干細(xì)胞分哪些種類?其應(yīng)用有何差別?
隨著干細(xì)胞科技的發(fā)展,干細(xì)胞為人類抗衰老和許多難治性疾病的治療帶來了希望。美國總統(tǒng)奧巴馬甚至預(yù)言,干細(xì)胞將使人類絕癥不復(fù)存在。
既然干細(xì)胞如此重要,我們就有必要對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和了解。
事實(shí)上,干細(xì)胞分為很多種類,不同類型干細(xì)胞對(duì)人類健康的價(jià)值是不盡相同的。理解干細(xì)胞的分類,可以幫助我們了解哪些干細(xì)胞距離臨床應(yīng)用最近、哪些還在實(shí)驗(yàn)室階段、哪些臨床應(yīng)用的可能性較小。
首先看一下以不同方式劃分的干細(xì)胞類別:
【按發(fā)育階段劃分】
1.胚胎干細(xì)胞
2.圍產(chǎn)期干細(xì)胞
3.成體干細(xì)胞
【按分化潛能劃分】
1.全能干細(xì)胞
2.多能干細(xì)胞
3.單能干細(xì)胞
需要注意以上兩個(gè)劃分系統(tǒng)有重疊的部分,下面就來給大家詳細(xì)解釋——
【 一、按發(fā)育階段劃分 】
1、胚胎干細(xì)胞
胚胎干細(xì)胞最早是從小鼠胚胎中分離,后來在人類胚胎中也成功分離出來。胚胎干細(xì)胞具備最大的分化潛能,能分化為完整的人體。
胚胎干細(xì)胞具備最大的分化潛能
然而,胚胎干細(xì)胞直接用于人體,有形成畸胎瘤的風(fēng)險(xiǎn)。在臨床應(yīng)用方面,需要先將其誘導(dǎo)分化為所需要的功能細(xì)胞,然后移植入人體,替換受損傷的人體細(xì)胞。
目前,胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用存在的局限性是:
將胚胎干細(xì)胞分化為功能細(xì)胞操作流程復(fù)雜,成本高,誘導(dǎo)分化的細(xì)胞有發(fā)生免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)。目前,胚胎干細(xì)胞的臨床應(yīng)用主要有眼睛黃斑變性和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。胚胎干細(xì)胞的價(jià)值主要在基礎(chǔ)科研方面,尤其在發(fā)育領(lǐng)域表現(xiàn)突出。
2、圍產(chǎn)期干細(xì)胞
圍產(chǎn)期干細(xì)胞是從胎兒出生時(shí)附屬的臍帶血、臍帶、胎盤等組織中提取的干細(xì)胞,主要包括:造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、亞全能干細(xì)胞等。
造血干細(xì)胞屬于單能干細(xì)胞,只可分化為血液細(xì)胞,如紅細(xì)胞、白細(xì)胞等。因此,造血干細(xì)胞移植被用于治療白血病或免疫缺陷疾病。
間充質(zhì)干細(xì)胞和亞全能干細(xì)胞屬于多能干細(xì)胞,能夠分化為多個(gè)系統(tǒng)的組織細(xì)胞,如心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。因此在多個(gè)系統(tǒng)損傷的疾病治療中具有應(yīng)用潛力。
3、成體干細(xì)胞
成體干細(xì)胞是指從成人身體組織中提取的干細(xì)胞,例如骨髓、脂肪、神經(jīng)、皮膚等等。
成體干細(xì)胞的來源
成體干細(xì)胞是最早被用于疾病治療的干細(xì)胞,同時(shí)也是目前應(yīng)用最廣泛的干細(xì)胞。其中最早用于臨床的成體干細(xì)胞是大家都熟知的骨髓造血干細(xì)胞。早在1954年,骨髓造血干細(xì)胞就被用來治療白血病,也就是骨髓造血干細(xì)胞移植,這一治療方法為人類帶來了徹底治愈白血病的希望,因此獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
然而,如前文所述,造血干細(xì)胞是單能干細(xì)胞,只能分化為血液細(xì)胞,用于治療惡性血液系統(tǒng)疾病。此類疾病的發(fā)病率不高,在萬分之五左右,而造血干細(xì)胞移植風(fēng)險(xiǎn)很大且價(jià)格昂貴,所以大部分患者會(huì)先嘗試化療,效果不好再考慮干細(xì)胞移植。
后來,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)骨髓中不僅存在造血干細(xì)胞,還存在一種叫間充質(zhì)干細(xì)胞的多能干細(xì)胞。與造血干細(xì)胞不同,間充質(zhì)干細(xì)胞的應(yīng)用范圍要廣很多,能用于心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等多種系統(tǒng)疾病的治療。另外,單用造血干細(xì)胞移植治療白血病通常只有50%成功率,且常伴隨移植物抗宿主病。為此,美國Orisis公司開發(fā)了一款骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞藥物,名叫Prochymal,可以大大緩解抗宿主病的嚴(yán)重程度,提高患者的生存率。
需要特別注意,我國科學(xué)家韓忠朝院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的來自臍帶的間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)品,能將骨髓放射損傷患者單純造血干細(xì)胞移植的成功率從50%提升到89%,因此獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。在這個(gè)領(lǐng)域,我國的研究水平并不落后于世界發(fā)達(dá)水平。
韓忠朝教授團(tuán)隊(duì)獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)
此外,近些年成人脂肪組織中提取的干細(xì)胞也成為臨床應(yīng)用的熱點(diǎn)。此類干細(xì)胞的類型為間充質(zhì)干細(xì)胞,對(duì)組織損傷具有修復(fù)作用。2018年5月,歐盟批準(zhǔn)比利時(shí)公司的脂肪干細(xì)胞作為治療腸道克羅恩病合并瘺管的1類新藥。
其他成體干細(xì)胞如神經(jīng)干細(xì)胞、心臟干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞大多還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段,很少有臨床應(yīng)用的報(bào)道。
【 二、 按分化潛能劃分 】
1、全能干細(xì)胞
全能干細(xì)胞,即胚胎干細(xì)胞,在子宮中能發(fā)育為完整的個(gè)體。正如前文所述,胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用仍存在倫理爭議,其誘導(dǎo)分化的程序復(fù)雜,成本高,很難廣泛用于臨床治療。
2、多能干細(xì)胞
多能干細(xì)胞,即間充質(zhì)干細(xì)胞,來源廣泛,可分化為多個(gè)系統(tǒng)的功能細(xì)胞,如心肌細(xì)胞、血管細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等,對(duì)糖尿病、神經(jīng)損傷、骨關(guān)節(jié)炎、自身免疫性疾病等都有治療作用。
目前歐美日韓等國已批準(zhǔn)數(shù)十款間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)品用于臨床治療。間充質(zhì)干細(xì)胞可以直接用于人體,沒有排異反應(yīng),也無形成畸胎瘤的風(fēng)險(xiǎn)。所以,間充質(zhì)干細(xì)胞是應(yīng)用前景最廣泛的干細(xì)胞類型。
3、單能干細(xì)胞
單能干細(xì)胞也稱專能、偏能干細(xì)胞,此類干細(xì)胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化,如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞。單能干細(xì)胞是發(fā)育等級(jí)最低的干細(xì)胞。
【 三、 人工制備的干細(xì)胞 】
上文給大家介紹了干細(xì)胞的分類,相信大家會(huì)有系統(tǒng)的了解。需要補(bǔ)充的是,上文描述的是天然來源的干細(xì)胞類型。隨著科學(xué)的發(fā)展,目前也出現(xiàn)了人工制備的干細(xì)胞,即誘導(dǎo)多能干細(xì)胞和單倍體胚胎干細(xì)胞。
1、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是從人體分化成熟的功能細(xì)胞(如皮膚細(xì)胞和血液細(xì)胞)通過基因轉(zhuǎn)染使其逆轉(zhuǎn)為原始的全能干細(xì)胞。我國的科學(xué)家應(yīng)用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化為完整的小鼠,在這個(gè)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。
然而,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的制備技術(shù)復(fù)雜,成本高,而且與胚胎干細(xì)胞類似有成瘤、免疫排斥等不足,目前只有個(gè)別臨床應(yīng)用的報(bào)道,距離大規(guī)模臨床應(yīng)用還有很大距離。
2、單倍體胚胎干細(xì)胞
單倍體胚胎干細(xì)胞來自卵細(xì)胞或精細(xì)胞,包括孤雌干細(xì)胞和孤雄干細(xì)胞。由于單倍體細(xì)胞只具有一套染色體,有利于研究一些未知的隱性表型基因突變,因此它們在遺傳分析、基因功能與性狀研究中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。目前單倍體胚胎干細(xì)胞主要用于科學(xué)研究,尚未進(jìn)入臨床應(yīng)用。
結(jié)語
雖然都叫干細(xì)胞,但不同種類干細(xì)胞應(yīng)用的臨床價(jià)值和安全性存在很大差別。
愿大家看完本文后生出一對(duì)明亮的眼睛,一眼看透干細(xì)胞。