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“科普|诱导多能干细胞的“重生密码”以及临床治疗应用前景!

2020-07-27 来源: 分享
想要搞清楚诱导干细胞,我们还得先知道,什么是干细胞。

 
干细胞是人体中具有增殖和分化能力的一类多潜能细胞。在一定的条件下,该类细胞可以从单一细胞分化为多种不同细胞。它就像植物的末端,既能长成叶子,也能开出花朵。假如干细胞难以分化出新的细胞,那么像一些肢体受伤、器官病变、皮肤疤痕等人类疾病或损伤,也将无法恢复原状。
 
 
干细胞的分类
 
知道什么是干细胞后,我们再来看看干细胞是如何分类的。
 
根据分化能力的不同,干细胞可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。全能干细胞,比如受精卵,是干细胞的最高状态,它能最终发育成完整个体以及胚外组织;多能干细胞,如胚胎干细胞,是具有无限增殖和多向分化潜能的干细胞,可以分化成个体的所有器官和组织;单能干细胞,如造血干细胞、神经干细胞,仅具有分化为有限的几种密切相关的细胞类型。
 

 
人们通常认为,干细胞一旦分化,便再也无法恢复原有状态。但在2006年,日本京都大学教授山中伸弥教授打破了这个“自然铁律”。他把小鼠皮肤中的成纤维细胞成功诱导为类似胚胎干细胞的多能干细胞。这种诱导性多能干细胞(iPS)的问世,意味着人体内高度分化的细胞也可以“逆转”为多能干细胞,用于包括“人造头皮”、器官再生等领域的临床治疗,来补充天然干细胞来源的不足。这一重大发现也让山中伸弥获得2012 年诺贝尔生理学或医学奖,尤其领导的京都大学iPS细胞研究所也在国际上享有崇高地位。
 
 
治疗帕金森临床试验效果显著
 
技术上的突破会催生更广泛的应用。而全世界科学家都为之努力的诱导多能干细胞疗法,也为临床上的病人带来新的希望。
 
以帕金森症为例。帕金森症是一种慢性的退行性神经系统疾病,它的主要病理改变是脑部分泌多巴胺的神经细胞死亡。它会影响身体的运动系统,经常导致病人手脚颤抖、身体僵硬和行动迟缓等。根据帕金森氏症基金会的数据,全世界大约有1000万人患有此病。该基金会表示,此前可用的治疗方法只能表面上“改善疾病发生的症状,但无法减缓或停止疾病的恶化”。
 
然而近日,美国每日健康新闻报道了“帕金森患者接受首次干细胞治疗后病情好转”的案例。据报道,科学家通过诱导多能干细胞技术,将一位名为George·lopez的患者自身的皮肤细胞在体外培养产生了诱导性多能干细胞,随后将诱导多能干细胞分化成中脑多巴胺能前体细胞。经过检测后,患者特异性多巴胺能前体细胞具有黑质致密部神经元的表型特性,在人源化小鼠模型的实验中显示这些细胞缺乏免疫原性。
 

 
随后,这些细胞被分两次间隔6个月植入到这名帕金森患者体内,移植部位分别为左半球和右半球的壳核,同时病人未接受免疫抑制治疗。正电子发射断层扫描显示,移植物稳定存活在病人体内。
 
经过移植治疗18-24个月后,这名患者的帕金森临床症状趋于稳定。患者的主治医生表示,“干细胞移植治疗已经两年了,病人没有发生严重的副作用事件。帕金森临床症状目前趋于稳定,甚至有所好转。”
 
上述手术于2017年1月通过了FDA的审批,FDA也给这项只有一个病人的特殊手术开启了绿灯审批。目前来看,该案例证明干细胞移植治疗具有可行性和安全性,也给予帕金森患者很大的鼓舞。然而就广泛推广而言,这一治疗方法仍需漫长探索。
 
 
临床治疗应用前景广阔
 
由于能够避免移植物对宿主引起的免疫性疾病,诱导多能干细胞除了临床应用于帕金森症状外,还在组织工程学、再生医学、细胞替代治疗及药物研发领域也有着广阔的应用前景。
 
举个例子,东京大学教授Keisuke Tateishi等人在2008年利用诱导多能干细胞技术产生了能分泌胰岛素的细胞。这证明了诱导多能干细胞有分化为胰岛β细胞的能力。将这种细胞移植到患者体内,能为I型糖尿病的治疗提供了一种可能的途径。对于全球近三亿糖尿病患者来说,诱导多能干细胞技术或将为它们找到彻底根治病患的解决方案。
 
 
此外,在神经修复方面,有研究人员表示可利用诱导多能干细胞来修复受损耳蜗神经元。他们观察了利用诱导多能干细胞技术培养出的耳蜗神经细胞存活情况,并进行体内试验,发现移植7天后的神经元基因竟然开始表达。这一研究也正式表明,诱导多能干细胞可作为一种再生资源来修复和移植受损的耳蜗神经。
 
而在烧烫伤、心血管疾病、遗传病、视网膜病变、脑神经等疾病治疗方面,诱导多能干细胞技术也可发挥巨大作用,但目前相关技术仍未成熟,有待科研人员进一步探索。

文章来源于:网络

 

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