日常科普 | 一文解码“干细胞”,洞见生命新未来
素有“万能细胞”之称的干细胞(Stem Cells)为何称之为“干”细胞,从英文名称中不难发现,Stem意为植物、灌木的茎、干,所有的枝叶、花朵、果实,都需要由枝干发出,谓之生命之主干、生命之根本。它就像一颗种子,充满着无限的可能。大家只知道它很神奇,但是仍然有许多人不知道干细胞到底是什么?它有什么作用?从哪里可以获得它?那今天我们就一起来揭秘并了解一下,21世纪于再生医学领域中有着举足轻重位置的主角——干细胞。
干细胞的概念
The concept of stem cells
通俗的讲,干细胞就是一类具有自我复制能力和多项分化潜能的种子细胞。我们都知道,人都是由父亲的一颗精子加母亲的一颗卵子形成的受精卵,通过不断的分裂分化最终长成完整的个体。一粒种子能长成参天大树,一颗受精卵能长出一米八的大高个,就是细胞自我复制能力的体现;种子能发育变成根、茎、叶、花、果实,受精卵能让人长出手、脚、头发、眼睛,就是细胞多项分化潜能的表现。
在细胞分化的过程中,某些子细胞成为了功能专一的分化细胞,直至完全丧失分裂能力,最终不可逆的走向了衰老、死亡。为了弥补这一过程的不足,机体保留了一部分未分化的原始细胞,并保留了与亲代相同的特性,这些被保留下来的原始细胞即为干细胞,当机体有需要时,干细胞可以定向的分化为特定的组织细胞。
干细胞不仅存在于胚胎,也存在于成人体内,可以从血液、脂肪、骨髓、牙髓等组织中提取出相应的干细胞。
干细胞的分类
The classification of stem cells
1、根据细胞的发育阶段,干细胞可以分为:胚胎干细胞和成体干细胞。
2、根据细胞的分化潜能,干细胞可以分为:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
3、根据细胞分化的组织类型,干细胞可以分为:间充质干细胞、造血干细胞。
干细胞的特点
The characteristics of stem cells
01
自我复制
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干细胞具有自我复制的能力,成年人的身体有40-60万亿个细胞,都是由一颗小小的受精卵复制分裂而来。
02
多项分化潜能
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干细胞具有多项分化潜能,能够分化成人体220多种体细胞,如(上皮细胞、神经细胞、肌肉细胞、肝细胞等)。
03
迁移性
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干细胞具有迁移性,对组织的生长、发育和修复至关重要。例如,造血干细胞可以从骨髓迁移到外周血中,参与血液细胞的更新和维持。
04
趋化性
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干细胞具有趋化性,可以引导细胞向化学物质浓度高的方向移动。例如,白细胞可以通过趋化性向感染部位移动,以对抗病原体;神经细胞的生长和迁移也受到特定化学型号的趋化作用引导。
05
归巢性
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干细胞具有归巢性,在组织修复、免疫反应等过程中发挥重要作用。例如,在损伤组织释放的信号分子作用下,干细胞可以归巢到损伤部位,参与组织再生和修复。
06
旁分泌功能
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干细胞具有旁分泌功能,可以分泌多种生物活性物质,例如生长因子、趋化因子、细胞因子、microRNAs、胞外囊泡和蛋白酶等。这些物质在参与细胞间的信号转导、组织的修复再生等方面发挥着重大作用。
干细胞的作用
The function of stem cells
01
组织修复与再生
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(1)替换受损细胞:从而替换因疾病、损伤或衰老而受损的细胞。例如,在心肌梗死中,干细胞可以分化为心肌细胞,促进心脏组织的修复;在神经系统疾病中,神经干细胞可以分化为神经元和神经胶质细胞,有助于神经功能的恢复。
(2)分泌生长因子和细胞因子:这些生物活性物质可以刺激周围细胞的增殖、分化和存活,促进组织修复。例如,间充质干细胞分泌的血管内皮生长因子(VEGF)可以促进血管生成,为受损组织提供营养和氧气。
02
免疫调节
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(1)抑制免疫反应:从而减轻炎症反应和免疫排斥。例如,在自身免疫性疾病中,干细胞可以调节免疫系统,减少自身抗体的产生,缓解疾病症状。
(2)促进免疫耐受:使机体对自身组织和外来移植物的免疫反应降低。例如,在器官移植中,干细胞可以诱导免疫耐受,减少排斥反应的发生,提高移植成功率。
03
抗衰老
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(1)补充衰老细胞:随着年龄的增长,人体组织中的干细胞数量逐渐减少,导致细胞更新和修复能力下降。补充外源性干细胞可以增加组织中的干细胞数量,提高细胞再生能力,延缓衰老过程。
(2)调节免疫系统:增强机体的免疫力,减少感染和疾病的发生,从而延缓衰老。
(3)分泌抗衰老因子:如抗氧化酶、生长因子等。这些因子可以清除自由基,减少氧化损伤,促进细胞存活和增殖,延缓组织衰老。
04
疾病治疗
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目前全球正在进行的临床试验多达6000多项,涵盖人体九大系统疾病,涉及200种适应症。包括但不限于神经系统(帕金森综合征)、循环系统(冠心病)、消化系统(肝炎)、泌尿系统(前列腺炎)、呼吸系统(肺炎)、免疫系统(白血病)、内分泌系统(糖尿病)和生殖系统(卵巢早衰)。
未来展望
The future expectations
随着现代医学技术不断发展,干细胞这个神秘且充满希望的角色必将引发一场医疗革命,成为继药物和手术后的第三大治疗法宝,为更多患者带来生的希望,让我们一起期待一个更加健康长寿的新时代!
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