科普丨干細(xì)胞聰明的表現(xiàn)系列之一 : 自動(dòng)歸巢
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干細(xì)胞 · 自動(dòng)歸巢
干細(xì)胞技術(shù)是生物技術(shù)領(lǐng)域最具有發(fā)展前景和后勁的前沿技術(shù)。
干細(xì)胞技術(shù)最顯著的作用就是:能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細(xì)胞、組織或器官。
由此人們可以用自身或他人的干細(xì)胞和干細(xì)胞衍生組織、器官替代病變或衰老組織、器官,并可以廣泛涉及用于治療傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)方法難以醫(yī)治的多種頑癥,諸如腸損傷等。
從理論上說(shuō),應(yīng)用干細(xì)胞技術(shù)能治療各種疾病,并且具有很多傳統(tǒng)治療方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
干細(xì)胞尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞,是一種很聰明的細(xì)胞,它具有多向分化潛能,可分化為多種組織細(xì)胞,諸如神經(jīng)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等等。
自動(dòng)“導(dǎo)航”到身體需要恢復(fù)的地方
“歸巢(homing)”是干細(xì)胞聰明的一個(gè)表現(xiàn)。
“歸巢”這個(gè)概念早在1983年就提出來(lái)了,原本是指循環(huán)在血液中的淋巴細(xì)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(chēng)為“淋巴細(xì)胞的歸巢”。后來(lái)“歸巢”這一概念也逐漸引申到干細(xì)胞。
干細(xì)胞歸巢就是指自體或外源性干細(xì)胞在多種因素的作用下,能定向趨向性遷移,越過(guò)血管內(nèi)皮細(xì)胞至靶向組織,并定植存活的過(guò)程,類(lèi)似于人體局部炎癥反應(yīng)后大量白細(xì)胞遷移至炎癥周?chē)?
干細(xì)胞的歸巢能力就像自帶了GPS,通過(guò)定位系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)航去身體需要它的地方,及時(shí)修復(fù)受損細(xì)胞。
干細(xì)胞周?chē)募?xì)胞形成像搖籃樣的環(huán)境保護(hù)著干細(xì)胞,這一環(huán)境被稱(chēng)為微環(huán)境(干細(xì)胞巢,niche),它是干細(xì)胞存在的基礎(chǔ)。
微環(huán)境由和干細(xì)胞相鄰的各種細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)以及多種細(xì)胞因子等構(gòu)成。微環(huán)境不僅給干細(xì)胞提供養(yǎng)分,同時(shí)還指導(dǎo)干細(xì)胞的行動(dòng),決定干細(xì)胞的分化方向。
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微環(huán)境改變是干細(xì)胞歸巢的始動(dòng)因素,組織損傷局部表達(dá)多種趨化因子、黏附因子、生長(zhǎng)因子等各種信號(hào)分子。不同的微環(huán)境分泌不同的信號(hào)分子,吸引干細(xì)胞定向到達(dá)該組織。
干細(xì)胞歸巢,最終歸巢至骨髓,歸巢至各個(gè)臟器,歸巢至炎癥及創(chuàng)傷部位。
干細(xì)胞歸巢于靶向組織,是干細(xì)胞作為種子細(xì)胞應(yīng)用于臨床的前提。越來(lái)越多研究表明,干細(xì)胞尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞,能夠選擇性歸巢于多種組織的損傷部位。
近年來(lái),大量干細(xì)胞的研究成果不斷涌現(xiàn),其中的一些研究表明,干細(xì)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(shì)。
干細(xì)胞移植作用機(jī)制
以肝硬化為例,來(lái)說(shuō)明一下干細(xì)胞移植作用機(jī)制。
通過(guò)目前國(guó)內(nèi)外諸多的臨床研究,科學(xué)家對(duì)干細(xì)胞移植干預(yù)終期肝硬化的作用機(jī)制得到了一致認(rèn)同:
1. 干細(xì)胞能夠歸巢定植于受損肝臟中,肝損傷時(shí)干細(xì)胞可歸巢至損傷部位分化為類(lèi)肝類(lèi)細(xì)胞進(jìn)而發(fā)揮肝細(xì)胞功能。干細(xì)胞在提高歸巢性和損傷肝臟能力同時(shí),其存活率升高和肝功能改善均有明顯升高。
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2. 干細(xì)胞可分泌生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子以及趨化因子等營(yíng)養(yǎng)因子,這些細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)將激活肝祖細(xì)胞,最終抑制星狀細(xì)胞激活并促進(jìn)其凋亡,同時(shí)抑制損傷部位炎癥相關(guān)細(xì)胞增殖和遷移。
3.干細(xì)胞不僅可分化類(lèi)肝樣細(xì)胞、表達(dá)肝細(xì)胞標(biāo)志物,同時(shí)還發(fā)揮著低密度脂蛋白攝取和氨的解毒等肝細(xì)胞功能。為肝細(xì)胞補(bǔ)償損傷肝細(xì)胞,使膠原纖維降解與產(chǎn)生達(dá)到正平衡狀態(tài),逆轉(zhuǎn)肝纖維進(jìn)程。
4.干細(xì)胞具有低免疫原性和免疫調(diào)節(jié)特質(zhì), 能保護(hù)胰島β細(xì)胞從而減少因自身免疫導(dǎo)致的損傷。
未來(lái)展望
以上我們講了干細(xì)胞的歸巢性,即歸巢到身體需要修復(fù)的地方。但相信干細(xì)胞遠(yuǎn)不止這些,對(duì)干細(xì)胞的認(rèn)識(shí)無(wú)止境,期待著醫(yī)務(wù)工作者更多的探索。
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