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科普:神奇的干细胞

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发布时间:
2020/09/04 09:57
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人类漫长的旅程始于一颗细胞,人体是由各种各样不同的细胞组成,成年人体内约有200多种细胞类型,细胞数量达到40-60万亿。细胞是人体结构和功能的基本单位,形态相似和功能相关的细胞结合起来成为组织,进而再形成器官、系统。各个系统分别具有不同的功能,维持人体的正常生存和活动。

 

人体是由来源于父体的精子同母体的卵细胞结合形成受精卵,逐步发育而成。受精卵是形成人体的第一个细胞,能发育成为一个完整的人体。受精卵一分为二,二分为四,不断分裂,当分裂成16到32个细胞时,称为桑椹胚,到了32个以上细胞的阶段,则称为囊胚。囊胚阶段的内细胞团被称为胚胎干细胞。胚胎干细胞是一种高度未分化细胞,可分化为体内所有200多种细胞类型。
 
人体内的某些组织中还存在一些未分化的细胞,这些细胞具有自我更新和多向分化潜能,我们称之为成体干细胞,皮肤、脂肪、骨髓、脐带和胎盘中就存在这些保留了干细胞特征的原始细胞。相对于胚胎干细胞,成体干细胞的分化潜能相对较弱,通常只能定向分化成特定的组织和器官。比如,皮肤中存在的成体干细胞,一方面可以分化为新的皮肤干细胞,另一方面,当皮肤组织受到外伤、老化、疾病等损伤时,可以分化为新的皮肤细胞,以保持机体平衡。
 
现在,科学家还能在体外利用基因改造技术,将基因导入已经分化成熟的细胞中,例如皮肤细胞,改变其遗传特性,逆转成为类似于胚胎干细胞那样具有高增殖活性和多向分化潜能的细胞。我们称这种细胞为诱导多能干细胞,即iPS细胞。
 
理论上iPS细胞也能发育成人体内所有的细胞类型。科学家们研究干细胞,了解他们分化成为其他细胞的原因及机理,就可以利用干细胞来治疗因为外伤、衰老、疾病等损伤的细胞、组织或器官。
 
那么,干细胞治疗疾病的机理有哪些呢?
 
首先,干细胞可以替代和修复死亡和受损伤的细胞。干细胞具有“趋化性”,即干细胞会“有目的”地迁移到相应的病灶或细胞损伤处,替代和修复死亡或受损伤细胞,直接起到修复损伤组织的作用。
 
其次,干细胞具有强大的“旁分泌”作用。干细胞能分泌各种机体所需神经营养因子、抗凋亡因子等,参与血管生长、骨修复、造血调控、神经营养等等,改善机体各个系统的机能。
 
第三,外源性干细胞能激活我们体内休眠和处于抑制状态的干细胞,使体内干细胞数量增加,恢复干细胞的早期质量,让他们重新发挥正常功能。

 

第四,干细胞能促进细胞间的电能力、电传导的恢复。比如成体干细胞中有一种我们称之为间充质干细胞,其能分泌连接蛋白帮助细胞间连接、促进电离子通道的开放等,并已在很多疾病中得到应用。
 

此外,干细胞可以通过其免疫调节机制,参与塑造和调控局部免疫微环境,在免疫紊乱疾病中发挥重要作用。

 

干细胞技术又称为再生医疗技术,是通过对干细胞进行分离、体外培养定向诱导甚至基因修饰等过程,培育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由于干细胞具有极大的应用潜力,随着干细胞技术的发展,干细胞有望在不远的将来解决许多医学难题。

 

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