什么是干细胞_干细胞有哪些作用

疾病 2年前 (2020-02-21) 236次浏览

奇迹般的治愈和身体自我治愈的想法有着特殊的魅力。干细胞研究使再生医学更近了一步,但许多想法和概念仍然存在争议。那么,什么是干细胞?为什么它们如此重要?

干细胞是一种可以发育成许多其他类型细胞的细胞。干细胞也可以通过分裂来自我更新,即使它们已经很长时间不活动了。

人体需要许多不同类型的细胞来发挥功能,但并不是每一种细胞都能完全形成并随时可用。相反,它产生具有广泛功能的干细胞。然而,干细胞需要成为一种特殊的细胞类型才能发挥作用。

当一个干细胞分裂时,新的细胞可能变成另一个干细胞或一个特定的细胞,如血细胞、脑细胞或肌肉细胞。

科学家称干细胞为未分化细胞,因为它可以变成任何细胞。相反,一个血细胞,例如,是一个“分化”的细胞,因为它已经是一种特定的细胞。

什么是干细胞_干细胞有哪些作用

干细胞的作用和重要性

在一些组织中,干细胞在再生中起着至关重要的作用,因为它们可以很容易地分裂以取代死亡细胞。

科学家们认为,了解干细胞的工作原理可能有助于治疗糖尿病和心脏病等疾病。

例如,如果一个人的心脏含有受损组织,医生可能会通过将实验室培养的干细胞移植到这个人的心脏来刺激健康组织的生长。这可能导致心脏组织自我更新。

发表在《心血管转化研究杂志》(Journal of Cardiovascular Translational Research)上的一项小规模研究对这种方法进行了测试。

结果显示,当医生将干细胞移植到受损区域时,心脏病发作引起的疤痕心脏组织的大小减少了40%。

医生们一直认为这种疤痕是永久性的,无法治愈的。

然而,这项小型研究只有11名参与者。这使得很难判断心脏功能的改善是由于干细胞移植还是由于其他原因。

例如,所有的移植都是在患者接受心脏搭桥手术时进行的,所以心脏功能的改善可能是由于搭桥手术而不是干细胞治疗。

为了进一步调查,研究人员计划进行另一项研究。这项研究将包括一组接受心脏搭桥手术但未接受干细胞治疗的心力衰竭患者作为对照组。

2016年发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的另一项研究表明,干细胞疗法可能成为个性化糖尿病治疗的基础。

在小鼠和实验室培养的细胞中,研究人员成功地从1型糖尿病患者皮肤的干细胞中提取出胰岛素分泌细胞。

华盛顿大学医学院(Washington University School of medicine)医学和生物医学工程助理教授、第一作者杰弗里·r·米尔曼(Jeffrey R. Millman)说:

“从理论上讲,如果我们可以用新的胰岛细胞来替代这些个体中的受损细胞——胰岛细胞的主要功能是储存和释放胰岛素来控制血糖——那么1型糖尿病患者就不再需要注射胰岛素了。”杰弗里·r·米尔曼

米尔曼希望这些干细胞衍生的细胞可以在3到5年内用于人体研究。

他说:“我们设想的是一种门诊手术,在这种手术中,某种充满细胞的设备将被放置在皮肤下。”

干细胞在开发新疗法方面有巨大的潜力。

科学家目前使用干细胞的一种方法是开发和测试新药。

科学家们通常用于这一目的的干细胞类型被称为诱导多能干细胞。

这些细胞已经经历了分化,但科学家利用病毒对它们进行了基因“重新编程”,使它们可以分裂成任何细胞。这样,它们就像未分化的干细胞。

科学家可以从这些多能干细胞中培养出分化的细胞,使之与癌细胞相似。制造这些细胞意味着科学家可以用它们来测试抗癌药物。

研究人员已经在用这种方法制造各种各样的癌细胞。然而,由于他们还不能以可控的方式制造出模拟癌细胞的细胞,因此并不总是能够精确地复制出结果。

当前的干细胞疗法有用吗

近年来,提供干细胞治疗的诊所已经开业。

2016年发表在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的一项研究发现,仅在美国就有570家这样的诊所。他们为从运动损伤到癌症等各种疾病提供干细胞治疗。

然而,干细胞治疗仍主要停留在理论层面,而非基于证据。

很少有干细胞治疗已经达到临床试验的早期阶段。科学家们正在对小鼠或培养皿进行目前的大部分研究。

尽管如此,美国食品和药物管理局(FDA)允许诊所给人们注射他们自己的干细胞,只要这些细胞仅仅是为了发挥它们的正常功能。

什么是干细胞_干细胞有哪些作用

干细胞来自哪里

科学家可以用不同的方法获取干细胞。

胚胎干细胞来自一个只有几天大的胚胎。

科学家可以从不同类型的组织中提取成人干细胞,包括大脑、骨髓、血管、骨骼肌、皮肤、牙齿、肠道、肝脏等。

羊水中含有干细胞。许多妇女选择在孩子出生之前进行羊膜穿刺术检查先天性残疾。如果医生保持液体,他们将来可以用它来治疗其他疾病,无论是在怀孕期间还是出生后。

诱导多能干细胞(iPS细胞)是科学家可以重新编程作为干细胞,用于再生医学的细胞。

收集干细胞后,科学家通常把它们储存在液氮中以备将来使用。

干细胞的伦理道德问题

从历史上看,在医学研究中使用干细胞一直存在争议。

这是因为在20世纪90年代末,当干细胞的治疗用途首次引起公众的注意时,科学家们正在从胚胎中提取人类干细胞。

许多人不同意将人类胚胎细胞用于医学研究,因为提取干细胞意味着破坏胚胎。

这就产生了复杂的问题,因为人们对人类生命的起源有不同的看法。

对有些人来说,生命从婴儿出生或胚胎发育成胎儿时就开始了。另一些人认为,人的生命始于受孕,因此胚胎与成人或儿童具有同样的道德地位和权利。

美国总统乔治·w·布什(George W. Bush)有着强烈的反堕胎宗教观点,他在2001年禁止为人类干细胞研究提供资金。

然而,奥巴马政府允许部分取消这些研究限制。

然而,到2006年,科学家们已经开始使用多能干细胞。科学家们并不是从胚胎干细胞中提取这些干细胞。因此,这项技术没有同样的伦理问题。

随着干细胞技术的进步,人们对干细胞研究的态度开始慢慢改变。

研究干细胞的作用和意义

干细胞研究正在帮助科学家们了解一个有机体是如何从一个单细胞发育而来的,以及健康细胞是如何取代人类和动物体内有缺陷的细胞的。

了解癌症

许多发生在人类身上的严重疾病,如癌症和先天性残疾,都是由于细胞分裂异常造成的。

对干细胞更好的理解可以帮助我们深入了解这些疾病是如何发生的,以及可能的治疗方案。

再生医学

2016年6月,两名研究人员在英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry)新兴技术竞赛的材料类竞赛中获得二等奖,他们创造了一种合成生物材料,这种材料可以刺激人牙齿上的干细胞。

研究人员认为,这种材料将取代填充物,因为干细胞将促使受损的牙齿自我愈合。

虽然在干细胞治疗成为常规医疗实践的一部分之前还需要更多的研究,但干细胞相关的科学一直在发展。

在几乎每一个治疗领域,医生们都希望干细胞技术能彻底改变治疗规范,至少引入一种新的个性化治疗标准,甚至可能引入自愈体。

这种情况何时会发生,还没有人准备好回答。

引用文献:

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