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间充质干细胞发现历史概述,看完全懂了!

2021-03-02 17:50:23 3700

间充质干细胞,又称多能基质细胞,简称MSCs,是一种属于中胚层的多能干细胞,主要存在于结缔组织和间质器官中,包括骨髓、胎盘、脂肪、粘膜、骨、肌肉、肺、肝、胰腺等组织以及羊水、羊膜和脐带。在合适的条件下,可以分化为脂肪、骨骼、软骨等组织细胞。

我们来拍几张图,看看间充质干细胞的一些神奇品质:

(1)体外培养的间充质干细胞迅速增值,争抢地盘。这种“定向迁移”能力对损伤修复非常重要;

②有血管的地方就有间充质干细胞;

(图中灰色管为毛细血管,红色为间充质干细胞)

③如下图所示,活细胞染成红色,死心肌细胞染成青色,间充质干细胞不断迁移,箭头所示位置的间充质干细胞逐渐与死细胞融合成为双核,死心肌细胞在400分钟开始奇迹般的复活:

④间充质干细胞可沿胶原纤维等细胞外基质爬行;

1976年,弗赖登斯坦首次发现骨髓间充质干细胞。经研究发现,间充质干细胞具有多向分化、造血支持、促进干细胞植入、免疫调节和自我复制的潜能。间充质干细胞被认为是最接近临床应用的干细胞产品。

间充质干细胞是继胚胎干细胞和造血干细胞之后的又一研究热点,是一种可以治疗多种全身性疾病的“实用干细胞”:

1999年

Horwitz等利用间充质干细胞治疗儿童成骨不全和ⅰ型胶原缺乏症

2002年

O.N. KOC等利用间充质干细胞治疗粘多糖病

2003年

意大利的Mazzini等人用间充质干细胞治疗肌肉营养不良性侧索硬化症

法国人Fouillard等人用间充质干细胞治疗再生障碍性贫血

2005年

美国骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死

韩国间充质干细胞治疗中风

俄罗斯医学基金会拉苏洛夫等人使用间充质干细胞治疗皮肤烧伤

……

2011年

中国人民解放军463医院对229例脑性瘫痪患者进行了骨髓间充质干细胞治疗,改善了患者的日常生活能力,效果明显。

2014年

广州市第十二人民医院应用间充质干细胞治疗再生障碍性贫血患者18例,总有效率为72.2%

2015

神经再生胶原支架联合间充质干细胞治疗脊髓损伤的临床研究

2016年

北京医科大学第三医院用胎盘间充质干细胞治疗早衰

……

间充质干细胞的基本特征包括:

1)强大的增殖能力和多向分化潜能:在合适的体内或体外环境中分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞、基质细胞等细胞的能力。

2)免疫调节功能:通过细胞间的相互作用和细胞因子的产生,干扰树突状细胞的功能,抑制T细胞的增殖和免疫反应,从而发挥免疫重建的功能。

3)来源多样,取材方便,易于分离、培养、扩增和纯化,经过多代扩增仍具有干细胞的特性。

以上是对间充质干细胞的一般看法。随着研究的深入,发现间充质干细胞在医疗上的价值远高于胚胎干细胞、多能诱导多能干细胞等“干细胞之星”,因此有必要对其进行重新认识:

1.“土壤细胞”:

间充质干细胞是滋养层细胞,可能存在于所有组织中,支持各种细胞的存活和生长,包括造血细胞、胚胎干细胞、肿瘤细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞等;

2.用于组织修复的“微型制药厂”:

间充质干细胞在体内释放炎症信号时,不断分泌抗炎分子和抗凋亡分子,形成微环境,促进体内组织修复和再生;

3.信号开关的功能:

间充质干细胞可能有自己的开/关调节机制,这种调节机制的关键可能是体内是否存在炎症信号;

4.抗菌效果:

间充质干细胞可以分泌一种抗菌肽,称为hCAP-18/LL37,具有抗菌作用。

5.纤维化:

可修复血管纤维化、肝纤维化、肺纤维化等。

6.抗排斥效应:

间充质干细胞可以抑制GVHD(移植物抗宿主反应),促进造血干细胞植入,减少细胞或器官移植后的免疫排斥反应。

7.激活内源性干细胞

间充质干细胞同种异体移植主要通过分泌细胞因子调节微环境,激活内源性干细胞在组织修复中发挥作用;

8、“一次性”任务:

异基因移植的间充质干细胞在必要时可以直接参与组织分化和修复,完成使命后逐渐被内源性组织细胞替代,不在体内长时间停留;

9.超级起始材料:

间充质干细胞易于体外扩增,具有多潜能,有望成为组织工程、细胞重编程和细胞转分化的理想起始材料

10、伴随生命的全过程:

间充质干细胞有组织生成:单细胞生物只有菌落,原肠胚期生物有内胚层和外胚层,但仍没有组织分化,每个细胞都可以独立存活;当生命进化或发育到三胚层阶段,真正的组织就诞生了,间充质干细胞起源于中胚层。

11.身体的脚手架:

间充质干细胞是组织的构建者和功能维护者:间充质干细胞负责在组织形态发生中搭建支架,分化为骨、软骨、脂肪、纤维等结缔组织,构成器官发育的框架结构;而且间充质干细胞可以分泌数十种因子,为各种分化细胞提供所需的营养;

12、构建细胞微环境:

间充质干细胞是各种细胞生态位的构建者和维护者:体内的各种细胞只有在特殊的生态位才能正常发挥功能。间充质干细胞负责构建生态位,分泌维持其功能所需的各种因子,如肌肉细胞、神经细胞、造血干细胞、上皮细胞和肿瘤细胞。另一方面,间充质干细胞也通过免疫调节隔离不同的生态位,避免不同性质的生态位之间的冲突;

13、组织职能维护员:

间充质干细胞是维持组织功能的基础,任何疾病都与间充质干细胞直接相关:各种物理、化学、生物因素直接或间接作用于组织支架和细胞小生境,导致损伤、感染、过敏、坏死、免疫力下降、内分泌紊乱、神经紊乱、衰老、癌变等。

14、全组织:

间充质干细胞与血管有关,存在于机体的所有组织、组织液和分泌物中:骨髓间充质干细胞、胎盘干细胞、脂肪源性干细胞、子宫内膜干细胞、外周血干细胞、毛囊干细胞、牙髓干细胞、粘膜干细胞、羊膜干细胞、乳干细胞、尿干细胞等。都含有或本身是间充质干细胞;

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