再生醫學和組織工程中的干細胞療法

干細胞療法是將新的成體干細胞引入受損組織以治療疾病或損傷。任何存在組織退化的疾病都可能成為干細胞療法的潛在候選者：阿爾茨海默病、帕金森病、脊髓損傷、心臟病、嚴重燒傷、糖尿病。干細胞可用于修復或替換受損神經元（再生脊髓），修復受損器官，如肝臟和胰腺。

干細胞移植 (SCT) 是現在優先于骨髓移植 (BMT) 使用的術語。干細胞的潛在用途包括恢復血細胞生成、用于組織修復的治療性克隆、和癌癥治療。

干細胞用于基礎研究，以闡明人類發育過程中發生的復雜事件，并了解癌癥的分子基礎、基因控制的分子機制。干細胞可以提供特定的細胞類型（多能干細胞）來測試新藥，并減少動物試驗。本文總結了干細胞療法的演變，以突出其重要性和進一步研究。

干細胞療法

在當代生物醫學研究中，最有前途、最令人興奮、最近興起的醫學科學分支受到越來越多的關注，人們的興趣也越來越大，它是干細胞療法（stem cell technology），它結合了細胞生物學家、遺傳學家和臨床醫生的努力。干細胞在硬化癥、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、1型糖尿病、帕金森病、阿爾茨海默病、心臟病（心肌梗塞、充血性心力衰竭）、燒傷、骨關節炎、網球肘、肩周炎、肌肉萎縮癥、先天性疾病、皮膚病。可以測試新藥對干細胞產生的組織的安全性和有效性在體外，無需在動物身上進行測試，從而加快藥物開發^[1-4]。

干細胞本質上是人體的組成部分。干細胞是一種未分化的空白細胞或前體細胞，具有不斷分裂（自我更新）和分化（發育）成任何種類的細胞/組織（如皮膚、肌肉或神經細胞等）的能力。在身體的不同部位發揮多種功能。干細胞具有生成用于移植的新健康組織以及再生或修復患病或受損細胞以及衰老細胞的非凡能力和潛力，可用于干細胞治療或再生醫學和組織工程。干細胞具有構建人體每個組織的能力，因此在未來的治療用途上具有巨大潛力^[3]。

干細胞的來源

再生醫學是一個新興的醫學領域，涉及對因疾病、外傷或先天性缺陷而受損的人體（或動物）細胞、組織或器官進行替換、改造或再生，以恢復或建立正常功能的過程。干細胞研究日新月異——生物體如何從單細胞發育而來？健康細胞如何替代成年生物體中受損的細胞？

干細胞有多種來源。胚胎干細胞來自三到五天大的人類胚胎，幾乎可以在體內產生任何其他類型的細胞，因此被稱為多能干細胞。成體（非胚胎）干細胞來自體內發育的組織和器官，并且具有誤導性的名稱，因為它們也存在于嬰兒和兒童中；修復和替換同一區域受損的組織。

例如，造血干細胞是一種在骨髓中發現的成體干細胞（可以制造新的紅細胞、白細胞和其他血細胞），已被用作骨髓移植（干細胞移植）來治療某些類型的癌癥。

誘導多能干細胞 (iPSC) 可以分化為體內所有類型的特化細胞。它們是通過對成體干細胞進行基因重編程而產生的，因此它們的行為類似于胚胎干細胞。來自臍帶血和羊水的干細胞（圍產期干細胞）具有轉變為特化細胞的能力^[5-7]。和其他血細胞）已被用作骨髓移植（干細胞移植）來治療某些類型的癌癥。成體干細胞不能像胚胎干細胞那樣分化成許多其他類型的細胞。誘導多能干細胞 (iPSC) 可以分化為體內所有類型的

干細胞的種類

有不同類型的干細胞在體內發揮不同的作用。據說受精卵是全能干細胞。它有可能產生構成胚胎和胎盤的所有類型的細胞和組織，以及所有胚胎后組織和器官（例如胚胎）。

多能干細胞是胚胎全能干細胞的后代，在出生后約4天發育受精，并可以分化成除全能干細胞和胎盤外的任何細胞類型。這些細胞可以重建生物體的大部分組織，但不是所有組織。（例如來自囊胚內細胞團的細胞）。多能干細胞是多能干細胞的后代，是特定組織中特化細胞的前身。它們可以分化成密切相關的細胞家族的多個特化細胞。

例如，造血干細胞主要存在于骨髓中，可產生所有血細胞（紅細胞、白細胞和血小板）。寡能干細胞能夠分化成少數細胞（例如淋巴樣細胞）。單能干細胞只能沿一種譜系分化（僅產生一種細胞類型），但具有自我更新的特性，這使它們有別于非干細胞（例如肌肉干細胞、心臟干細胞）^[5-7]。

多能胚胎干細胞來源于受精后5至8天發育中的胚胎胚泡的內細胞團。多能干細胞存在于發育中的原腸胚或源自多能干細胞，并且僅限于產生其各自胚層的細胞^[5]。

獨立于受精卵的干細胞可以通過稱為治療性克隆的技術產生，也稱為體細胞核移植。在這種技術中，包含遺傳物質的細胞核從未受精卵中取出，供體細胞的細胞核也被取出。然后將這個供體細胞核注射到卵子中，取代被移除的細胞核，這個過程稱為核移植，胚泡階段從發育中的卵子形成。這個過程產生了一系列與供體細胞在遺傳上相同的干細胞。 

最明確和最廣泛使用的干細胞治療是造血（或血液）干細胞移植。一些骨骼、皮膚和角膜損傷和疾病可以通過移植或植入組織來治療。干細胞的所有其他應用尚未在臨床試驗中得到證實，應被視為高度實驗性的 ^[8,9]。

結論

干細胞療法有可能為人類面臨的一些最具挑戰性的醫學問題找到解決方案，并影響整個醫療保健領域。再生醫學正在穩步發展和成熟。

1. Jesse K. Biehl BS, Brenda Russell. (2009) Introduction to Stem Cell Therapy. J Cardiovasc Nurs. 24(2):98-105.
2. Mao AS, Mooney DJ. (2015) Regenerative medicine: Current therapies and future directions. Proc Natl Acad Sci USA. 112(47):14452-59.
3. Porcellini A. (2009) Regenerative medicine: A review. Rev Bras Hematol Hemoter.31:63-66.
4. Mahla RS. (2016) RS. Stem cells applications in regenerative medicine and disease therapeutics. Int J Cell Biol.16-24.
5. Weissman IL. (2000) Stem cells: units of development, units of regeneration, and units in evolution. Cell. 100(1):157-68.
6. Moore KA, Lemischka IR. (2006) Stem cells and their niches. Science. 311(5769):1880-85.
7. Bajada S, Mazakova I, Richardson JB, Ashammakhi N.(2008) Updates on stem cells and their application in regenerative medicine. J Tissue Eng Regen Med. 2(4):169-83.
8. Gurtner GC, Callaghan MJ, Longaker MT. (2007) Progress and Potential for Regenerative Medicine. Annu Rev Med. 58:299-12.
9. Prockop DJ, Olson SD. (2007) Clinical trials with adult stem/progenitor cells for tissue repair: let’s not overlook some essential precautions. Blood. 109(8):3147-51.

免責說明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業觀點，不構成任何臨床診斷建議！如有版權等疑問，請隨時聯系我。