什么是干細(xì)胞？

干細(xì)胞是身體的天然水庫——補(bǔ)充已經(jīng)耗盡或受損的特化細(xì)胞。我們體內(nèi)都有干細(xì)胞在工作。現(xiàn)在，在您的骨髓中，干細(xì)胞正忙于制造您每天所需的 1000 億個(gè)新血細(xì)胞！

我們需要一直制造新細(xì)胞，以保持我們的身體機(jī)能。一些特化細(xì)胞，如血細(xì)胞和肌肉細(xì)胞，無法通過細(xì)胞分裂復(fù)制自身。相反，它們是由干細(xì)胞群補(bǔ)充的。

干細(xì)胞的類型及其用途

干細(xì)胞具有獨(dú)特的能力，可以在每次分裂時(shí)產(chǎn)生自身的副本（自我更新）和其他更特化的細(xì)胞類型（分化）。因此，干細(xì)胞對(duì)于維持血液、皮膚和腸道等組織的持續(xù)更新（細(xì)胞更換）和肌肉至關(guān)重要，這些組織可以根據(jù)身體的需要建立起來，并且經(jīng)常在體力消耗過程中受損。

并非所有干細(xì)胞都來自早期胚胎。事實(shí)上，我們一生中都有干細(xì)胞。考慮干細(xì)胞的一種方法是將它們分為三類：

1、胚胎干細(xì)胞：從早期胚胎中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中生長。

2、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞：或“重編程”干細(xì)胞：類似于胚胎干細(xì)胞，但使用2006年發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)從成體特化細(xì)胞制成。

3、組織干細(xì)胞：組織干細(xì)胞也叫成體干細(xì)胞，是已進(jìn)入機(jī)體擔(dān)負(fù)著構(gòu)建某種細(xì)胞組織功能的細(xì)胞。在胎兒、兒童或成年人的骨髓、肌肉、神經(jīng)、上皮等組織中，均存在有組織干細(xì)胞。

如何比較所有這些干細(xì)胞類型？

干細(xì)胞是疾病研究的重要工具，具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。

一些成人干細(xì)胞來源目前用于治療，盡管它們有局限性。使用由胚胎干細(xì)胞制成的細(xì)胞的首次臨床試驗(yàn)剛剛結(jié)束，但在批準(zhǔn)用于更多患者的任何療法之前還需要進(jìn)一步研究。

同時(shí)，誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞已經(jīng)在研究中發(fā)揮了重要作用，但在考慮用于臨床之前還需要做大量工作。

這在涉及 ESC 或 iPSC 的臨床試驗(yàn)中也有所體現(xiàn)：雖然 ESC 用于多項(xiàng)治療疾病的臨床試驗(yàn)，但iPSC迄今為止僅用于一項(xiàng)治療年齡相關(guān)性黃斑變性 (AMD) 的研究，該研究目前正在進(jìn)行抓住。所有其他臨床試驗(yàn)都涉及從患者細(xì)胞中提取 iPSC，用于疾病建模、藥物測試或增加我們對(duì)該細(xì)胞類型的基本生物學(xué)的理解。

當(dāng)前研究的另一個(gè)途徑是轉(zhuǎn)分化——將一種特化細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為另一種。如果干細(xì)胞研究要發(fā)揮其為許多衰弱性疾病提供治療的潛力，所有這些不同的研究方法都很重要。

是什么讓干細(xì)胞與眾不同？

干細(xì)胞是非特化的。與通過血流攜帶氧氣的紅細(xì)胞或與其他細(xì)胞一起產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的肌肉細(xì)胞不同，干細(xì)胞沒有任何特殊的生理特性。

干細(xì)胞可以一次又一次地分裂并產(chǎn)生相同的自身副本。這個(gè)過程稱為自我更新，并在生物體的整個(gè)生命過程中持續(xù)進(jìn)行。自我更新是干細(xì)胞的決定性特性。血液和肌肉等特殊細(xì)胞通常不會(huì)自我復(fù)制，這意味著當(dāng)它們因疾病或受傷而嚴(yán)重受損時(shí)，它們無法自我替代。

干細(xì)胞還可以分裂并產(chǎn)生更特化的細(xì)胞類型。這個(gè)過程稱為分化。來自不同組織和不同發(fā)育階段的干細(xì)胞在它們可以產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)量和類型方面各不相同。根據(jù)經(jīng)典觀點(diǎn)，隨著生物體的發(fā)育，干細(xì)胞在體內(nèi)產(chǎn)生任何細(xì)胞類型的潛力逐漸受到限制。

干細(xì)胞研究的潛在應(yīng)用有哪些？

干細(xì)胞可用于研究發(fā)育

干細(xì)胞可以幫助我們了解復(fù)雜的有機(jī)體是如何從受精卵發(fā)育而來的。在實(shí)驗(yàn)室中，科學(xué)家們可以追蹤干細(xì)胞的分裂過程并變得越來越特化，從而形成皮膚、骨骼、大腦和其他細(xì)胞類型。確定決定干細(xì)胞是選擇繼續(xù)自我復(fù)制還是分化成特定細(xì)胞類型以及分化成哪種細(xì)胞類型的信號(hào)和機(jī)制，將有助于我們了解控制正常發(fā)育的因素。

一些最嚴(yán)重的疾病，如癌癥和出生缺陷，都是由于異常的細(xì)胞分裂和分化造成的。更好地了解這些過程的遺傳和分子控制可能會(huì)提供有關(guān)此類疾病如何發(fā)生的信息，并提出新的治療策略。這是干細(xì)胞研究的一個(gè)重要目標(biāo)。

干細(xì)胞具有替換受損細(xì)胞和治療疾病的能力

該特性已用于治療大面積燒傷，以及恢復(fù)白血病和其他血液疾病患者的血液系統(tǒng)。

干細(xì)胞也可能是替代許多其他目前尚無可持續(xù)治療方法的破壞性疾病中丟失的細(xì)胞的關(guān)鍵。今天，捐贈(zèng)的組織和器官通常用于替換受損組織，但可移植組織和器官的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過可用供應(yīng)。干細(xì)胞，如果可以定向分化成特定的細(xì)胞類型，則可能提供替代細(xì)胞和組織的可再生來源，以治療包括帕金森病、中風(fēng)、心臟病和糖尿病在內(nèi)的疾病。這一前景令人興奮，但仍然存在重大的技術(shù)障礙，只有通過多年的深入研究才能克服。

干細(xì)胞可用于研究疾病

在許多情況下，很難獲得在疾病中受損的細(xì)胞并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)研究。攜帶疾病基因或經(jīng)改造后含有疾病基因的干細(xì)胞提供了一種可行的替代方法。科學(xué)家們可以在實(shí)驗(yàn)室中使用干細(xì)胞來模擬疾病過程，并更好地了解出了什么問題。

干細(xì)胞可以為測試新療法提供資源

可以在干細(xì)胞系中大量產(chǎn)生的特化細(xì)胞上測試新藥物的安全性——減少動(dòng)物試驗(yàn)的需要。其他種類的細(xì)胞系已經(jīng)以這種方式使用。例如，癌細(xì)胞系可用于篩選潛在的抗腫瘤藥物。

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