干细胞和再生医学技术（干细胞与再生生物学）

干细胞与再生医学前景

　在我温州免疫干细胞储存们看过的很多科幻电影里都有这样的情节：主角身体受到严重创伤，在先进的医疗技术帮助下，主角身体的创伤以肉眼可见的速度痊愈，伤口也很快恢复如初。

在医学科技高速发展的今天，这种美好遐想正在逐步照进现实，而这一切，都源自于一项可以改变人类 自身命运和未来的科学—干细胞和再生医学。

美国生物学家、诺贝尔奖得主吉尔伯特曾预言：“用不了50年，人类将能够培育出人体所有器官。”随着干细胞、组织工程等研究的不断深入，“再生医学”这门新型学科开始引领一场影响深远的医学革命。

生物科技的发展趋势如同一本被撕开的科幻小说，我们正生活在生物技术的现实与科幻差距日益缩小的世界里。

再生医学

人工骨骼、人工关节、人工心脏瓣膜、人造血管……再生医学在医学领域的科研、转化与应用正在向纵深方向发展，不断造福患者。再生医学是干细胞美容液认可百岁童颜21世纪人类新型健康保健的先导，将可能治疗目前不能治疗的疾病，比如说糖尿病，嵴髓损伤，心急梗死，肝衰，肾衰，骨关节炎，骨质疏松等导致的组织和器官的损坏都可能通过再生医学技术获得治愈。

未来，人类将可以通过干细胞培养出来移植所需的器官，而等待器官配型以及排斥反应等很可能致命的情况将不复存在；又或者，生物假肢将会被直接连接到神经系统上，从而提供与真实触感极其相似的感官。

而以上技术都离不开干细胞的支持，干细胞科学是干细胞美容前景如何目前世界生命科学中最前沿、最尖端的科学之一，干细胞诱导分化与大规模制备等理论和技术不断取得突破，个体化医疗临床应用呈加速趋势；同时，干细胞技术与生物医用材料不断发展，有望实现受损组织或器官的永久康复。

干细胞

科学家们之所以看上了干细胞，是因其属于细胞中原始的、未（完全）分化的一类。干细胞既可以自我更新，也可以在适当条件下分化为特定的功能细胞，也就是说具有再生的“本领”。

基于对干细胞巨大价值的期望，干细胞研究政策境遇正在趋于宽松。禁令正在逐步取消。

干细胞技术在临床上的应用代表着未来医学发展的一大方向。自1969年多纳尔·托马斯完成第一例骨髓干细胞移植，此后数十年干细胞研究发展迅速。截至目前，虽然多数还处于临床试验阶段，干细胞治疗目前已在神经类、自身免疫疾病类、眼科类、心血管类等多个领域有较大的实质性突破。

与传统药物作用方式相比，干细胞作为载体的治疗药物，不仅可以避免消化道等其他身体系统的消耗，更可以按照病变程度，精简药量，减少化学药物对人体的损害，达到最佳效果。

尽管目前整个干细胞行业受到了国家较大力度的管控，但我们看到未来干细胞充满了无限可能。万变不离其宗，最后能够生存并得到大众认可的，一定是那些真正可靠的、有效的、安全的机构提供的干细胞技术。

干细胞有哪些修复再生能力？

  干细胞修复再生的能力一直收到医学界包括社会的关注，因为其能将损坏的人体细胞，包括一些被癌细胞损坏的组织进行修复和再生。基于干细胞的修复和再生疗法是当今生物技术与医学行业最热门的领域之一。通过半个世纪的发掘，干细胞的潜能已经大部分被证实，并成功应用到临床实验。

  尽管自然界中已有多种动物提前掌握再生能力，能够不治自愈，但现阶段这是人类所不能比拟的。今天，我们受伤后，受损组织仍会产生疤痕，甚至影响身体机能，但是以干细胞为核心的再生医学正在向这一事实发起挑战。

  再生能力的探究

  近日，《Nature》子刊一项研究——利用动物内源干细胞修复组织，剖析了组织再生的机理与研发前景。以下为此项研究部分内容：

  众所周知，蝾螈这种两栖动物的再生能力是十分惊人的，它们不但能再生出尾巴，甚至还能再生出四肢和心脏。更为惊人的是，蝾螈的这种再生能力是在整个生命周期中都能得到保持的。

  研究表明，蝾螈等动物模型的组织再生涉及到多个复杂步骤，并且有多种不同来源的细胞参与。以四肢的再生为例：

干细胞修复再生的能力

  与两栖类动物不同，哺乳动物的再生能力受到一定限制。总体来看，只有处于发育早期和出生后不久的哺乳动物才具有较佳的再生能力。相反，成年动物组织的再生能力十分有限，会在伤口愈合的过程中形成疤痕，且带来异常的组织重建。

  干细胞与组织再生

  在组织修复和再生过程中，干细胞起到了重要的作用。经过增殖和分化后，干细胞可以发育成具有特定功能的成熟细胞系，在组织再生中扮演关键角色。

  在人体内，间充质干细胞是得到最多研究的干细胞之一。相比之下，这类干细胞具有分化成多类细胞的潜力，包括骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、以及脂肪细胞等等。

  根据来源不同，间充质干细胞大致划分为以下几种：

  ■来源于骨髓的干细胞具有移动到身体远端的能力，且能与免疫系统相互作用，并生产具有生物活性的分子，以创造一个适合组织修复的微环境。因此，它在医疗上具有一定的潜力。

  但是，随着年龄增长，体内积存的炎性细胞因子及微环境都会影响骨髓间充质干细胞的质量；另外，其破坏性的采集方式也会让临床应用更具挑战性。

  ■研究发现，在新生儿的脐带中含有大量脐带间充质干细胞，具有很强的多向组织分化潜能，兼具器官损伤修复，造血功能恢复和免疫调节等多重作用。与骨髓间充质相比，因其具有“零”免疫排斥的特性，已被临床广泛应用于人体多系统疑难疾病的治疗。

  ■脂肪也是间充质干细胞的主要来源。对人类来说，脂肪组织里有着丰富的专能干细胞，它们能在体内或体外环境下进行分化，可产生多种细胞类型。

  目前，国内利用来源于脂肪的干细胞，已成功治疗了一名颅骨多处损伤的患者，但是更多情况下，仍以医美抗衰领域应用居多，如丰胸、塑形等。

  再生医学的今天和明天

  2018年1月12日，在南京鼓楼医院，全球首例通过再生医学技术治疗卵巢早衰获得成功，患者已诞下一健康男婴。这标志着我国在卵巢再生临床研究中取得了突破性进展。

  2018年5月30日，英国纽卡斯尔大学一项研究：使用3D打印人类角膜，能有效帮助失明患者再见光明。目前研究人员仍在不断试验，努力确保角膜移植后不会发生排斥反应，可以正常工作。

  未来，随着干细胞、组织工程等研究的不断深入，必将激励更多有意义的探索，开展更多跨领域的研究尝试，拉近机体“满血复活”的距离。

中瑞恩次方干细胞修复再生

  我们期待，有朝一日能真正实现人体的组织再生，让由于先天性残缺、创伤、或是肿瘤引起的组织损伤得到修复。今天，我们需要做的就是支持并期待这一天的尽快到来！

干细胞技术的定义

干细胞技术，又称为再生医疗技术，是指通过对于干细胞进行分离、体外培养、定向诱导、甚至基因修饰等过程，在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官，并最终通过细胞组织或器官的移植实现对临床疾病的治疗。

干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点。

干细胞技术最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症，诸如白血病、早老性痴呆、帕金森氏病、糖尿病、中风和脊柱损伤等一系列目前尚不能治愈的疾病。

从理论上说，应用干细胞技术能治疗各种疾病，且其较很多传统治疗方法具有无可比拟的优点。

扩展资料：

其与微化中药渗透疗法的作用原理相同，所以二者具有相辅相成的作用，干细胞移植治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从而达到治愈的目的。

干细胞移植治疗范围很广，一般能治疗神经系统疾病、免疫系统疾病、还有其他的一些内外科疾病。干细胞在医学界被称为“万用细胞”，它可以分化成多种功能细胞或组织器官。因在APSC多能细胞实验室中培育出来的干细胞具有“无限”增殖、多向分化潜能，具有造血支持、免疫调控和自我复制等特点。

参考资料：百度百科-干细胞移植治疗

百度百科-干细胞

干细胞再生技术是什么？

干细胞再生技术，是一种新的科学技术，干细胞被许多医学界专家称为“万能细胞”，在修复机体、器官移植、医学美容等众多领域都会有极高的应用价值

全球医疗的下一个重大突破口：干细胞技术

干细胞 是具有自我复制、更新和多向分化潜能的原始细胞，其生物学特性与生命的发生、发育、分化、成熟、衰老、死亡等生理和病理过程息息相关，是当今生物医学研究最热门的领域之一。干细胞的存在可确保许多器官可以不断地进行自我更新，当某一组织器官受到损伤或功能丧失时，即可通过激活器官内的干细胞而生成新细胞促使器官组织再生，在无法完成自我再生的时候，也可以通过外源输入相应的干细胞达到治疗效果。

现今全世界的科研学者都在探讨如何利用干细胞治疗来攻克诸如脊髓损伤、帕金森病、黄斑变性、糖尿病、癌症、尿毒症、血液系统疾病等困扰医学界的难题。干细胞研究的巨大应用前景已经得到了世界各国的支持，众多国家大力发展干细胞领域技术以占领领域制高点。

再生医学 成为国际生物学和医学界关注的焦点。随着该领域竞争日趋激烈，全球干细胞市场规模逐渐扩大，干细胞技术逐步成为衡量生命医学发展水平的重要测度指标。

目前的临床应用

2011年中科院启动了“干细胞与再生医学研究” 战略性先导科技专项。干细胞专项从重大理论突破、关键核心技术及干细胞临床应用3个方面出发，集中攻克干细胞调控、干细胞治疗核心机制、干细胞应用体系等重大科学问题和核心关键技术,纵向连接干细胞基础理论研究和临床转化应用，为干细胞和再生医学的研究与发展起到引领及示范作用。直至目前以及取得了很多阶段性的成果，比如对于一些器官损伤的修复、骨髓损伤的修复、神经组织的修复和一些癌症的治疗，甚至是在对艾滋病，肺纤维化，重症肝病等“绝症”的治疗领域有了突破性的进展。

目前细胞技术在临床医学上的应用领域大致有五个:细胞替代治疗、系统重建、组织工程、基因治疗以及美容抗衰老。

细胞替代治疗

近年来，基于干细胞的细胞替代治疗在治疗疾病上的应用取得一定进展。在临床和科研中，科学家已先后成功利用胚胎 间干细胞、充质干细胞、神经干细胞等干细胞，对卵巢早衰、帕金森、糖尿病等进行修复治疗。此领域目前不断有突破性进展。

系统重建

利用造血干细胞和间充质干细胞，可以重建机体的造血系统和免疫系统，可以成为白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病的一种常规治疗手段。

组织工程

组织工程，是用人工的方法在体外造(构建)一块组织，后来其范围扩展到用人工方法在体外进行器官构建。组织工程研究主要包括四个方面:种子细胞、生物材料、构建组织和器官的方法和技术以以及组织工程的临床应用。目前临床上常用的组织修复途径大致有3种:即自体组织移植、异体组织移植或应用人工代用品。通过采集来的成体干细胞，在体外环境人工培养形成一些组织器官，在回输到体内，用来替代人体病变的组织器官，培养形成的组织器官也可以用来作为疾病模型和药物检测模型。

基因治疗

基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。也包括转基因等方面的技术应用。干细胞作为基因治疗的理想靶细胞，首先分离患者的干细胞，在体外对其进行基因修饰，将正常基因导入干细胞;再将改造过的干细胞静脉回输到患者体内，从而让正常基因在体内稳定表达，发挥防病治病的效果。

美容和抗衰老

“成人干细胞”肩负着补充组织细胞的作用，当细胞老化、死亡之后，干细胞自身分化更新进行补充。但干细胞数量会随着年龄的增长而逐渐减少。干细胞缺失和衰老是导致组织、器官乃至整个机体衰老的重要原因。干细胞具有的多向分化和修复的能力，可以在机体内不断更新和替换衰老的细胞，也可促使细胞不断增殖，从而源源不断的给身体补充健康鲜活的细胞，使身体由内而外散发青春的光彩。

干细胞技术存在的问题

虽然干细胞技术已取得了重大的突破, 但是仍面临许多方面的问题, 影响干细胞技术的应用。

01干细胞的培养

干细胞培养条件是干细胞技术的基础, 干细胞常规培养对环境条件的要求极为苛刻, 虽然已有研究者报道不用滋养层细胞和动物血清, 简单高效地培养i PS细胞, 同时减少移植过程中引发感染风险的方法, 但是简化、完善和规范培养条件仍然是科学家面临的一大难题。

02伦理问题

自1996年克隆羊多利诞生以来, 胚胎干细胞研究涉及到的伦理、宗教、道德、法律等问题, 存在争议, 严重阻碍了干细胞技术用于人类疾病治疗的发展。i PS细胞实现将成熟体细胞诱导成具有分化潜能的干细胞, 使得干细胞技术不再受制于ES细胞所面临的伦理问题。

03诱导分化的调节因子及机制

干细胞诱导的调节因子及其调控机制尚未清晰, 要诱导产生某种类型的组织或器官, 必须了解各种细胞因子的作用机制及其作用的时期, 否则可能获得功能不完善的器官或组织。此外, 对于损伤修复中干细胞参与作用的机制与分化方向研究证据不足, 心肌再生干细胞疗法的假阳性问题, 以及c-kit阳性心肌干细胞在心机功能恢复中对心肌再生贡献引发的争议受到广泛关注。

04定向诱导

体外或体内诱导干细胞分化成组织特异性细胞或者使体细胞经中胚层细胞状态转分化为其他细胞类型目前还存在很多不确定性, 尤其对于肾脏、心脏等细胞谱系复杂的组织器官。采用干细胞治疗难以确保心脏祖细胞分化成功能性心室心肌细胞, 以及难以确保能将分化的细胞输送和集成到患者的心室肌中, 很难定向形成组织或器官。

05诱发肿瘤

国外一些科学家在诱导神经细胞时发现, 混杂未分化细胞移植会导致肿瘤, 在移植过程中, 部分诱导细胞会表现出致肿瘤性。目前, 使用的诱导因子有Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc, 但有些诱导因子, 如c-Myc虽然能够诱导干细胞的分化但使肿瘤的发生频率明显提高, 其对人类干细胞可能具有致肿瘤性。

06诱导器官和组织衰老

通过干细胞诱导获得的组织或器官, 虽然在形态和结构上是新生结构, 但是与其细胞核内遗传物质的衰老同步, 用患者细胞诱导产生的器官或组织无法保证正常功能。

07免疫排斥

干细胞疗法面临的瓶颈是移植后的免疫排斥。i PS细胞的产生被认为解决了ES细胞存在的免疫排斥问题, 但也有报道称i PS细胞诱发自身免疫反应。虽然细胞或器官移植后, 可使用免疫抑制剂抑制排斥反应, 但是长期使用免疫抑制剂有很大毒性及其他副作用。

伴随着干细胞科学的不断深入、干细胞技术的快速发展、干细胞监管法规的日益完善，干细胞科技在干细胞移植、干细胞新药、干细胞组织器官修复等众多领域的应用将越来越广泛，其所针对的适应证将逐年增加，成为解决众多临床未满足需求的重要生力军，为许多过去无计可施的疾病带来治疗的新希望。

干细胞为何是再生医学的核心？

干细胞从哪里来？

是什么样的特性赋予了干细胞在医学中?

干细胞(stem cell)是人体的原料，它能够分化为人体所有具有特定功能的细胞。在体内或者实验室适当条件下，干细胞可以被分裂增殖成为更多的子细胞。这些子细胞要么变成新的干细胞（自我更新），要么被诱导变成具有特定功能的特化细胞，如血细胞、脑细胞心肌或者骨骼等等。

简而言之，干细胞天然具有自我更新及生成特定新细胞类型的能力。

为什么科学家对干细胞感兴趣？

干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能，被医学界称为“万用细胞”，吸引了大量的专家及学者。科学家以及医生希望通过干细胞来实现以下目标

01、增加对疾病发生机制的理解。

通过观察干细胞在骨髓、心肌、神经以及其他器官组织中的分化，有望更好地了解疾病和病情的发展。

02、生成健康的细胞来替换病变细胞（再生医学）。

干细胞可以被诱导分化成为特定的细胞，可用于再生和修复病变或受损的组织。有望受益于干细胞治疗的患者群体包括脊髓损伤、I型糖尿病、帕金森病、阿尔兹海默症、心脏病、中风、烧伤、癌症和骨关节炎等。此外，干细胞具有培育成新组织器官的潜力，可用于器官移植和再生医学领域。

干细胞为何是再生医学的核心？

人体是由40-60万亿个、200种类以上的细胞聚集而成，例如，肌肉就是肌肉细胞的聚合，神经是由神经细胞构成，每个细胞有着不同的作用。

但是，在其中仍有一部分未充分分化，尚不成熟的细胞，它依然具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，它就是干细胞。

干细胞对人体的自我修复和组织再生至关重要，当我们生病、受伤和身体发出SOS信号的时候，相应的干细胞就会聚集到受伤部位，进行反复的分裂与分化，再生出新的细胞代替死亡细胞，恢复组织的功能。

然而我们体内的成体干细胞的数目和能力毕竟还是有限。人类往往以25岁为分水岭，在此之前人体内每天细胞新生的数量远大于衰老凋亡的数量，于是皮肤润滑、细腻、精力旺盛。过了25岁，细胞的再生速度就会低于凋亡速度，而且差距越来越大。

因此，随着年龄的增长，人体各个组织器官中的干细胞数量减少，增殖分化能力下降，受损的组织和器官未得到及时的修复和再生，直接导致了衰老和疾病的发生。

研究发现，干细胞除了拥有具有自我更新的能力，还可以提高机体抗自由基的能力。干细胞还能分泌一些细胞因子如胰岛素生长因子、超氧化物歧化酶等，提升衰老机体各组织的功能。机体衰老的发生，除了体内干细胞数量的减少外，还有着炎症的影响。与体表的各种炎症往往由细菌感染引起不同，体内的各种炎症大部分是无菌性的，是体内的免疫系统过于亢激造成。恰好，干细胞就有着免疫调控的作用，能够“安抚”亢进的免疫细胞，减少减轻炎症的发生。

综上所述，既可以调节人体免疫系统，又可变身分化，为全身各个部位提供新鲜细胞的干细胞，自然而然成为再生医学的核心。

什么是干细胞治疗？

干细胞治疗是利用干细胞或其衍生物来促进病变、功能障碍或受损组织的修复。随着技术的发展，科研人员能够在实验室中培养干细胞，这些干细胞被用来分化成特定类型的细胞，例如心肌细胞、血细胞或神经细胞。这些细胞有助于修复相应的有缺陷的组织或器官。

值得一提的是，存在于人体几乎所有组织中的间充质干细胞，除了具有自我更新及分化潜能外，还具有独特的免疫调节功能，并且可定向迁移至损伤组织部位，在多种疾病的治疗中具有十分广阔的临床应用前景。当前，所有在研干细胞疗法中，基于间充质干细胞的疗法占主流。

间充质干细胞是最近几年国内外干细胞治疗研究最多，发展速度最快的品种，它能够分化形成骨、软骨、脂肪、神经、肌肉等多种组织细胞，因此正在被应用于治疗多种疾病的研究中。同时，间充质干细胞被认为是修复和再造人体受损组织或器官的好材料。间充质干细胞最早在骨髓中发现，之后，被发现在婴儿出生后的胎盘（包括脐带）组织、脂肪组织中均有存在。间充质干细胞的应用研究最早是用于骨和软骨的修复，现在间充质干细胞治疗研究已经扩展到脑中风、脑瘫、急性心梗和慢性缺血性心脏病、肝脏疾病，以及牙科，角膜、血液疾病等等方面。

干细胞治疗其他疾病临床应用

内分泌系统类疾病：

二型糖尿病 （99.58%）

更年期综合症 （96%）

免疫系统类疾病：

关节炎 （80%）

关节退行性变 （80%）

骨髓炎 （80%）

系统性红斑狼疮 （80%）

癌症化疗后恢复免疫功能 （90%）

消化系统类疾病：

慢性萎缩性胃炎 （97%）

乙型和丙型肝炎 （95%）

酒精性肝病 （93%）

肝硬化（95%）

肝硬化腹水 （85%）

肝纤维化 （85%）

脂肪肝 （85%）

克罗恩病 （90%）

呼吸系统类疾病：

慢性阻塞性肺疾病 （80%）

泌尿系统类疾病：

前列腺疾病 （90%）

肾功能衰竭 （90%）

循环系统类疾病：

心肌（95%）

心脏衰竭 （85%）

动脉硬化（90%）

脑梗塞（85%）

下肢严重缺血 （95%）

神经系统类疾病：

中风 （80%）

帕金森 （80%）

阿尔茨海默氏病 （85%）

脑膜炎及其后遗症（75%）

生殖系统类疾病：

不孕不育（90%）

性功能障碍（98%）