干细胞：研究、来源、治疗、类型、用途和功能

目录

事实

• 您应该了解的有关干细胞的事实
• 干细胞究竟有什么作用？

用途

• 为什么干细胞很重要？
• 干细胞能治愈哪些疾病？

来源

• 他们从哪里获得干细胞？

什么是胚胎干细胞

什么是胎儿干细胞

什么是成体干细胞

什么是外周血干细胞

什么是围产期干细胞

什么是诱导多能干细胞

争议

• 为什么围绕干细胞的使用存在争议？

干细胞疗法

• 目前可用的干细胞疗法有哪些？

FDA批准

• 干细胞疗法是否获得FDA批准？

您应该了解的有关干细胞的事实

• 干细胞是具有分化或发育成多种特定细胞类型潜力的原始细胞。
• 根据它们的来源和分化能力，有不同类型的干细胞。
• 骨髓移植是广泛使用的干细胞疗法的一个例子。
• 正在进行研究以确定干细胞疗法是否可用于治疗多种疾病，包括糖尿病、心脏病、帕金森病和脊髓损伤。

干细胞究竟有什么作用？

干细胞是有潜力发育成许多不同或特化细胞类型的细胞。干细胞可以被认为是原始的、“未特化”的细胞，它们可以分裂并成为身体的特化细胞，如肝细胞、肌肉细胞、血细胞和其他具有特定功能的细胞。

干细胞被称为“未分化”细胞，因为它们尚未确定形成特定组织或器官的发育路径。转变为特定细胞类型的过程称为分化。在身体的某些区域，干细胞会定期分裂以更新和修复现有组织。骨髓和胃肠道是干细胞发挥更新和修复组织作用的例子。

人类干细胞最好和最容易理解的例子是受精卵或受精卵：

• 受精卵是由精子和卵子结合形成的单个细胞。精子和卵子各自携带形成新个体所需的一半遗传物质。
• 一旦那个单细胞或受精卵开始分裂，它就被称为胚胎。一个细胞变成2个，2个变成4个，4个变成8个，8个变成16个，依此类推，迅速倍增，直到最终长成由许多不同种类的特化细胞组成的完整的复杂生物体。
• 那个有机体，一个人，是一个极其复杂的结构，由许多、许多、数十亿个细胞组成，这些细胞具有与你的眼睛、你的心脏、你的免疫系统、你的皮肤的颜色、你的大脑等不同的功能。
• 构成这些身体系统的所有特化细胞都是原始受精卵的后代，受精卵是一种干细胞，有可能最终发育成各种身体细胞。受精卵的细胞是全能的，这意味着它们可以发育成体内任何类型的细胞。

干细胞致力于分化或特化细胞的过程是复杂的，涉及基因表达的调节。正在进行研究以进一步了解干细胞成为特殊细胞类型所需的分子事件和控制。

为什么干细胞很重要？

干细胞代表了一个令人兴奋的医学领域，因为它们具有再生和修复受损组织的潜力。目前的一些疗法，例如骨髓移植，已经利用了干细胞及其再生受损组织的潜力。

其他正在研究的疗法包括将干细胞移植到受损的身体部位，并引导它们生长并分化为健康组织。

他们从哪里获得干细胞？

根据所需的类型和要治疗的疾病，干细胞可以从许多不同的来源获得。

最常见的干细胞来源包括：

• 胚胎干细胞
• 胎儿干细胞
• 成体干细胞
• 外周干细胞
• 围产期干细胞
• 诱导多能干细胞

胚胎干细胞

在胚胎发育的早期阶段，细胞保持相对未分化（不成熟），并且似乎具有成为或分化成体内几乎任何组织的能力。例如，从胚胎的一个部分取出的细胞可能已经成为眼睛的一部分，可以转移到胚胎的另一部分，并可能发育成血液、肌肉、神经或肝细胞。

早期胚胎阶段的细胞是全能的（见上文），可以分化成为任何类型的体细胞。大约7天后，受精卵形成一种称为囊胚的结构，其中包含大量最终成为胎儿的细胞，以及最终成为胎盘的滋养层组织。如果在这个阶段从囊胚中取出细胞，它们就被称为多能细胞，这意味着它们可以变成许多不同类型的人类细胞。这个阶段的细胞通常被称为囊胚胚胎干细胞。当任何类型的胚胎干细胞在实验室培养时，它们都可以无限分裂和生长。这些细胞被称为胚胎干细胞系。

胎儿干细胞

胚胎在发育第八周后称为胎儿。胎儿含有多能干细胞，最终发育成胎儿的不同身体组织。

成体干细胞

成体干细胞以少量存在于所有人体内。成体干细胞是我们在过去 30 年中能够在骨髓移植领域非常有效地操纵的一类细胞。这些干细胞的位置在很大程度上具有组织特异性。这些细胞通常不会产生身体的所有细胞，而是只能产生少数类型的细胞，这些细胞会发育成特定的组织或器官。因此，它们被称为多能干细胞。成体干细胞有时被称为成体干细胞。

成体干细胞的最好例子是血液干细胞（造血干细胞）。当我们提到骨髓移植、干细胞移植或血液移植时，被移植的细胞是造血干细胞或造血干细胞。这种细胞是一种非常罕见的细胞，主要存在于成人的骨髓中。

过去几年令人兴奋的发现之一是推翻了长期以来的科学信念，即成体干细胞是完全定型的干细胞。以前认为，造血干细胞或造血干细胞只能产生其他血细胞，而永远不会成为另一种类型的干细胞。现在有证据表明，这些定型成体干细胞中的一些可以改变方向，成为不同器官中的干细胞。

例如，有一些肝脏受损大鼠的骨髓移植模型，其中肝脏部分地用来自移植骨髓的细胞重新生长。使用干细胞修复受损组织是再生医学领域的一部分。可以进行类似的研究，表明许多不同的细胞类型可以相互衍生。似乎心脏细胞可以从骨髓干细胞中生长出来，骨髓细胞可以从肌肉干细胞中生长出来，而脑干细胞可以变成多种类型的细胞。

外周血干细胞

大多数造血干细胞存在于骨髓中，但少数存在于血液中。这意味着可以从抽取的血液样本中分离出这些所谓的外周血干细胞 (PBSC)。血液干细胞能够产生大量构成血液和免疫系统的非常不同的细胞，包括红细胞、血小板、粒细胞和淋巴细胞。

• 红细胞在全身携带氧气并赋予血液颜色。
• 血小板是细胞碎片，可以阻止人流血并帮助身体在切割时凝结和愈合。
• 粒细胞是一种有助于抵抗细菌感染的白细胞。
• 淋巴细胞是一种白细胞，是免疫系统的一部分，有助于抵抗其他感染，还可能参与预防癌症。

所有这些具有非常不同功能的非常不同的细胞都来自一个共同的、祖先的、专用于造血（造血）的干细胞。

围产期干细胞

脐带血和羊水中含有一些与新生儿基​​因相同的干细胞。与成体干细胞一样，这些是多能干细胞，可以分化成某些（但不是所有）细胞类型。出于这个原因，脐带血通常被储存或储存，以备日后个人需要干细胞治疗时使用。

诱导多能干细胞

诱导性多能干细胞 (iPSC) 是经过遗传转化为胚胎干细胞样状态的成体细胞。人类 iPSC 可以分化并成为多种不同的胎儿细胞类型。iPSCs是研究疾病发展和药物治疗的重要辅助工具，它们可能在移植医学中有未来的用途。有关这些细胞的开发和使用的进一步研究正在进行中。

为什么围绕干细胞的使用存在争议？

胚胎干细胞和胚胎干细胞系在其使用或不使用的伦理问题上受到了公众的广泛关注。显然，由于在实验室中培养和分化这些胚胎干细胞，有望取得大量治疗进展。同样清楚的是，每个胚胎干细胞系都来源于通过体外受精 (IVF) 或克隆技术产生的人类胚胎，以及所有随之而来的伦理、宗教和哲学问题，这取决于一个人的观点。

目前可用的干细胞疗法有哪些？

干细胞在治疗中的常规使用仅限于来自骨髓、外周血或脐带血的造血干细胞（造血干细胞）。骨髓移植是最常见的干细胞疗法形式，也是唯一常用的干细胞疗法。它用于治疗血细胞癌（白血病）和其他血液和骨髓疾病。

在骨髓移植中，患者现有的白细胞和骨髓被化学疗法和放射疗法破坏。然后，将来自健康、免疫匹配的供体的骨髓样本（含有干细胞）注入患者体内。移植的干细胞在接受者的骨髓中生长并开始产生新的健康血细胞。

脐带血干细胞和外周血干细胞也可以用来代替骨髓样本，在骨髓移植过程中重新填充骨髓。

干细胞疗法是否获得FDA批准？

美国食品和药物管理局 (FDA) 已经批准了几种针对某些疾病的干细胞疗法。然而，许多干细胞疗法仍处于实验阶段，尚未得到充分测试。尽管销售未经证实的干细胞疗法，但 FDA 已对提供这些未经批准的疗法的诊所采取行动。

FDA批准的一种常见干细胞疗法包括造血干细胞移植 (HSCT)，它需要移植干细胞来治疗骨髓和血液中发生的疾病。

干细胞能治愈哪些疾病？

干细胞疗法是生物医学研究中一个令人兴奋和活跃的领域。科学家和医生正在研究干细胞在治疗各种疾病和损伤的疗法中的用途。干细胞疗法要取得成功，必须考虑几个因素。必须选择合适类型的干细胞，并且干细胞必须与接受者相匹配，这样它们才不会被接受者的免疫系统破坏。开发一种能够将干细胞有效输送到体内所需位置的系统也很重要。最后，设计“开启”和控制干细胞分化并确保它们发育成所需组织类型的方法对于任何干细胞疗法的成功都至关重要。

研究人员目前正在研究在许多情况下使用干细胞再生受损或患病的组织，包括：

• 心脏病
• 帕金森病
• 脊髓损伤
• 糖尿病
• 肌萎缩侧索硬化
• 关节炎
• 烧伤

参考资料：

Aly, RM “干细胞疗法的现状：概述。” Stem Cell Investig 7 (2020(: 8.美国。国立卫生研究院。“干细胞信息”。<http://stemcells.nih.gov/>。

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