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间充质干细胞发现历史-看完全懂了

2019-01-25 09:55:30        来源:恒峰干细胞

       间充质干细胞,又称多潜能基质细胞,简称MSCs,是属于中胚层的一类多能干细胞,主要存在于结缔组织和器官间质中,包括:骨髓、胎盘、脂肪、粘膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等组织以及羊水、羊膜、脐带等。在适宜条件下可分化为脂肪、骨、软骨等多种组织细胞。

先来几张图看看间充质干细胞的一些神奇特质:

①体外培养的间充质干细胞迅速增值,并争先恐后地去抢占地盘,这种“定向迁移”的能力,对损伤修复至关重要:

间充质干细胞

②哪里有血管,哪里就有间充质干细胞:

(图中灰色管状是毛细血管,红色是间充质干细胞)

间充质干细胞

③如下图,将活细胞染为红色,死亡的心肌细胞染为青色,间充质干细胞不断迁移,箭头所指部位间充质干细胞逐渐与死亡细胞融合成为双核,400分钟时死亡的心肌细胞开始奇迹般地复活:


间充质干细胞


④间充质干细胞可以沿着胶原纤维等胞外基质四处爬行:

间充质干细胞

1976年,Freidenstein首次发现骨髓间充质干细胞。后研究发现间充质干细胞具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等潜能。间充质干细胞被认为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、造血干细胞之后的又一科研热点,是一种能够治疗多种系统疾病的“实用型干细胞”:

1999年

美国Horwitz等用间充质干细胞治疗小儿成骨不全和Ⅰ型胶原缺乏

2002年

美国O·N·Koc等用间充质干细胞治疗粘多糖病

2003年

意大利Mazzini等用间充质干细胞治疗肌营养不良性侧索硬化症

法国Fouillard等用间充质干细胞治疗再生障碍性贫血

2005年

美国用间充质干细胞治疗股骨头坏死

韩国用间充质干细胞治疗脑中风

俄罗斯M·F·Rasulov等用间充质干细胞治疗皮肤烧伤

……

2011年

解放军463医院利用间充质干细胞治疗229例脑瘫患者,患者日常生活能力提高,效果明显;

2014年

18例再障贫血患者接受广州第十二人民医院的间充质干细胞治疗,总有效率达72.2%

2015年

神经再生胶原支架结合间充质干细胞治疗脊髓损伤进入临床研究

2016年

北医三院利用胎盘间充质干细胞治疗早衰症

……

间充质干细胞的基本特性包括:

1)强大的增殖能力和多向分化潜能:在适宜的体内或体外环境下分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞、基质细胞等多种细胞的能力。

2)免疫调节功能:通过细胞间的相互作用及产生细胞因子干扰树突状细胞功能并抑制T细胞的增殖及其免疫反应,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,多次传代扩增后仍具有干细胞特性。

以上是对于间充质干细胞的通常看法,随着研究深入发现间充质干细胞在医疗中的价值远远高过胚胎干细胞、多效诱导多能干细胞等“干细胞明星”,有必要对其进行重新认识:

1、组织支持的"土壤细胞":

间充质干细胞是一种滋养层细胞,可能存在于所有组织中,支持多种细胞的生存和生长,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、组织修复的“微药厂”:

间充质干细胞在体内发生炎症损伤,释放出炎症信号时,持续地分泌相关抗炎性分子、抗凋亡分子等,在体内形成一个促进组织修复及再生的微环境;

3、信号开关功能:

间充质干细胞可能具有自身开/关调控机制,而这个调控机制的关键可能在于体内是否存在有炎症信号;

4、抗菌作用:

间充质干细胞可以分泌一种被称为hCAP-18/LL37具有抗菌作用的抗菌肽;

5、纤维化作用:

可以修复血管纤维化、肝纤维化、肺纤维化等;

6、抗排斥作用:

间充质干细胞可以抑制GVHD(移植物抗宿主反应),能够促进造血干细胞植入,还可以降低细胞或器官移植后的免疫排斥反应;

7、激活内源性干细胞

同种异基因移植间充质干细胞,主要通过分泌细胞因子调节微环境,激活内源性干细胞发挥组织修复作用;

8、“一过性”使命:

同种异基因移植间充质干细胞,必要时可以直接参与组织分化与修复,在完成使命后逐步被内源性组织细胞替换,并不长期滞留体内;

9、超级起始材料:

间充质干细胞体外扩增方便,具有多潜能性,可望成为组织工程、细胞重编程,以及细胞转分化理想的起始材料;

10、伴随生命全过程:

有了间充质干细胞,才有组织发生:单细胞生物只有集落,原肠胚阶段的生物有内胚层和外胚层,仍没有组织分化,每个细胞都可以独立生存;当生命进化或发育到三胚层阶段真正意义上的组织才诞生,而间充质干细胞就起源于中胚层;

11、身体的脚手架:

间充质干细胞是组织的建造者和功能维持者:间充质干细胞在组织形态发生中负责搭建脚手架,分化出骨骼、软骨、脂肪、纤维等结缔组织,构成器官发育框架结构;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营养;

12、建造细胞微环境:

间充质干细胞是各种细胞niche的建造者和维护者:机体各种细胞处在特有的niche之中才能够正常发挥功能,间充质干细胞负责建造各种niche、并分泌所需的各种因子维护其功能,如:肌细胞niche、神经细胞niche、造血干细胞niche、上皮细胞包niche、肿瘤细胞niche等等;另一方面,间充质干细胞还通过免疫调节作用隔离不同niche,避免不同性质niche的相互冲突;

13、组织功能维护者:

间充质干细胞是维护组织功能的基础,任何疾病都与间充质干细胞有直接关系:各种物理、化学、生物因素均直接和间接作用在组织的脚手架和细胞niche上,从而引起损伤、感染、过敏、坏死、免疫力下降、内分泌紊乱、神经失调、衰老、癌变等等。

14、遍布所有组织:

间充质干细胞与血管相伴,存在于机体所有的组织、组织液和分泌物中:除了骨髓间充质干细胞、胎盘干细胞、脂肪干细胞、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、乳汁干细胞、尿液干细胞等等均含有或本身就是间充质干细胞;
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