【春节特辑】干细胞科普小课堂：探索生命奥秘，点亮健康希望

“公道世间唯白发，贵人头上不曾饶。”唐代诗人杜牧的《送隐者一绝》一诗道尽人间芳华易逝的凄婉。时节不居，岁月催人老，返老还童是古人与今人共同的神话梦想。
从1988年10月6日罹患有范可尼再生障碍性贫血的马修·法罗 (Matthew Farrow)接受脐带血干细胞移植以来，干细胞疗法已经广泛被应用于各大疾病门类。将近四十年间，干细胞疗法为血液肿瘤（白血病、淋巴瘤、骨髓增生异常综合征等）、免疫系统疾病（系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等）、乃至渐冻症、帕金森病等难治性疾病给出了出人意表的治疗策略，挽救了数以万计的患者生命。
如何理解干细胞的特性？如何看待干细胞技术？干细胞的疗效究竟是一场“人造神话”还是确有其事？
让我们来简单梳理一下干细胞的基本概念、分类以及其在医疗领域的应用现状。相信读者应当能领略到干细胞治疗的魅力所在。
1.干细胞是什么？
干细胞是一类具有强力自我复制更新能力和多向分化潜能的特殊细胞。相较于高度分化的组织细胞，干细胞更加具有“原初性”。干细胞在动物体内广泛存在，在脐带血、羊水、胎盘、滑液、真皮、骨髓、外周血、脂肪及牙髓等部位都能提取到干细胞。经过特定的诱导条件可以分化为多种组织和细胞分化。
2.干细胞应当如何分类？干细胞大家族有哪些成员？
依据其发育阶段分类，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞，前者为胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞，具有发育全能性，在理论上可以诱导分化为机体中所有种类的细胞；后者为存在于已分化组织中的未分化细胞，通俗来讲可以理解为已经被分配到用人单位、但未定岗的应届生。
此外，还可依据其分化潜能大小分为全能干细胞、多能干细胞及单能干细胞。顾名思义，全能干细胞能分化为任何类型的细胞，是本领最全面的种类；多能干细胞则可以分化为多种类型的细胞（但并非全部），例如，造血干细胞可分化出至少12种血细胞，相当于某个专业领域的学术大牛，对该领域下的各种细分领域都有不俗的学术造诣；单能干细胞亦称专能干细胞或偏能干细胞，其只能向单一方向分化，产生特定类型的细胞，例如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞，其好比是某一细分领域的专家，毕生精力都贡献给了某一项高精专事业。
3. 干细胞如何修复受损组织、替代病变细胞？
干细胞具有高度增殖、自我更新和多向分化潜能，这就使得其具备在特定诱导条件下分化为各种组织和细胞的能力。
简单来说，干细胞可以替代受损/凋亡细胞，从而重建组织及器官能力；此外，干细胞（尤其是间充质干细胞）可以分泌包括VEGF、bFGF、IGF、G-CSF、SCF、LIF、M-CSF、IL-6和IL-11在内的多种细胞因子，发挥旁分泌作用，促进血管新生，调节免疫平衡，抑制病灶部位微环境的炎症水平。
4.干细胞对抗难治性疾病的战绩怎么样？
干细胞技术已经成为权威医疗机构集中力量攻关的临床研究项目之一，其不仅在肿瘤诊断治疗中大显身手，还有望作为靶向药物的良好载体，而组织再生/器官修复等再生医学领域也乐于拥抱干细胞技术。人们也逐渐开始关注干细胞对抗某些难治性疾病的效用，以下举出几例较为典型的应用。
干细胞与缺血性心脏病（IHD）：缺血性心脏病是由于心脏血流灌注减少，使得心肌氧供-氧需失衡，进而导致心脏不能正常发挥功能。研究人员利用多种来源的干细胞外泌体对IHD发病机制进行调控。外泌体携带有大量蛋白质、脂质、核酸和细胞代谢产物，可以有效调节细胞间信息交流。干细胞外泌体可在心肌缺血/梗死后通过传递miRNA和多种生物活性分子诱导心肌细胞增殖，改善心脏纤维化，增强缺血-再灌注过程。
干细胞与帕金森病（PD）：作为老年人群中较为常见的中枢神经系统退行性疾病，帕金森病的主要症状包括肢体震颤、肌强直、动作迟缓、姿势平衡障碍等运动症状以及睡眠障碍、嗅觉障碍、自主神经功能障碍、认知和精神障碍等非运动症状。研究人员采用牙髓干细胞（DPSCs）的细胞旁分泌途径分泌神经营养因子（ntfs）作用于神经元，释放神经递质作用于突触后膜上的相关受体传导兴奋，同时保护中脑神经元减少凋亡，抑制一氧化氮（NO）以避免硝化应激反应，有力改善了PD大鼠模型的运动功能障碍。
干细胞与阿尔茨海默症（AD）：阿尔茨海默症是典型的进行性神经退行性疾病，临床表现包括记忆力减退、认知能力下降、记忆障碍、失语、失用、失认等。研究机构普遍认为，氧化应激是阿尔茨海默病的主要发生机制，其导致β-淀粉样蛋白、线粒体功能、tau蛋白磷酸化，进而使神经元死亡/丢失。间充质干细胞可作用于氧化应激及突触损伤环节，抑制β-淀粉样蛋白积聚，并释放活性过氧化氢酶以保护神经元。
结语
干细胞技术已经取得了令人瞩目的成果，展望未来，随着干细胞临床研究的不断深入推进，我们有理由相信干细胞疗法将为更广泛的疾病门类带来新的诊疗策略。越来越多以干细胞技术为根基的“现货型”生物制剂将成为万千病患重获新生的助力。
参考文献
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