揭秘干細胞四大功能：（二）器官修復

美國Medical Transcription網(wǎng)站公布了一份美國黑市的人體器官交易價格圖，超乎想象。 心臟，11.9萬美元；肝臟，15.7萬美元；腎臟，26.2萬美元…… 那些賣腎去買iphone的人，大概已經(jīng)哭暈在廁所了。 可以說，保護我們的器官，不單單是保護了我們的身體健康，更是守住了一份價值3億人民幣的寶藏。而這個功臣，你我都有，那就是干細胞！ “組織再生，器官修復”，這是一個相輔相成的過程。由細胞構(gòu)成組織，再由組織構(gòu)成器官。 所以說，人是由各種不同的細胞組成的，有的發(fā)揮收縮功能，比如肌肉細胞；有的發(fā)揮造血功能，比如造血細胞；有的發(fā)揮保護人體表面的功能，比如皮膚細胞。 如果我們的身體是一個“社會”，我們的每一個體細胞就是被訓練得高度“專業(yè)”的社會精英，各司其職。而在這個社會中，干細胞像一個從未接受過任何專業(yè)訓練的小學生，但是經(jīng)過一定的學習（分化），干細胞具有從事各種職業(yè)的潛能（多向分化），比如組織再生（tissue regeneration）、器官修復（organ repair）等，達到治療疾病的目的。 △ 干細胞可以組織再生、器官修復 在干細胞中，間充質(zhì)干細胞十分矚目。間充質(zhì)干細胞來源方便，易于分離、體外培養(yǎng)、擴增和純化，多次傳代擴增后仍然具有干細胞特性，且間充質(zhì)干細胞具有較低的免疫原性，能夠減少移植排斥。 以上這些特質(zhì)，使得間充質(zhì)干細胞（MSC）成為研究得最為廣泛，應用最為深遠的“萬能細胞”。憑借其強大的自我復制和多向分化能力，間充質(zhì)干細胞在適宜的體內(nèi)或體外環(huán)境下可以分化為神經(jīng)細胞、肝細胞、心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞、軟骨細胞和造血細胞等，并結(jié)合相應的分泌因子修復大腦、肝臟、心臟等。 隨著再生科學技術(shù)領(lǐng)域的突破，和與生物技術(shù)領(lǐng)域不斷的交叉融合，我們有幸看到許多“不可思議”的案例，比如干細胞修復器官等，為目前尚無有效治療手段的器官損傷提供可能的治療策略，不斷造福患者。 01 干細胞再生、修復器官 下面，讓我們結(jié)合具體案例，了解干細胞修復器官的諸多應用。 干細胞修復骨關(guān)節(jié) 骨關(guān)節(jié)炎是目前骨科領(lǐng)域患病率最高、患者人群最廣的一種疾病。這曾是一種老年常見病，但卻因馬拉松等運動而成為現(xiàn)代人的通病。 目前治療骨關(guān)節(jié)炎的關(guān)鍵，是防止軟骨進一步磨損。由于軟骨的再生能力極差，臨床上一直沒有較好的方法進行恢復性治療。而關(guān)節(jié)內(nèi)注射間充質(zhì)干細胞，可以局部再生半月板、軟骨內(nèi)的軟骨細胞，從而治療骨關(guān)節(jié)炎，或者靜脈輸注間充質(zhì)干細胞，刺激患者自身軟骨細胞的再生，緩解骨關(guān)節(jié)炎，恢復骨關(guān)節(jié)功能。 △ 三組在關(guān)節(jié)內(nèi)注射脂肪來源的間充質(zhì)干細胞后關(guān)節(jié)鏡評估內(nèi)側(cè)和股骨髁中的關(guān)節(jié)軟骨再生[1] 干細胞修復胰島β細胞 糖尿病屬于一種慢性、全身性代謝疾病，胰島β細胞功能異常導致的胰島素分泌不足，是I型和II型糖尿病的共同特征之一，許多患者需要終生使用胰島素進行治療。傳統(tǒng)的治療方式，目的還是在于控制血糖、預防或者延緩糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。 2020年3月19日深夜，發(fā)表在《Cell》雜志上的一篇來自中科院的文章，首次堅定了小鼠胰島中成體干細胞的“身份”，回答了長期以來胰島中是否存在干細胞的爭議。 通過這類Procr+胰島β干細胞和血管內(nèi)皮細胞共同培養(yǎng)，可以再生出具有功能的胰島類器官，為治愈糖尿病提供了一種可能。這種在體外重構(gòu)的胰島，包含了胰島的所有細胞類型，在功能、形態(tài)、超微結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)錄組方面，都與真正的小鼠胰島非常相似，能夠迅速地響應糖刺激、分泌胰島素[2] 干細胞修復心臟 心臟疾病之所以非常可怕，是因為當心臟出現(xiàn)問題時，大量心肌細胞會死亡，但又沒有辦法及時補充，于是便在心臟上留下疤痕，使得后期心臟功能受損，無法正常收縮，造成患者發(fā)病乃至死亡。 干細胞在治療心臟疾病方面突破不斷，繼以色列科學家利用3D打印技術(shù)“制造”出了一顆可以跳動的心臟后，美國科學家在PNAS發(fā)表了最新的研究結(jié)果：心臟病發(fā)作之后，體內(nèi)或者體外輸入的干細胞可以再生出健康的心肌細胞，從而修復心臟，讓心臟重新充滿活力[3]。 △ 來自胎盤的多能胎兒Cdx2細胞再生心臟 干細胞修復大腦 科學家曾經(jīng)認為哺乳動物在進入成年期后，大腦內(nèi)所有神經(jīng)元都已經(jīng)形成，不會新增，直到上世紀60年代才發(fā)現(xiàn)，成年人的大腦的某些部位，依然會可能產(chǎn)生新的神經(jīng)元。上世紀90年代才證實，這些神經(jīng)元的來源和功能。 局部注射一定量的干細胞，可以在體內(nèi)補充帶有干細胞標記的神經(jīng)祖細胞，并經(jīng)誘導分化為神經(jīng)元，取代大腦中凋亡、衰老的神經(jīng)元，改善記憶力，提高思維活力，預防神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生[4]。 △ 干細胞的一個共同胚胎起源驅(qū)動發(fā)育和成人神經(jīng)發(fā)生 干細胞修復肝臟 在人體所有器官中，肝臟的再生修復能力最強大。一項新的研究揭示了干細胞對于肝臟再生修復的重要意義 加州大學圣迭戈分校醫(yī)學院的研究人員發(fā)現(xiàn)，“混合肝細胞”是肝臟具有強大再生修復功能的根本原因[5]。而利用干細胞移植治療肝臟損傷，是避免肝衰竭最安全的方式。 △ 混合門脈周圍肝細胞再生損傷的肝臟而不引起癌癥 體內(nèi)靜脈輸注一定量的干細胞，在體內(nèi)經(jīng)誘導分化可以產(chǎn)生新的肝細胞，代替已經(jīng)病變、壞死的肝細胞，改善肝臟功能，對脂肪肝、肝硬化，甚至肝癌等也有明顯的預防功能。 干細胞修復卵巢 卵巢早衰（POF）是女性40歲前的持續(xù)性閉經(jīng)或性器官萎縮等癥狀，發(fā)病機制十分復雜，尚未徹底清晰，目前臨床上使用激素代替療法為主，治療效果具有一定的局限性，并且過量激素容易誘發(fā)癌癥。 現(xiàn)在普遍接受，POF不是一個不可逆的過程，體外局部注射或者靜脈輸注的干細胞可以通過歸巢遷移至患者卵巢，在早衰的卵巢內(nèi)定向分化為卵細胞，并發(fā)揮功能，分泌雌激素，推遲女性更年期，延后絕經(jīng)期，重新煥發(fā)青春風采。 △ 人羊膜間充質(zhì)干細胞改善卵巢早衰小鼠的卵泡微環(huán)境以恢復卵巢功能[6] 干細胞治療可有效遏制卵巢進一步早衰，保護卵巢，重塑卵巢結(jié)構(gòu)，恢復卵巢功能，有效改善患者癥狀，對因缺乏雌激素而引起的骨質(zhì)疏松也有很好的功能。而干細胞再生修復的卵細胞，仍然可以對腦垂體分泌的相關(guān)激素做出及時、正確的反應，調(diào)節(jié)體內(nèi)激素水平處于平衡狀態(tài)。 干細胞修復前列腺 前列腺炎是多種復雜原因引起的與炎癥、免疫及神經(jīng)內(nèi)分泌相關(guān)的病理變化。臨床表現(xiàn)上可以是尿道刺激癥狀和慢性盆腔疼痛，如排尿時有燒灼感、排尿疼痛和腹股溝不適等 以前多采用常規(guī)藥物暫緩病情，但不能治本，且這些藥物的副作用極大。干細胞移植進入男性體內(nèi)，可以直接作用于前列腺，激活前列腺細胞，在調(diào)節(jié)炎癥的基礎上，再生出新的前列腺細胞，代替凋亡的細胞，實現(xiàn)恢復男性健康的目的。 △ 間充質(zhì)干細胞在整個前列腺腫瘤發(fā)生和發(fā)展的所有階段均有重要的免疫調(diào)節(jié)作用[7] 干細胞修復肺部 此次2019武漢新冠肺炎，部分重癥患者在肺炎康復后，會患上肺纖維化的后遺癥，讓患者在未來的日子里痛苦不已。肺纖維化就是正常的肺泡被異常“疤痕”代替了，成了纖維樣狀，彈性下降，氣體交換受阻。這種情況是不可逆的，“疤痕”只要存在，它就一直存在，不能消失，有活力的肺泡越來越少。 除非有新肺泡細胞長出來。而體外回輸?shù)拈g充質(zhì)干細胞，就可以通過其多向分化的機制，再生出新的肺泡，修復受損的肺組織，平衡肺部微環(huán)境，實現(xiàn)治愈肺纖維化的目標。 △ 8例放射性肺纖維患者各病灶區(qū)域CT肺密度值[8] 隨著干細胞技術(shù)研究在全世界的積極開展，干細胞再生醫(yī)學將越來越成熟，干細胞治療疾病將越來越廣泛，不僅僅作為工具和模型，更是作為“活”的藥物，延長人類的壽命，科幻電影里，傷口以肉眼可見的速度痊愈這樣的遐想也將照進現(xiàn)實。 由此可以看出，間充質(zhì)干細胞之所以會成為干細胞中，研究最為廣泛，應用最為深遠的“萬能細胞”，實現(xiàn)人體內(nèi)“超級細胞工廠”這一定位的職責，正是有賴于干細胞器官修復的功能，在一定適宜的條件下，分化為各種類型的細胞，并結(jié)合一定的分泌因子，修復大腦、肝臟、心臟等器官。 02 一旦干細胞可以自如修復器官，我們的生活將不同 干細胞可以修復器官，但是卻還不能自如修復器官，不過，這并不影響我們關(guān)于實現(xiàn)這一點的堅定信心。 在醫(yī)院，如果一個病人需要器官移植來救命，但困難的配型和長久的等待，可能耽誤了病人的及時治療。一旦干細胞可以自如修復器官，那么醫(yī)生便不會在面對此類患者時，只有無奈的安慰，而更多了積極的手段。 在美容院，如果一個愛美的人想通過各種方法延緩衰老，改善肌膚狀態(tài)，雖然多去美容保養(yǎng)，可能是一個不費腦筋的可行辦法，但無奈周期頻繁，效果因人而異。一旦干細胞可以自如修復器官，那么你得到的可能不僅僅是肌膚的抗衰老，而更是全方位身體的抗衰老，腦子也變靈光了，關(guān)節(jié)也變靈活了，心臟也變健康了，肝臟也變厲害了，這樣的抗衰老誰不喜歡。 在公安局，如果警察們?yōu)榱舜驌舴欠ㄙI賣器官而焦頭爛額，雖然他們廣撒網(wǎng)，細摸排，但仍然防不住利益驅(qū)使下的草菅人命。一旦干細胞可以自如修復器官，大家有了更好的辦法治病，那么在非法買賣器官的市場上，沒有了買家，這條利益鏈、產(chǎn)業(yè)鏈還能成型嗎？是不是打擊黑市就變得水到渠成了。 干細胞功能豐富，我們哪里是在看一項新興生物科技，我們看的是好多項干細胞功能推動下的時代進步。 來源;SNS，參考文獻： [1]doi.org/10.1002/stem.1634 [2]Daisong Wang, Yi Zeng et al. Long-term expansion of pancreatic islet organoids from resident Procr+ progenitors[J]. Cell. 2020; published online. [3] Vadakke-Madathil S, LaRocca G, Raedschelders K, et al. Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart[J]. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019; 116(24):11786–11795. [4]Daniel A. Berg, Yijing Su, Dennisse Jimenez-Cyrus, etc. A Common Embryonic Origin of Stem Cells Drives Developmental and Adult Neurogenesis[J]. Cell, 2019, 177:654-668. [5]Font-Burgada J, Shalapour S, Ramaswamy S, et al. Hybrid Periportal Hepatocytes Regenerate the Injured Liver without Giving Rise to Cancer[J]. Cell. 2015; 162(4):766–779. [6]10.1186 / s13287-019-1315-9 [7]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3994592/ [8]http://aammt.tmmu.edu.cn/Upload/rhtml/201612135.htm

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