春天到了,“穿衣显胖脱衣更胖的季节”猝不及防的又近了一步。“不瘦十斤,不换头像”的flag一夜间在数据星球中漫天飞舞,迷人眼,乱人心。
“减肥”到底是动词还是名词,已经模糊到它自己也搞不清……它的能指与所指每到春天就会迎来一场迷茫,而大部分朋友选择了它的“名词”形态,一边念在嘴边上,一边静待啤酒与撸串齐飞的夏天。
当然,不是所有的人都把“减肥”当名词,杨树旁、柳树下,运动场、健身房……立志把“减肥”当动词的朋友早早就来到了自己喜爱的位置上。跑步、跳绳简单易行场地不局限,微风拂面神清气爽;健身房铁块举到起飞,深蹲到地心引力都自叹不如,大汗淋漓酸爽无比……
然而,如同机器一旦开机工作就会发生磨损,是运动都会有不同程度的损伤,而包括减肥在内各种目的运动带来的磨损,最明显的影响位置就是肢体。
软骨损伤,阻碍迈进健康生活的门槛?
人体中的 关节软骨覆盖在关节表面上,能够承受一定的压力,并减少摩擦, 可以有效地维持关节的正常功能和运动【1】。而跑步跳绳这类常见运动,就是以膝关节为承重进行重复动作,如果核心力量不好、姿势不正确或运动时间过长,就容易让膝盖软骨承受不堪的压力。
因此关节软骨损伤成为了临床常见的运动损伤【2】。2019年,关节软骨损伤作为运动医学名词被公布,其确切的定义为: 由急性创伤或慢性劳损导致的关节软骨的破坏。 可见,此类损伤已具有了普遍的关注性【3】。如此一来,似乎可以听到把“减肥”当成名词的小伙伴如释重负的声音——“原来运动容易造成软骨损伤,还是躺平更安全!“
嗯,说的对,但不完全对。
软骨损伤,关节炎的“序章”
先说说对的地方。以我们上述提到的关节软骨为例, 关节软骨缺乏血管、神经支配,损伤后难以完成自身的再生修复,而缺乏有效的治疗会导致骨关节炎(OA)的发生 【4】。
而骨关节炎作为一种非炎性关节病,主要特征为关节软骨破坏及骨赘形成,具体表现为关节疼痛、僵硬,日常活动受限,不仅致残率高达53%,且会增加心血管事件的发生率及全因病死率【5】。我国一项关于骨关节炎的“十五”攻关计划项目表明: 全国40岁以上人群原发性骨关节炎患病率约为46.3%,男性患病率约为41.6%,女性患病率约为50.4% 【6】。
这下厉害了,四舍五入,不当的运动容易导致软骨损伤,而这种损伤不可逆亦不可治愈,还有望“喜提”关节炎,从而走向心脑血管疾病的怀抱……如此一来,提出“生命在于运动”的伏尔泰叩响的体育哲学的大门,难道要打算关闭吗?
答案当然是否定的,体育哲学首先不答应。体育哲学就是要从宏观上研究体育的基本问题和矛盾关系,揭示体育深层次本质及其辩证发展规律【7】,所以,生命在于运动,是在于合理的量化、因人而异的计划以及量力而行的平衡。
除此之外,医学不答应,在以手术、药物为主要治疗手段的漫长时空里,医学界不断探求着软骨疾病的治疗方式—— 主要采用口服非甾体抗炎药缓解疼痛,平日以物理辅助缓解关节受累,必要时进行外科手术。
药物与手术治疗的探索固然努力过,但总结起来主要以缓解症状为主,并不能阻止软骨损伤以及骨关节炎的进展【8】,也不能让其拥有完全治愈的可能。但探索不能停摆也不会停摆,“生命在于运动”包含着无限的人类哲思,因为人的生命之初,本就是努力运动的细胞。因此,以干细胞为代表的再生医学不会答应谁来质疑这句古老的哲思,当然,干细胞也有足够的实力来捍卫。
干细胞拿捏软骨损伤,拒绝关节炎
骨关节炎,归根结底是 由于软骨细胞自我修复能力差,导致软骨受损钙化,软骨下骨形成导致的 【9】。所以,逆转关节软骨退变的过程,才是治愈的关键,也是拿捏软骨损伤恶化成骨关节炎的方法。
而这“逆转魔法”,只有干细胞会。干细胞因为拥有再生各种组织器官的功能,又被称为“万用细胞”,理论上,它“逆转重生”的功能,可以治愈一切疾病。在治疗软骨损伤方面, 干细胞应用自我更新、多向分化以及克隆形成等基本特征,可在软骨损伤微环境中,定向迁移并分化成表型稳定的软骨细胞, 为软骨损伤的治疗提供了一种新的思路,为软骨损伤修复带来了新的希望【10】。
而干细胞并非只有一类,在治疗软骨损伤方面,整个干细胞家族都在它们“神奇体质”的基础上,展现着其各自的本事。
广泛存在于脂肪,胎盘,脐带,牙髓,外周血及滑膜中的 间充质干细胞,可利用自我更新能力分化为多种中胚层谱系细胞, 如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞,心肌细胞和血管细胞等【11】。它来源广泛的特点,使其“家族”在治疗骨关节炎软骨损伤方面成果颇丰。
其中骨髓来源间充质干细胞被评为最具前景的干细胞来源之一,在骨、软骨修复中起着至关重要的作用,其 可从软骨下骨迁移到受损部位,分化为软骨细胞和成骨细胞的同时整合新生及周围组织,对软骨及软骨下骨组织进行修复, 不仅如此,它还可以 抑制局部炎症反应并减轻败血症 【12】。
而浑身是宝的干细胞,其外泌体也对修复软骨损伤起到了作用。外泌体是一种细胞外囊泡,携带大量活性物质, HAN等通过实验证实, 脂肪间充质干细胞可通过丰富的miRNA促进软骨修复、减轻炎性反应,保护关节软骨 【13】。
理论道路一片光明,在临床应用上,干细胞也给出了令人欣慰的答卷。一项对82例骨关节炎患者实施干细胞治疗的AB对照组试验表明,接受干细胞疗法的B组患者的总有效率90.24%,高于未接受的A组患者73.17%,可见 干细胞治疗骨关节炎临床效果显著 【14】,应用前景十分广阔。
所以,永远不要去质疑“生命在于运动”这句话,因为还有一句话叫“科学的科学是哲学”,哲学启迪人类寻找最朴素的理论来定义万物的本质,而干细胞引领的再生医学,也无疑在尊崇着这样的朴素思想——那一颗颗运动的细胞,它们给予人类生命,教会人类用其本真的特性消解最复杂的顽疾,也终将会引领人类,走向伟大的重生。
参考资料:
【1】曾伟,胡金玺,肖涛. 软骨源性形态发生蛋白-1与关节软骨修复研究现状[J]. 国际骨科学杂志,2007,(4):252-254.doi:10.3969/j.issn.1673-7083.2007.04.015
【2】【4】【10】曹瑞祺,尹合勇,于浩淼,马立峰,郭艾.软骨干/祖细胞修复软骨损伤的研究进展[J].中华损伤与修复杂志(电子版),2022,17(01):72-75.
【1】 关节软骨损伤/53303787?fr=aladdin
【5】【9】【13】费杨厚雪,张鸽,张云,黄炜.脂肪间充质干细胞治疗骨关节炎研究进展[J].中国药业,2021,30(23):116-120.
【6】腾讯网 《日本干细胞:膝骨关节炎治疗新希望—干细胞疗法》
【7】体育哲学
【8】百度 《临床研究新增研究成果,2项干细胞治疗骨关节炎的临床疗效观察》;wfr=spiderfor=pc
【11】【12】张爽,刘石,汪宇峰,吕婵,李保玲,王萍,丛军,朱志强.间充质干细胞修复骨关节炎软骨损伤的临床应用意义[J].中国组织工程研究,2018,22(33):5379-5385.
【14】搜狐网 《干细胞治疗骨关节炎的有效新方法》
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美革鲜活细胞种植能做到的修复:抑制炎症、抑制凋亡、抑制坏死、抑制疤痕、促进再生、促进激活、促进修复、促进更新、促进胶原、促进血管。
美革鲜活细胞种植促进成纤维细胞增殖:在皮肤损伤后第 3 天后,成纤维细胞开始增殖产生细胞外基质(包括纤连蛋白,I 型和III 型胶原蛋白等)。同时,上皮细胞开始增殖并向受伤区域边缘迁移,加速伤口闭合,减少皮肤感染。因此,细胞增殖对皮肤再生至关重要。
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外泌体是指包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡(30-150nm),现今,其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现,1987年Johnstone将其命名为“exosome”。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中。
外泌体是健康和疾病中细胞间近距离通讯的介质,影响细胞生物学的各个方面。所有培养的细胞类型均可分泌外泌体,且外泌体天然存在于体液中,包括血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁中。有关他们分泌和摄取及其组成、“运载物”和相应功能的精确分子机制刚刚开始研究。外泌体目前被视为特异性分泌的膜泡,参与细胞间通讯,对外泌体的研究兴趣日益增长,无论是研究其功能还是了解如何将其用于微创诊断的开发。
脑损伤与神经退化疾病就目前科学所知是不可逆的症状,而多数神经退化疾病与脑损伤会引起失智,在台湾估计已经有超过27万的失智人口。近日国卫院使用干细胞的「外泌体」,找到治疗相关疾病的新方法。研究人员指出,外泌体不具有细胞,不会有异体排斥的问题,可说是再生医疗的一大新希望。
近年来,因为高龄、慢性病的原因,脑损伤问题越来越严重。各种程度的碰撞、不正常的生活习惯、高血压、糖尿病、长期的压力及心理疾病等,都是造成脑损伤或退化的可能因素。
不过国卫院细胞与系统医学研究所李华容副研究员团队研究发现,若对大脑受损的小鼠注射干细胞的「外泌体」,观察到受损的神经细胞可以长出突触,神经细胞的数量可以恢复到原本的6成。也就是说,这项技术颠覆了以前「神经受损无法治来喔」的困境。
有生医界贾伯斯之称的维克森林再生医学研究所所长(the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine) Dr. Anthony Atala对这项研究表示高度期许:「期待看到这项技术在治疗脑损伤和神经退化疾病的成功发展」。
外泌体 3 大优势,再生效果不输干细胞
什么是外泌体?阳明大学生化所博士张薏雯解释,在培养干细胞的过程中,科学家就在培养基中发现了许多的外泌体在其中,就像是小泡泡一样充满在其中。
过去以为是外泌体只是细胞代谢的废弃物,不过张薏雯表示,外泌体其实有3大好处。
分子小:外泌体的平均大小,大约是在 30 ~ 100nm,属于柰米等级,因为分子小,所以有容易被吸收的特性。 脂质双层:因具有脂质双层的构造,所以与其他细胞容易相容,可对身体带来一些再生修复的作用。 传递细胞间的讯息:外泌体存在的最大功能,就是传递细胞与细胞之间的传令者,举例来说,像是当皮肤细胞出现异常情形时,就会释出外泌体,去跟其他的细胞传达需要救援的讯息,让健康的细胞到有问题的地方进行再生修复的作业。 外泌体不是细胞,好保存、不怕「异体移植」
李华容表示,近年来虽然已经有很多研究指出,干细胞有希望能修复神经系统损伤,但是根据目前的《特管办法》,病人只能用自己的细胞治疗,而且治疗方式要透过手术,还要担心身体对植入的细胞有排斥的问题。
「不过外泌体不是细胞,所以就可以避免身体排斥细胞的风险。」李华容指出。而且,细胞不容易保存,外泌体在这方面更具有优势。
外泌体是对抗发炎利器,未来有望治疗多种「不治之症」
李华容表示,身体的过度发炎反应导致身体损害,不过「抗发炎」就是外泌体的专长。这个研究显示干细胞外泌体较间质干细胞更具有促进组织再生的能力,又能避免细胞植入手术的风险及副作用,对再生医疗带来新的突破。
此系列研究已分别于2019、2020年发表于国际再生医学权威期刊《STEM CELLS Translational Medicine》,并获得国外媒体专栏报导。
李华容表示,目前干细胞外泌体的研究范围虽然仅限于治疗神经相关疾病,但未来可望用于治疗退化性疾病、组织或器官损伤、细胞缺陷、神经退化性疾病、脑与脊髓创伤、中风、学习障碍、巴金森氏症、心肌梗塞、肌肉萎缩症等疾病。
干细胞和外泌体的另一个主要区别是前者仅从身体的特定部位获得,例如:骨髓、血液、脂肪组织。而外泌体,可以从几乎所有类型的细胞中获得⌄胎盘中也含有大量的外泌体。
可以说,干细胞近年来一直是生物医学领域关注的焦点,在改善人类疾病、延缓衰老和组织再生方面具有巨大潜力。仔细观察会发现,在很多关于干细胞研究进展的报道中,经常会出现一个数字,那就是外泌体。
1. 什么是外泌体?
1983年,外泌体首次在绵羊网织红细胞中被发现,约翰斯通于1987年将其命名为“外泌体”。在其发现之初,这种物质已被视为细胞废物。现在,外泌体作为细胞间通讯载体的作用已被科学界普遍接受。
外泌体是直径为40-100 nm 的微小囊泡,可以将脂质、碳水化合物、蛋白质、mRNA、miRNA 和DNA 等生物分子从一个细胞转移到另一个细胞,从而交换遗传信息并重新编程相互通信的宿主细胞. 细胞。
2.生物界的邮递员
人体内各种细胞在正常和病理条件下都能分泌外泌体,包括干细胞、免疫细胞、内皮细胞、血小板和平滑肌细胞。
外泌体包裹在坚硬的双层膜中。双层膜保护外泌体的内容物,允许外泌体在组织中移动很远的距离。由于干细胞外泌体在上皮组织的增殖、迁移、再生、炎症和疤痕控制中的作用,它们有望成为“无细胞细胞治疗”工具。
干细胞来源的外泌体可用于通过囊泡将干细胞精华,如——mRNA、miRNA、IncRNA 和蛋白质等转运出干细胞。通过“细胞间路”“快递”到人体各个组织。
三、干细胞外泌体与干细胞的区别
与干细胞不同:干细胞外泌体对受损的微环境没有反应,但可以通过改变细胞外基质和受体细胞的转录组和蛋白质组来调节细胞凋亡、生长、增殖和细胞分化。
因此,干细胞外泌体具有减少细胞凋亡、减轻炎症、促进血管生成、抑制纤维化、增强组织修复潜能等重要生物学功能,在调节组织再生方面具有良好的临床应用前景。
4. 干细胞外泌体的优势
1. 体积小
纳米粒子大约是细胞大小的1/200,可以穿透一般毛细血管的细胞间隙到达目标,因此可以很好地被人体利用。
2.免疫反应程度低
外泌体不是细胞,只是作为载体,外膜表面抗原较少,免疫系统难以识别,对人体影响不大。
3. 穿透血脑屏障
外脂质膜的小尺寸和特性使其能够穿过血脑屏障并到达脑组织。
5. 干细胞外泌体显示出前景
1.皮肤修复和抗衰老。
研究发现,干细胞外泌体可以使皮肤再生并加强皮肤屏障,具有极佳的抗炎和再生作用,并且没有其他副作用。干细胞外泌体可成为治疗银屑病、特应性皮炎等全身性炎症性皮肤病的有效、安全、可靠的治疗方法。
2. 组织损伤的修复
如今,干细胞外泌体已在多种不同类型的疾病中显示出令人鼓舞的治疗效果,包括肾损伤、心脏损伤、脑损伤、肝和肺损伤等。主要机制可能是外泌体介导了MSC的旁分泌/自分泌机制。
也有研究结果表明,干细胞外泌体可以直接促进血管生成,改善缺氧后的脑损伤。因此,干细胞外泌体可用于中风治疗,改善神经预后,增加血管和神经发生。
3. 免疫调节功能
干细胞外泌体对多种类型的免疫细胞具有免疫调节作用,包括树突细胞、T细胞、B细胞和巨噬细胞。
关键词:干细胞和外泌体修复区别