什麼是幹細胞?幹細胞有什麼作用?

本篇我們就來了解一下幹細胞是什麼 細胞技術的研究以及進展和技術:

幹細胞是具有自我複製、多向分化和歸巢潛能的原始細胞,是機體的起源細胞,是形成人體各種組織、器官的始祖細胞。如同一棵樹幹,可以長出樹杈、樹葉、開花和結果一樣。

現如今科學家已經成功從許多器官或組織中分離出了幹細胞,其中包括視網膜幹細胞、胰腺幹細胞、成骨幹細胞等。研究表明,幹細胞不僅存在於胚胎,而且存在於成人體內,可以從臍血、臍帶、胎盤、骨髓、脂肪、血液等組織中分離出相應的幹細胞。

什麼是幹細胞?幹細胞有什麼作用?

一、什麼是幹細胞?

幹( gàn) 細胞(stem cell)是一類具有自我複製能力(self-renewing)的多潛能細胞。在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞(embryonic stem cell,ES細胞)和成體幹細胞(somatic stem cell)。根據幹細胞的發育潛能分為三類:全能幹細胞(totipotent stem cell,TSC)、多能幹細胞(pluripotent stem cell)和單能幹細胞(unipotent stem cell)(專能幹細胞)。幹細胞(Stem Cell)是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫學界稱為“萬用細胞”。

二、幹細胞有什麼特性?

幹細胞(stem sell)是指同時具有自我更新能力和分化能力的細胞。自我更新(self-renewal)是指經母細胞分裂形成的兩個子細胞中,至少有一個具有與母細胞相同的自我更新和分化能力。分化 (differentiation)是指經母細胞分裂形成的子細胞中,至少一種與母細 胞具有不同的表型。改變性狀培養出來的細胞能分裂成與自己表型相同 的細胞,但沒有分化能力,因此不能稱為幹細胞。生物界中有具有幹細 胞類似特性的生物(如酵母)。酵母透過無性生殖產岀與自己相同的個 體,所以可以說酵母具有良好的幹細胞特性。而在有性生殖時,則透過 減數分裂,形成與自身表現型不同的細胞。

幹細胞的自我更新能力

幹細胞的自我更新大致可分為兩種模式(symmetric cell division)的自我更新,這種分裂形成的兩個子細胞都是與母細胞相同的幹細胞,此複製模式用於幹細胞數量的增加。另一種是透過非對稱性分裂(asymmetric cell division)的自我更新, 這種分裂形成的兩個子細胞中只有一個與母細胞相同,另一個則發生了 分化。此複製模式使幹細胞維持在一定數量。

上述複製模式屬於幹細胞自律性控制模式,由此可引申出另一種模 。幹細胞分裂成兩個子細胞均暫時失去了母細胞所具有的幹 細胞特性,其後兩個子細胞中至少有一個重新回到微環境中獲得了與母 細胞相同的幹細胞特性。此複製模式屬於幹細胞非自律性控制模式,具有較大的生物學意義。

幹細胞的分化能力

幹細胞分裂後一部分子細胞獲得了與母細胞不同的細胞表現型。獲 得的表現型在其發生過程中,可能成為與母細胞分化能力不同的另一種 細胞:成體幹細胞透過短暫擴增細胞(transiently amplifying cell)進行 終末分化(terminal differentiation)。根據終末分化產生的細胞 的種類,將幹細胞的分化能力分成以下幾類:

1、全能性

全能性(totipotency)是指能夠分化成構成個體的所有種類的細 胞,並且有形成完整個體的能力。受精卵是有全能性的,但是不管在什 麼樣的人為條件下,能夠反覆進行自我更新的全能幹細胞在目前是不存在的。

2、多能性

多能性(pluripotency)是指能分化出構成個體的多個種類細胞的能 力,但沒有形成完整個體的能力。小鼠胚泡內細胞群細胞就有這樣的分 化能力,由此而來的胚胎幹細胞(emhryonic stem cell, ES細胞)保持 著多能性,同時可反覆地進行自我更新“氣雖然有的觀點認為,區分 全能性和多能性,可以根據分化成胚體外組織的能力,特別是形成胎盤 的滋養外胚層的能力,但是由於胚胎細胞群或胚胎幹細胞在人為條件下 也能夠分化出滋養外胚層,所以尚不能據此區分全能性和多能性。

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因此,準確來說多能性只能透過幹細胞分化後所製造出來的產物而 加以確定,即透過幹細胞產生的細胞對於構成個體全部細胞的貢獻多少 來加以證明氣但是,對於人體幹細胞來說,這種多能性證明的方式是 不符合倫理的,因此,生物學中人體幹細胞全能性只能是推測得來。所 以,多能性最常見的定義是指具有分化成3個胚層細胞和組織的能力:

1、多潛能性

多潛能性(multipotency)是指雖然不能分化成構成個體的所有種 類的細胞,但能分化成至少兩種細胞的能力。例如,造血幹細胞能分化 成所有種類的血細胞,是典型的多潛能性幹細胞。這種能力用英語表達

multipotency,在中文通常翻譯成“多能性”,這樣就無法與上述的 plui-ipotency區別開來:因此翻譯成“多潛能性”,更便於區分和廣泛 應用。

2、單能性

單能性(unipotency)是指只有分化成一種終末細胞的能力。比如 說,骨骼肌幹細胞就只能分化成橫紋肌這一種細胞,是典型的單能幹細胞。

三、幹細胞技術的應用範圍有哪些?

幹細胞具有分化成多種功能細胞的潛能,並能夠透過細胞分裂進行自我更新,可以用於治療多種疾病,隨著幹細胞技術的發展,除了應用比較成熟的造血幹細胞,其他幹細胞如間充質幹細胞、生殖幹細胞、心肌幹細胞等在臨床上的應用也在逐步發展。幹細胞的醫學應用領域主要有:

1、細胞替代治療:利用間充質幹細胞、生殖幹細胞、神經幹細胞等成體幹細胞,對神經系統疾病、糖尿病、生殖系統疾病等進行修復治療,但幹細胞移植的數量、時間和移植後的長期安全性還需要進一步研究。

2、抗衰老保健:利用幹細胞具有的多向分化和修復力,對衰老的機體進行修復,從基因水平改變機體的衰老狀態,重建損傷和衰老的組織器官,達到抗衰老保健的目的。

3、重建人體系統:利用造血幹細胞和間充質幹細胞,重建機體的造血系統和免疫系統,可以作為白血病、再生障礙性貧血等血液疾病及免疫系統缺陷亢進疾病的一種常規治療手段。

4、建立疾病模型:利用成體幹細胞,在體外培養形成一些組織器官,用來替代人體病變的組織器官,培養形成的組織器官也可以用來作為疾病模型和藥物檢測模型。

5、基因治療:幹細胞是基因治療的理想靶細胞,可以為目的基因後續的穩定表達創造環境;不過幹細胞技術用於基因治療尚需要進一步研究一些問題,如提高基因轉移效率、使基因穩定表達、防止基因整合導致的腫瘤發生等。

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四、幹細胞為什麼可以治療疾病?

生老病死是自然規律,疾病往往是從個別組織的損傷開始,然後擴充套件到多器官病變,導致器官的衰竭和功能喪失。

幹細胞治療疾病,主要是透過它可以無限複製的特性,大量的產生工作細胞,使人體器官能夠正常運轉。

科學家總結了幹細胞治療疾病的5種方式,簡稱5R:

Replace/替代或補充

Repair/修補或修復

Regenerate/組織器官的再生

Restore/生命功能的恢復或復原

Regress/癌細胞的退化

五、幹細胞對比傳統藥物有哪些優勢?

無毒性,效果持久;

不需要完全瞭解發病具體機制;

幹細胞供體可以自體也可以異體使用;

對於退行性疾病有確切療效,如心肌梗死、神經系統損傷等;

能治癒常規手段不能治療的疾病,如白血病、嚴重免疫缺陷性疾病;

為免疫性疾病帶了希望,比如系統性紅斑狼瘡、克羅恩病、強直性脊柱炎等。

六、幹細胞如何改善人體健康?

增強身體的免疫系統、調整生長因子指數、促進傷口快速癒合避免疤痕;

促進器官組織細胞新生,使器官年輕化,延緩器官衰老;

提高睡眠質量,改善亞健康;

促進新陳代謝;

能夠增強效能力、提高性生活質量;

增強體能和精力,令機體活力充沛;

促進心肌細胞生長、增進心臟功能耐力、預防心臟病及中風;

提高運動系統能力,改善骨質疏鬆,腰腿疼痛的狀況;

改善面板及問題性面板,恢復面板光澤、光滑與彈性、減少皺紋,使面部年輕化;

恢復神經系統功能,增進記憶力,預防帕金森,老年痴呆等。

七、幹細胞可以抗衰老嗎?

在人一生的整個生命活動中,機體細胞時刻處於新生細胞替代衰老退化細胞的過程中,當細胞更新速度小於細胞衰老速度時,產生更新不足,機體就會出現衰老。表現為全身系統功能下降,代謝緩慢,外觀衰老狀態的出現。

機體內能夠起到更新作用的細胞就是幹細胞,而衰老的源頭就是幹細胞數量的不足。幹細胞移植療法,就是為機體補充缺乏的幹細胞,幫助機體快速更新替換衰老的細胞,從而使機體年輕充滿活力。

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八、幹細胞抗衰主要體現在哪些方面?

改善面板

幹細胞可以遷移到表皮,轉變為面板幹細胞,為表皮提供新生的細胞,代謝能力強代謝廢物排出及時,不會讓色素在面板中沉積,因而抑制和減少色斑的形成,新分化出的年輕細胞保水性好,足以使衰老的面板恢復細膩光滑。

促進大量膠原蛋白與彈性纖維合成,恢復塌陷的網狀結構,恢復面板彈性,減少皺紋的產生,從根本上改善面板系統的質量。

纖體瘦身

改善體內細胞的狀態更新,進而增強細胞活性,提高機體對脂肪的代謝能力,減少細胞中的脂肪含量縮小脂肪細胞的體積,明顯降低體重,從而達到纖體瘦身的效果,並且有效降低血液中總膽固醇和甘油三酯的濃度,有預防疾病發生的作用。

維護卵巢

幹細胞遷移到卵巢,產生足量的新生卵巢細胞,補充卵巢細胞數量,維持卵巢的正常形態,從而防止卵巢萎縮變形。

新生的卵巢細胞可以對腦垂體促性腺激素作出及時、正確的反應,分泌足量的雌性激素,使體內激素水平處於平衡狀態。

回輸的幹細胞,可以改善女性因為卵巢功能衰退而帶來的各種困擾,消除更年期的各種不適症狀,使提前絕經或正常絕經不久的女性恢復月經,推遲更年期,從而抑制衰老,使女性朋友重獲青春健康之美。

幹細胞的研究任重道遠

不過,前進總是伴隨著問題。在幹細胞取研究得突破進步的同時也面臨著許多難以解決的問題。以帕金森病的治療為例,用幹細胞進行移植,首先從原料的取得上就比較困難,其次神經幹細胞在體外分離培養,保證細胞的數量和活性,其難度非常大。

幹細胞的移植效果很大程度上取決於植入的幹細胞在結構和功能上與宿主神經系統的整合程度。但是,在常規臨床應用中,還存在幹細胞在體內外定向誘導分化問題;幹細胞在體記憶體活時間及增殖能力問題;從動物實驗過渡到臨床應用機體差異性問題……還需要更深入研究。

幹細胞的應用研究關係到全人類對於重大疾病的療愈希望,為了使幹細胞更好的應用於實際,需要世界各地的科研團隊的共同努力。

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