机体的起源细胞是干细胞,它也是形成人体各种组织细胞的始祖细胞,而胚胎发育早期的中胚层则是间充质干细胞(MSCs)的来源,是一种异质性的细胞群体,机体内的MSCs包含自胚胎发育早期及之后不同发育阶段的干细胞及分化后代。
人体所有的组织几乎都含有间充质干细胞(MSCs),多种器官和组织中MSC含量丰富,如脂肪、牙髓、骨髓、胎盘和脐带等,普遍具有多向分化潜能、自我更新能力和免疫调节等功能。
依据www.ClinicalTrials.gov网站统计的数据表明,截至2022年3月,基于间充质干细胞的临床试验全球已注册1100项,80%以上的临床试验处于临床Ⅰ期和Ⅱ期,15%左右处于临床Ⅲ期阶段。
已完成的试验结果表明:间充质干细胞用于多种疾病的干预是安全和有效的,这些疾病类型包括克罗恩病、自身免疫性疾病、脊髓损伤、移植物抗宿主病、骨及软骨损伤修复、心血管疾病、糖尿病及其并发症等。目前,全球获批用于上述疾病的临床治疗间充质干细胞药物已有11种,但目前中国还没有间充质干细胞药物上市。
细胞技术,已然成了大众眼中人们干预疾病的新希望。
那么干细胞对抗疾病的背后机理是什么?这涉及干细胞的多向分化潜能、免疫调节细胞、细胞间物质传输与旁分泌作用四大作用机制。今天,我们先来了解下干细胞的多向分化潜能和免疫调节细胞两大作用机制吧。
一
多向分化潜能
我们知道,干细胞它是一类具有自我复制和多向分化能力的细胞。
通常认为干细胞具有两个能力——干性和功能性,它们相互牵制,彼消此涨。“干性”代表干细胞蓄势待发的分化能力,“功能性”代表干细胞朝着特定方向分化为成熟细胞的能力。
中胚层来源的间充质干细胞(MSC)作为一种“多向分化”的干细胞,它仍然保有较强的分化能力,干性强于功能性,这一点和造血干细胞稍稍不同,造血干细胞是功能性强于干性。
间充质干细胞是目前科学界得到最多研究的干细胞。间充质干细胞虽不能发育成完整个体,却能够多向分化产生多种类型细胞。
它不仅可以分化为同胚层来源的相关细胞、组织,如脂肪、骨骼、软骨等,近来的研究还发现,间充质干细胞还具有跨胚层分化的特点。比如分化为外胚层来源的神经细胞,内胚层来源的肺细胞等,多向分化的机制使得间充质干细胞在临床上应用组织再生的范围更加广阔。
多向分化机制能够帮助干细胞治疗哪些疾病?
作为新兴的医疗技术,很多人对干细胞能治疗哪些病症的了解十分有限,其实干细胞在临床应用上是非常广泛的,也代表了未来医疗发展的趋势。
目前,充分的科学研究已经证明,间充质干细胞由一个种子,可以通过多向分化机制,再生修复心肌细胞、肾细胞、胰岛细胞、血管内皮细胞、神经细胞、肝细胞、上皮细胞、肺细胞、肌腱细胞和软骨细胞等,用于改善或治疗心脑血管疾病、肾功能不全、I型糖尿病、神经退行性疾病、肝功能不全、皮肤伤损、肌腱损伤和骨关节炎等疾病。
二
免疫调节作用
间充质干细胞的免疫调节作用具有很强的可塑性,间充质干细胞发挥免疫调节作用, 主要通过两种方式: 一种是细胞与细胞间直接接触依赖的机制,另外一种是旁分泌细胞因子。
间充质干细胞(MSCs)无论对获得性免疫细胞包括B细胞和T细胞等,还是对固有免疫细胞包括自然杀伤细胞(NK细胞)、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞和肥大细胞等 ,都有较强的免疫调节作用。
固有免疫(innate immunity)是机体在种系发育和进化过程中形成的天然免疫防御功能,也称为非特异性免疫, 是机体抵御病原体入侵的第一道屏障, 具有非特异识别、反应快速、无免疫记忆、维持时间短和无细胞增殖等特点。
间充质干细胞(MSCs)通过旁分泌作用参与调控的固有免疫细胞类型包括自然杀伤细胞(NK)、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞等。
三
小结
由此可见,通过深入研究间充质干细胞的作用机制,可充分利用和发挥间充质干细胞生物学特性方面的优势,为疾病干预提供新的策略。
文章来源:锦时生物
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