化发育再生各种组织器官和人体的潜在功能,也有人将它称作是“万能细胞”,“干什么都行的细胞”。
人体的干细胞有三种类型:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
全能干细胞就是可以分化-体各种组织的细胞,最终发育成一个完整的人。如人的胚胎干细胞,它可以无限增殖,分化成全身200多种细胞类型,并进一步形成机体的所有组织和器官。
多能干细胞具有分化出多种组织细胞的潜能,但不具备发育成完整个体的能力。就像骨髓多能造血干细胞一样,在一般的情况下,它可以分化成各种血细胞。
多能干细胞继续发育,就会生成更加专门化的细胞,那就是专能干细胞。专能干细胞的类型很多,有神经干细胞、皮肤干细胞、胰岛干细胞等等。
专能干细胞再进行增殖和分化,就成了终端细胞,如红细胞、白细胞、神经细胞、肌肉细胞等等。这些终端细胞失去了继续分化的能力,只能完成专门的生理机能。终端细胞经过一段时间之后,就会逐渐衰老、死亡,然后由专能干细胞产生出一批又一批新的终端细胞来进行补充,以满足机体活动的需要。正是由于人体中干细胞的不断分化与发育,才生成了人体中形形色色的组织和器官,构筑起了人机体的生命大厦。
医学临床前景广阔
干细胞的这种自我更新和多向分化潜能的特性是人生命形成、生存和发育的基础。医学科学家们对干细胞的产生、分化与发育的研究意义十分重大,它不但有助于帮助人们了解生命发生与人体发育、衰老的奥秘,而且还可以利用来自不同组织的干细胞培养再生为特定功能的干细胞或者相关的组织器官,然后通过移植和手术来治疗目前其它方法尚不能-的疾病。这种利用干细胞技术治疗疾病的办法,是医学史上的一次革命。
医学界研究干细胞的临床应用是从上个世纪的六十年代初期开始的。1967年,美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯教授发表研究报告,提出将正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍;1998年,美国的威斯康星大学的医学科学家成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖。这项进展使科学家们看到了干细胞生物工程的曙光,从而带动了世界范围内的干细胞研究热潮;1999年12月,干细胞研究进展被美国《科学》杂志评选为该年度世界十大科学进展之首;2000年,干细胞研究再次位列世界十大科技进展之中。
用干细胞来治疗疾病,主要是依靠移植技术来完成的。目前最成熟的造血干细胞移植主要有三种:
骨髓干细胞移植:通过多点骨髓穿刺,抽吸含造血干细胞的骨髓血混合液,约600至1000毫升,移植到病人身上。这是经典的移植方法,效果可靠。
外周血干细胞移植:使用药物动员剂促使造血干细胞从骨髓释放到外周血,然后通过血细胞分离机从循环血中收集造血干细胞,来进行移植治疗疾病。
脐带血干细胞移植:脐带血是指新生婴儿脐带在被结扎后存留在脐带和胎盘中的血液。虽然每个婴儿脐带中只有少量的血,但这些血液中含有大量的干细胞。与前二者相比较,脐带血干细胞的异体排斥反应小,免疫原性低,再生能力和速度是前二者的10~20倍,而且来源广泛,易于采集、费用也较低。
使用干细胞移植,需要通过检验,寻求相同的HLA配型。由于这个原因,干细胞库(包括资料库和实物库)应运而生,给许多患有原来判定为“不治之症”的人们带来了生命的福音。
临床应用干细胞移植技术治病,开始是在血液系统方面取得成效的。如白血病、再生障碍性贫血、地中海贫血、巨细胞球缺乏性血小板减少症等等。以后经医学科学家们不断研究,发现干细胞的应用越来越广泛。据近年的国内外报刊杂志介绍,免疫系统的疾病,如红斑狼疮、硬化症、类风湿性关节炎、复发性多软骨炎、神经系统的帕金森氏症、下肢缺血性疾病、阿尔茨海默病、心脑血管系统的心肌梗塞、冠心病、脑损伤、中风以及糖尿病、早期老年性痴呆等等,都可以用干细胞移植进行治疗。另外,还可以用它来培养和修复人的各种组织与器官,增强免疫力,延缓人体衰老。这一切都不是人们传说中的神话,而是我们身边已经发生、正在发生的现实。
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