科学热点干细胞与器官修复 [复制链接]

“人体的修理箱”——这是干细胞的一个热门标签。近年来，利用干细胞技术来修复器官组织成为科学发展的热点。

来源：国家科技部年5月10日

为何间充质干细胞能修复受损组织或器官？

间充质干细胞（MSC）来源方便，易于分离、体外培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍然具有干细胞特性，且间充质干细胞具有较低的免疫原性，能够减少移植排斥，因此在医学界被称为“万用细胞”，实现人体内“超级细胞工厂”的职责。凭借其强大的自我复制和多向分化能力，间充质干细胞（MSC）在适宜的体内或体外环境下可以分化为神经细胞、肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞和造血细胞等，并结合相应的分泌因子修复大脑、肝脏、心脏等。

干细胞修复器官的应用效果

1、干细胞修复胰岛损伤

糖尿病是一种慢性、全身性代谢疾病，胰岛β细胞功能异常导致的胰岛素分泌不足是I型和II型糖尿病的共同特征之一，许多患者需要终生使用胰岛素进行治疗。传统的治疗方法的作用是控制血糖、预防或者延缓糖尿病并发症的发生。

年3月19日，由中国科学院发表在《Cell》杂志上的一篇文章中，首次坚定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”，回答了长期以来胰岛中是否存在干细胞的争议。通过这类Procr+胰岛β干细胞和血管内皮细胞共同培养，可以再生出具有功能的胰岛类器官，为治愈糖尿病提供了一种可能。这种在体外重构的胰岛，包含了胰岛的所有细胞类型，在功能、形态、超微结构以及转录组方面，都与真正的小鼠胰岛非常相似，能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素。

2、干细胞修复骨关节软骨损伤

骨关节炎是目前骨科领域患病率最高、患者人群最广的一种慢性疾病。目前治疗骨关节炎的关键是防止软骨进一步磨损。由于软骨的再生能力极差，临床上一直没有较好的方法进行恢复性治疗。而关节腔内注射间充质干细胞，可以局部再生半月板、软骨内的软骨细胞，促进软骨再生，从而治疗骨关节炎，或者静脉输注间充质干细胞，刺激患者自身软骨细胞的再生，缓解骨关节炎，恢复骨关节功能，提高生活质量。

3、干细胞修复肝脏损伤

在人体所有器官中，肝脏的再生修复能力最强大。一项新的研究揭示了干细胞对于肝脏再生修复的重要意义。加州大学圣迭戈分校医学院的研究人员发现，“混合肝细胞”是肝脏具有强大再生修复功能的根本原因。而利用干细胞移植治疗肝脏损伤，是避免肝衰竭最安全的方式。体内静脉输注一定量的干细胞，在体内经诱导分化可以产生新的肝细胞，代替已经病变、坏死的肝细胞，改善肝脏功能，对脂肪肝、肝硬化，甚至肝癌等也有明显的预防功能。

4、干细胞修复肺部损伤

此次武汉新冠肺炎，部分重症患者在肺炎康复后，会患上肺纤维化的后遗症，让患者在未来的日子里痛苦不已。肺纤维化就是正常的肺泡被异常“疤痕”代替了，成了纤维样状，弹性下降，气体交换受阻。这种情况是不可逆的，“疤痕”只要存在，它就一直存在，不能消失，有活力的肺泡越来越少，除非有新肺泡细胞长出来。而体外回输的间充质干细胞，就可以通过其多向分化的机制，再生出新的肺泡，修复受损的肺组织，平衡肺部微环境，实现治愈肺纤维化的目标。

5、干细胞修复心脏损伤

心脏疾病之所以非常可怕，是因为当心脏出现问题时，大量心肌细胞会死亡，但又没有办法及时补充，于是便在心脏上留下疤痕，使得后期心脏功能受损，无法正常收缩，造成患者发病乃至死亡。

干细胞在治疗心脏疾病方面突破不断，继以色列科学家利用3D打印技术“制造”出了一颗可以跳动的心脏后，美国科学家在PNAS发表了最新的研究结果：心脏病发作之后，体内或者体外输入的干细胞可以再生出健康的心肌细胞，从而修复心脏，让心脏重新充满活力。

6、干细胞修复卵巢损伤

卵巢早衰（POF）是女性40岁前的持续性闭经或性器官萎缩等症状，发病机制十分复杂，尚未彻底清晰，目前临床上使用激素代替疗法为主，治疗效果具有一定的局限性，并且过量激素容易诱发癌症。

现在普遍接受，POF不是一个不可逆的过程，体外局部注射或者静脉输注的干细胞可以通过归巢迁移至患者卵巢，在早衰的卵巢内定向分化为卵细胞，并发挥功能，分泌雌激素，推迟女性更年期，延后绝经期，重新焕发青春风采。

7、干细胞修复前列腺损伤

前列腺炎是多种复杂原因引起的与炎症、免疫及神经内分泌相关的病理变化。临床表现上可以是尿道刺激症状和慢性盆腔疼痛，如排尿时有烧灼感、排尿疼痛和腹股沟不适等。

以前多采用常规药物暂缓病情，但不能治本，且这些药物的副作用极大。干细胞移植进入男性体内，可以直接作用于前列腺，激活前列腺细胞，在调节炎症的基础上，再生出新的前列腺细胞，代替凋亡的细胞，实现恢复男性健康的目的。

8、干细胞修复大脑损伤

局部注射一定量的干细胞，可以在体内补充带有干细胞标记的神经祖细胞，并经诱导分化为神经元，取代大脑中凋亡、衰老的神经元，改善记忆力，提高思维活力，预防神经退行性疾病的发生。

9、干细胞修复皮肤损伤

研究显示，间充质干细胞对辐射损伤皮肤的修复作用主要有两点，一是间充质干细胞能定向迁移至受损皮肤处直接分化为缺损细胞进行修复；二是间充质干细胞能够分泌血管生成素、转化生长因子等细胞因子，促进新生血管的形成、增加血液灌注，还能抑制炎症反应，刺激成纤维细胞增殖、迁移、分化，并促进皮脂腺、汗腺等腺体及肌肉组织的修复，多种机制共同促进辐射损伤皮肤的修复。

随着干细胞技术研究的不断深入，干细胞再生医学将越来越成熟，干细胞治疗疾病将越来越广泛，不仅仅作为工具和模型，更是作为“活”的药物，延长人类的寿命。干细胞在器官修复与再生领域已经成为一颗璀璨的明星，一旦干细胞可以自如修复器官，我们的生活将大有不同。