “医疗兵”,自动向炎症最为严重的区域集结,迅速展开 “救援行动”。在炎症部位,干细胞通过释放一系列具有抗炎特性的因子,有效遏制炎症反应的恶化。与此同时,干细胞发挥再生功能,促使新的细胞和组织生成,逐步修复受损的肺部组织,助力肺部恢复正常功能,为打破慢阻肺 “无法治愈” 的僵局带来了全新可能 。
肺纤维化
在新冠疫情影响下,肺纤维化渐被大众知晓,此病以成纤维细胞增殖、大量细胞外基质聚集且伴炎症损伤、组织结构破坏为特征,是一类肺疾病的终末期表现。鉴于干细胞能增殖并分化为成熟体细胞,还有抗炎与抗纤维化作用,MSC或可阻断肺纤维化进程,促进肺部损伤修复,重建肺泡细胞,改善患者远期预后,是肺纤维化治疗的潜在疗法。
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