干细胞(Stem Cells)是一类具有自我复制能力(self-renewal)及多向分化潜(Pluripotency )的未分化或低分化的细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。具有再生各种组织器官的潜在功能。他们具有下列共同的生物特性:
1. 自我复制更新能力:替代死亡或损伤的细胞。
2. 多向分化潜能:通过诱导分化产生不同的组织和器官的细胞。
3. 归巢效应(Homing):可以主动到达损伤的组织和器官。
4. 免疫源性低:因为干细胞免疫源性非常低,异体移植不发生排斥反应。
5. 组织融合性好:干细胞可以与宿主的组织良好融合,发挥功能。
6. 免疫调节作用:干细胞有强大的免疫调节功能,对免疫功能障碍的疾病有明显治疗作用。
干细胞的种类
1.成体干细胞(Adult Stem Cells)是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够形成该类型组织的细胞。它存在于机体的各种组织器官中。在正常情况下大多处于休眠状态,在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生和更新能力。
特点:获取相对容易;源于自身的成体干细胞在应用时不存在组织相容性的问题,避免了移植排斥反应和使用免疫抑制剂;理论上,无致瘤风险,无伦理学争议;还具有多向分化潜能.
2. 胚胎干细胞(Embryonic stem cell,ESCs)是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
特点:全能干细胞可以诱导分化各种细胞;伦理争议和法律许可问题;致瘤性问题;来源问题。
3.诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells):把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入成纤维细胞,可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。极易形成细胞系。2012年荣获诺贝尔生理或医学奖。
特点:技术难度高,也有致瘤性;但是,没有伦理和法律障碍。
干细胞来源
干细胞来源广泛,主要来源于骨髓、外周血液、脂肪组织、软骨、牙髓、脐带血液、脐带组织、胎盘组织、羊膜组织等。目前应用广泛是骨髓、胎盘、脐带、脂肪为主。胚胎干细胞因为受到伦理、法律和宗教的限制,以及致瘤性问题,应用受到限制。诱导性多能干细胞是新的技术,可以诱导分化各种功能干细胞,应用前景广泛。
干细胞应用
干细胞因为具有自我复制能力及多向分化潜能,而且在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,具有再生各种组织、器官能力。由于最近干细胞技术的迅速的发展,干细胞移植使过去无法治疗的难治性疾病得到了治愈,目前已经有85种疾病可以达到治愈,如遗传性疾病、血液疾病、代谢性疾病和变性疾病等。干细胞移植和组织工程在许多疾病治疗中呈现明显的优势,如帕金森氏病、Alzheimer氏病、癫痫、自闭症、中风、多发性硬化、心肌梗塞、心力衰竭、难治性心绞痛、外周血管疾病,慢性阻塞性肺病、哮喘、溃疡性结肠炎、肝硬化、老年性退行性膝关节炎、骨质疏松症,糖尿病、高脂血症、痛风症,自身免疫性疾病(系统性红斑狼疮(SLE)、风湿关节炎、银痟病、肾病),阳痿和卵巢早衰。美容整形、抗衰老和健康保健。
干细胞研究发展
干细胞研究的发展方向,以干细胞制药为主,目前世界已经有20多款干细胞药物上市,如治疗心肌梗塞、关节炎、Alzheimer氏病、骨修复、移植物抗宿主病等。国内尚无干细胞药物上市。