战胜疾病,永葆健康是每个人的终极追求。干细胞治疗在攻克癌症等方面的重大突破正在让人类离长命百岁的梦想越来越近。
年1月12日上午9时19分,数年前被诊断为卵巢功能衰竭而无法怀孕的34岁方女士,在中科院遗传与发育所干细胞再生医学技术的帮助下,医院产科顺利诞下一个健康的男婴。
该科研成果作为我国首批卫计委备案的干细胞临床研究项目,是生殖医学领域继子宫内膜损伤修复之后又一重大突破,也再次宣告了再生医学技术攻克生殖系统“不治之症”的阶段性胜利。
干细胞技术破解妇女卵巢早衰难题
据相关数据显示,全球多项在研干细胞临床试验涉及上百种疾病,包括脊髓损伤、多发性硬化、中风、肌萎缩侧索硬化症、老年痴呆症、骨关节炎、股骨头坏死、椎间盘退化、心肌梗死、肝硬化、克罗恩病、间质性肺病、系统性红斑狼疮、勃起功能障碍以及卵巢早衰等等。
干细胞具有独特的优势,其治疗癌症和糖尿病的潜力已被科学证实。而且研究证实,干细胞还拥有抑制乳腺癌和胰腺癌,以及肺癌的肿瘤增殖的作用。
干细胞的应用领域仍在不断扩大,干细胞治疗对于今后的癌症预防,以及标准疗法的手术疗法、抗癌剂疗法、放射性疗法都起着不可磨灭的作用。
今天,我们就来说一说我们人体强大的起源细胞——干细胞。
干细胞对我们有什么用?
我们生病的本质,是我们身体的细胞病了。
治愈的本质,是将生病或死去的细胞替换掉。干细胞可以替换死去的细胞,也可以让生病的细胞恢复活力。这就是干细胞治疗。
干细胞治疗的过去
干细胞疗法的临床应用始于年,当年完成了世界上第一例骨髓移植术,其有效成分是造血干细胞。
年,芝加哥生殖遗传机构实验室内有一名很小的范科尼贫血(fanconianemia)患者Molly。Molly的父母想通过再怀一个小孩,然后将新生儿的干细胞捐献给Molly。
Molly的父母通过体外受精,生成胚胎细胞,医生对胚胎细胞进行检测,看是否携带有遗传性疾病。最后选择一个没有任何遗传性疾病的胚胎细胞移植到子宫进行发育,最后就变成了Molly的弟弟Adam。Molly因此获得了来自Adam脐带的干细胞。目前这两个小孩都健康的活着。
上图为显微镜载玻片特写镜头,是生殖遗传机构芝加哥实验室所展示的取自弟弟AdamNash脐带血的干细胞,用于治疗其姐姐的所患的范科尼贫血。
年11月,WilliamCaldwell,先进细胞技术公司(advancedcelltechnology)的CEO,宣布美国FDA已经允许其公司开展用人体胚胎干细胞所进行的一项研究。这种治疗方法将用于治疗遗传性退行性眼病。
年,瑟达斯-西奈医学中心(cedars-sinaimedicalcenter)和约翰霍普金斯大学科学家早期发表的研究显示:患者自身的干细胞可以被用来再生心脏组织,帮助复原因心脏病发作而造成的伤害。这是第一例再生治疗方法。
年10月,JohnGardon和ShinyaYamanaka获得诺贝尔生理学医学奖,他们发现了如何生产多能干细胞。他们都展示了细胞能够被重新编辑,即使已经完全分化成具有某种功能的身体细胞。这一发现改变了科学家对细胞和生物发展的认识。
JohnGardon和ShinyaYamanaka
年9月,科学家宣布他们用干细胞制造出一种叫做“脑组织”的东西。这个豌豆大小的结构是由人脑组织构成,可以帮助研究者探索关于脑发展和脑组织早期疾病中的重要问题。
干细胞治疗的现在
哈佛大学:干细胞成功分化成成熟的肾小球足细胞
年5月,哈佛大学的一研究所,将人类诱导多能干细胞分化成了成熟的肾小球足细胞,有效率可以超过90%。这意味着利用干细胞实现了第一个体外人类肾小球模型的工程化。
美科学家发现维持多能性干细胞身份的一种重要机制
年7月,来自美国威尔康奈尔医学院的研究人员发现干细胞在细胞分裂后利用它们的基因上一系列蛋白“标签”保持它们的身份。这一结果可能有助进一步理解癌症等某些疾病如何产生,并且可能在抵抗疾病中发挥着广泛的临床影响。
实验室首次培育出人体造血干细胞
年5月的《自然》杂志上,刊登了两项独立的实验结果。一个医院干细胞生物学家乔治·戴利团队,培养出人类造血干细胞,虽然这些细胞和天然的人类造血干细胞存在不同。另一个是来自纽约康奈尔大学威尔医学院干细胞生物学家ShahinRafii团队,诱导内皮细胞转化成小鼠造血干细胞。
哥伦比亚大学:干细胞培育出新型的人工肺
年4月,一项刊登在国际杂志NatureCellBiology上的研究报告中,来自哥伦比亚大学医学中心的研究人员通过研究利用人类多能干细胞开发出了一种新型的人工肺(肺类器官),这种微型的3-D结构能够模拟完整尺寸肺部结构的特性。在在未来或有望帮助理解多种呼吸性疾病的发病机制。
科学家成功实现干细胞3D打印
年5月,瑞典的研究人员宣布,他们已经成功地实现干细胞的3D打印。他们不仅将3D打印的人类软骨细胞植入小鼠,而且在植入后能够生存下去,并能够成长。细胞在3D打印后立即植入,并在小鼠中成功形成自己的血管网络,这向最终3D打印人体器官植入迈出了重要一步。
什么是干细胞?
看了干细胞研究的发展,我们不妨深入了解一下干细胞到底是什么?
下面是维基百科上对于干细胞(stemcell)的定义:
干细胞是未分化的生物细胞,可以分化为特定的功能细胞,并且能够通过自我分裂(有丝分裂)产生更多的干细胞。
好像有些晦涩难懂。那我们打个比方:
干细胞,是细胞中的“孙悟空”,它能够复制出N多个一模一样的自己(请脑补MonkeyKing拔毛变身),同时,它还可以变化为各种各样不同的事物(看我72变技能满满)——这两点,便是干细胞的基本功。听起来是不是有点厉害?
我们人体并不是由一种细胞构成,而是由多种细胞构成,例如神经细胞、皮肤细胞、红细胞等等。不同的细胞担负着不同的功能,但是所有这些细胞,都是由一个细胞——受精卵发育而来。
受精卵在发育过程中不仅不断地分裂使细胞的数目扩增,而且还不断地分化使细胞的种类不断增加。而干细胞,就是指那些未分化的、因而有可能分化成不同类型细胞的细胞。
干细胞的有怎样的分类?
根据干细胞所处的发育阶段,可以分为:
胚胎干细胞(embryonicstemcell,ES细胞)和
成体干细胞(somaticstemcell)
胚胎干细胞:是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
成体干细胞:人和动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,都具有修复和再生的能力,成体干细胞就在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。
根据干细胞的发育潜能分为三类:
全能干细胞(totipotentstemcell,TSC)、
多能干细胞(pluripotentstemcell)和
单能干细胞(unipotentstemcell)。
全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能,如胚胎干细胞。
多能干细胞:具有分化出多种细胞组织的潜能。如造血干细胞、神经细胞。
单能干细胞:只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。如上皮组织基底层的干细胞,肌肉中的成肌细胞。
“人体细胞大树“
说话的方式再简单点就是,如果把人体比喻为一棵树,深埋大地的种子就是全能干细胞,大树的主干就是多能干细胞,它可以分化为神经细胞、心肌细胞、肝细胞、肌肉细胞等多系统的功能细胞,就如同每个树冠能生出的葱郁的枝桠、树叶。处于枝干位置的就是单能干细胞了:如造血干细胞,能分化为血液系统的红细胞、白细胞、血小板等,它就如同末端枝干能生长出果实和树叶。
干细胞治疗的未来
美国著名的生物学家戴利(GeorgeDaley)就曾预言:“20世纪是药物治疗的时代,21世纪将是细胞治疗的时代”。
干细胞技术是当今医学研究最前沿也是最热门的方向之一,近年来发展迅猛,也取得了令人兴奋的成果。
如果说作为细胞治疗的免疫治疗,让人们看到了攻克癌症和肿瘤的可能,那么作为细胞治疗的另一个方向——干细胞则在血液系统疾病、神经系统疾病、心血管疾病、自身免疫系统疾病以及内分泌疾病等各种疾病的治疗上让人们看到了曙光。
当然,任何事物的发展都会遇到机遇和挑战,干细胞疗法也是如此。虽然目前干细胞疗法存在诸如安全性、适宜性等方面问题,但我们还是应该对未来报以希望,也许干细胞疗法会在将来让那些患有自身免疫性、器官退化性疾等病的患者再次享受健康的生活。
年,我国国家级主管部门及地方陆续颁布多项*策,连续投入经费推动我国干细胞的发展,加速推动干细胞技术和产品的临床应用和审批。《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则(试行)》的颁布,成为了我国干细胞治疗行业发展的转折点。
未来,随着科研、*策以及市场的成熟,用干细胞治疗造福普罗大众的那一天也将越来越近。
-End-
Reference:
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