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间充质干细胞研究方法(间充质干细胞的研究进展)

充质干细胞 2023年03月22日 15:02 im

本文的目的是更详细地讨论间充质干细胞研究方法和间充质干细胞的研究进展,以帮助你了解它们之间的关系。

脐带间充质干细胞能干什么

脐带间充质干细胞是一种尚未发育成熟的细胞,正因为不成熟,所以才具备多向分化潜能,可以分化为多种类型的细胞。也正是因为这种不成熟,细胞表面的很多蛋白都没有发育完全,所以不会刺激到机体的免疫系统,引起免疫系统的异常攻击,从而不会引起免疫排异反应,干细胞的这种特性被称之为低免疫原性。

事实上,干细胞在进入人体之后,会被机体当成是自身的细胞,而不会引起免疫系统的攻击,之后随着干细胞在身体里面定向分化成各个系统的功能细胞,干细胞被彻底同化,成为各个组织器官的细胞,从而发挥其修复替代作用。

                                 

脐带间充质干细胞的作用和功效:

1、改善内分泌

脐带间充干细胞通过修复内分泌系统,调节激素和代谢水平,改善女性内分泌失调会引起皮肤恶化,脾气暴躁,妇科疾病、肥胖等症状。

2、调节免疫力

脐带间充质干细胞具有免疫调节作用,可以抑制异常的免疫反应,恢复免疫系统的平衡状态,从而改善自身的免疫功能,极大提高对抗疾病的抵抗力。

3、调节三高

脐带间充质干细胞能提高机体的脂代谢、糖代谢以及能量代谢水平,具有减少血脂、降低血糖等功效,对原发性高血压、高血糖、高血脂有明显的改善效果。

4、淡化皱纹和色斑

脐带间充质干细胞可以明显改善皮肤粗糙、肌肉松弛、皱纹增多,还可以祛斑美白,使皮肤滋润细腻,恢复青春弹性。

5、推迟女性更年期,改善女性更年期综合征

脐带间充质干细胞可以补充并修复卵巢受损组织,同时可以分泌多种细胞因子,激活卵巢组织的活力,从根本上解决卵巢早衰的问题,从而延缓衰老,改善女性更年期的症状。

间充质干细胞移植都有哪些方式

间充质干细胞移植,指的是将间充质干细胞从自身采集,然后进行培养、纯化,再回输进患者体内用以治疗硬皮病、皮肌炎、红斑狼疮、类风湿、运动神经元病等免疫性疾病的一种最前沿的治疗方法。间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为肾、脂肪、骨、软骨、肌肉、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于病变引起的组织器官损伤修复。

诺莱医学临床提示间充质干细胞的移植分为以下四个部分

第一步:对患者的整体状况进行评估,如果没有禁忌症如:感染、肾危象、心包大量积液等的情况下,进行细胞动员4-5天。

第二步:MSCs的采集(骨髓、脐带、脂肪和羊膜)

第三步:MSCs的分离、培养及扩增,大约20天左右

第四步:MSCs的移植:

1.静脉注射

2013年5月-2014 年4月,朱宁等人在诊治18例系统性红斑狼疮患者时,用分离培养后的间充质干细胞采用干细胞移植技术进行治疗。该干细胞移植治疗就是采用静脉输注的方式,移植方法如下:患者取仰卧位,首先取肘前部较粗血管,利用生理盐水建立静脉通道,然后将已复温好的装有间充质干细胞的干细胞袋接入静脉通道内,覆盖无菌纱布于穿刺部位,并注意控制滴速,一般干细胞悬液 30 ml于 2 小时内滴完,最后滴入生理盐水100 ml 以冲洗管道。为入选患者均完成1个疗程的治疗。结果证明应间充质移植治疗系统性红斑狼疮疗效肯定,且较为安全。

2.动脉注射

干细胞移植治疗糖尿病,是糖尿病治疗新疗法中的热门疗法,隆敏等人曾经用间充质干细胞移植方法治疗一位39岁的Ⅰ型糖尿病女性患者。移植过程为:患者进入手术室,寻找到供应胰腺的胰背动脉后,将间充质干细胞缓慢均匀注射入胰背动脉。结果该患者术后3个月内胰岛素剂量大幅度减少了58.54%,有望完全停用胰岛素。

3.多点混合移植

干细胞移植治疗糖尿病足的疗效被广泛认可,在众多临床案例中,部分研究采用混合移植的方式以求使干细胞在体内发挥的功效更加全面化。虞朝黎等人用间充质干细胞移植治疗17例缺血性糖尿病足患者,移植方法就是采用多点混合注射的方法,具体过程为:抽取间充质干细胞后分离,配成细胞混悬液;在手术室硬膜外麻醉后,无菌条件下,将干细胞悬液按3×75px间距进行肌肉注射,病变严重的按1×25px间距注射;肌肉注射的同时进行股动脉穿刺,放置导管,将部分干细胞悬液注入股动脉。

4.病灶部位注射

2007年至2011年王玉龙等人采用间充质干细胞移植治疗胫骨骨折骨不连患者11例,结果患者经间充质干细胞移植治疗胫骨骨折骨不连,在4-27个月,平均13个月中,X线片显示骨折愈合良好,疗效满意,有临床应用价值。移植方法为:在手术室X 线透视定位下,用14号骨穿针准确刺入胫骨骨不连部位,完全注入间充质干细胞悬浮液。此外,在应用间充质干细胞治疗小儿脑瘫的研究中,很多研究者也会选择患儿脑内移植、腰椎穿刺等与疾病相关的功能组织位点进行移植。

诺莱医学温馨提示:

①MSC在组织中的含量(细胞丰度):脐带的含量毫无疑问为最高,羊膜和脂肪次之;而脐带血中含量极少,导致检测不到之事常用发生;

②MSC增殖能力:优于MSC具有年龄特性,脐带和羊膜来源的MSC具有明显的优势,脂肪和骨髓次之;

③免疫调节能力:脐带、羊膜和脂肪来源的MSC优于骨髓MSC,而胎盘MSC的免疫调节能力最差;

④分泌细胞因子谱:脐带MSC分泌细胞生长因子的总量明显高于骨髓MSC,但是不同来源的分泌细胞因子谱有明显的特点;

⑤由于具有来源获取方便和高增殖能力等特性,能培养获得大量的MSC细胞数足够满足临床治疗需要,使得脐带、羊膜和脂肪最适合作为MSC细胞治疗的组织来源。但是我们也必须认识到,不同的实验室、不同的分离方法及不同的培养体系,均可导致MSC的实验研究结果出现不一致性,如下图所示;即使是相同的来源,不同个体之间的间充质干细胞也出现功能上的异质性。

因此,我们必须对目前的研究结果和结论保持一定的谨慎态度,不排除将来的某天培养技术的突破,可以抵消组织来源的差异所导致的MSC功能的差异。

什么是间充质干细胞?

近年来, 间充质干细胞 越来越广泛地应用于疾病治疗当中,成为医疗界中的 一颗新星 ,给大量被疾病困扰的人们减轻了痛苦。2021年,间充质干细胞的临床研究取得了许多新的突破,相继发表的 临床研究成果 给生命带来了新的曙光!

2021间充质干细胞临床成果回顾

(1)间充质干细胞治疗更好地 改善 骨坏死

(2)间充质干细胞治疗 骨关节炎

(3)间充质干细胞帮助10名 脊髓损伤 患者改善病症

(4)围产组织间充质干细胞能改善 脑瘫儿童 的症状

(5)间充质干细胞治疗 缺血性脑卒中 安全有效

(6)间充质干细胞治疗 重症肝病 多中心临床研究已启动

(7)脐带间充质干细胞治疗 二型糖尿病 取得重要进展

(8)日本批准间充质干细胞疗法用于治疗 克罗恩病 患者的复杂肛瘘

(9)FDA批准围产组织间充质干细胞治疗 新冠肺炎III期临床

(10)我国间充质干细胞治疗脑瘫,得到满意结果

(11)日本即将启动间充质干细胞治疗脑卒中的临床试验

(12)20名 自闭症患儿 接受间充质干细胞治疗,病情得到改善

(13)间充质干细胞帮助患者重新回到工作岗位

(14)间充质干细胞对 慢性膝关节疼痛 有显著疗效

(15)脐带间充质干细胞帮助 艾滋病 患者重建免疫力

(16)逆转 肝硬化 !间充质干细胞联合造血干细胞治疗取得显著成效

(17)基因修饰间充质干细胞联合3D微载体,治疗2型糖尿病

(18)间充质干细胞使新冠肺炎患者存活率提高4.5倍

(19)间充质干细胞治疗肝硬化长期有效,改善肝功能和提高生存率

(20)我国首个《间充质干细胞治疗新型冠状病毒肺炎专家共识》

潜力巨大,优势明显

间充质干细胞是干细胞家族的一个重要成员,源于发育早期的中胚层和外胚层。间充质干细胞是一种具有 自我复制能力和多向分化潜能 的成体干细胞,属于非终末分化细胞,它既有间质细胞特性,又有内皮细胞及上皮细胞的特征。

间充质干细胞在体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、软骨、骨、肌肉、肌腱、神经、肝、心肌、胰岛β细胞和内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能。不论是自体还是同种异体的间充质干细胞,一般都不会引起宿主的免疫反应。具有 巨大的临床应用潜力 ,可用于多种急性和退行性疾病的治疗。

(1)强大的增殖能力和多向分化潜能: 在适宜的体内或体外环境下能快速自我更新和复制,并能被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞、基质细胞等多种细胞。

(2)免疫调节功能: 通过细胞间的相互作用及产生细胞因子干扰树突状细胞功能并抑制T细胞的增殖及其免疫反应,从而发挥免疫重建的功能。

(3)来源多样、取材方便,易于分离、培养、扩增和纯化, 多次传代扩增后仍具有干细胞特性。

治疗产品全球概况

目前,间充质干细胞临床试验已经 超过1300项 ,用于治疗各种疾病。最常见的是,间充质干细胞作为一种细胞治疗制剂,正在进行如火如荼的临床试验。通常,间充质干细胞移植后会很快消失,可能是通过旁分泌发挥功能。

目前来看,间充质干细胞已成为全球开展临床研究项目数最多的细胞, 全球也有近十款间充质干细胞药物上市 ,诸如用于治疗急性移植物抗宿主病的Temcell 产品,用于治疗克罗恩病的 Alofisel 产品等。

加拿大和新西兰的监管机构已批准Prochymal异基因骨髓来源的间充质干细胞,用于治疗儿童急性GVHD。

韩国已经批准了两种MSCs产品:一种是一种以脐带血来源的间充质干细胞为基础的治疗退行性关节炎的产品,另一种是自体脂肪组织衍生的间充质干细胞产品,用于治疗克罗恩病患者的肛瘘。

AloFisel(TiGenix和Takeda,欧盟批准)、Temcell(JCR药品,日本批准)和Cellgram-AMI(FCB-pharmicell,韩国批准)是其他几个获批的间充质干细胞产品。

印度批准了用于商业用途的同种异体细胞治疗产品Stempeucel®,也是全球第一个被批准用于治疗严重肢体缺血的间充质干细胞产品。 

间充质干细胞 来源广泛,获得容易,伦理风险较低,可以实现体外规模化扩增 ,未来可应用到广泛的商业化临床治疗。在药物递送技术或基因编辑技术的加持下,间充质干细胞应用范围得到进一步拓宽。

科学家们通过基因工程技术进行了改造,大大拓宽了间充质干细胞的临床用途。

在组织修复中 ,经过改造的干细胞可通过表达神经营养因子、抗炎性细胞因子或血管生成因子,从而促进组织的愈合和恢复。

在遗传性病治疗中 ,通常是将改造过的干细胞用于作为长期的酶替代物,以纠正或消除致病突变的影响。

科学家们通过细胞工程技术进行了改造,还大大扩宽了干细胞的另一种治疗用途——药物递送,便是间充质干细胞技术未来发展的一个重要方向。

最有前景的方法,当属通过干细胞装载前药转化酶、凋亡诱导剂或溶瘤病毒来治疗肿瘤。间充质干细胞已被应用于递送抗肿瘤药物。 第一,免疫原性低,第二,具有肿瘤趋向性 ,这些间充质干细胞会根据肿瘤分泌的化学引诱剂、血管生成因子或炎症信号向肿瘤迁移。

临床应用举例

目前,间充质干细胞已经被广泛应用到临床研究的多种场景当中,比如组织器官的修复、基因治疗的载体等,例如:

对于骨软骨修复 ,目前正在研究间充质干细胞用于治疗多种骨骼疾病。间充质干细胞的成骨分化能力已被用于治疗有缺陷的骨折愈合,无论是单独使用还是与支架结合来修复大的骨缺损,都具有一定的效果。此外,间充质干细胞也被用于软骨修复。在一项研究中,自体间充质干细胞经体外扩增后嵌入胶原凝胶中,然后重新植入骨关节炎患者的关节软骨缺损区域。结果显示,与对照组相比,实验组的透明软骨样组织的形成得到了改善。

对于胰腺的修复 ,目前已证明间充质干细胞具有分化为 β-胰岛细胞的潜力,在体外大鼠骨髓间充质干细胞可分化为功能性胰岛样细胞[4]。这一发现代表了间充质干细胞治疗一系列胰腺相关疾病的潜在用途,包括:糖尿病;胰腺癌;囊性纤维化引起的胰腺损伤;以及先天性胰腺畸形等。

给医学带来更多选择

近年来,间充质干细胞越来越多地被视为一种新的治疗方法和再生医学中是强力候选者。间充质干细胞已被证明具有 诱导血运重建 、 保护组织免受应激诱导 的细胞凋亡,并有 对炎症反应产生积极影响 的能力。此外,间充质干细胞衍生的外泌体也是一种很有前景的无细胞方法,可以发挥与间充质干细胞相当的治疗效果。

间充质干细胞和肿瘤关系

间充质干细胞和肿瘤关系

间充质干细胞最早在骨髓中发现,随后还发现存在于人体发生、发育过程的许多种组织中。目前, 我们能够从骨髓、脂肪、滑膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等组织以及羊水、脐带血中分离和制备间充质干细胞,用得最多的是骨髓来源的间充质干细胞。但骨髓来源的间充质干细胞存在以下问题:随着年龄的老化,干细胞数目显著降低、增殖分化能力大幅度衰退;制备过程不容易质控;移植给异体可能引起免疫反应;取材时对患者有损伤,患者有骨髓疾病时不能采集,即使是健康供者,亦不能抽取太多的骨髓。这都限制了骨髓间充质干细胞临床应用,使得寻找骨髓以外其他可替代的间充质干细胞来源成为一个重要的问题。

2006年,我国在胎盘和脐带组织中分离出间充质干细胞,这种组织来源的间充质干细胞不仅保持了间充质干细胞的生物学特性,而且还具备如下优点:①胎盘和脐带中的干/祖细胞更原始,有更强的增殖分化能力。②免疫细胞较为幼稚,功能活性低,不会触发免疫反应及引起移植物抗宿主病。③干细胞易于分离,纯度高,无肿瘤细胞污染。④扩增时培养体系能统一,便于质控。⑤可制成种子细胞冷冻,多次使用,冷冻后细胞损失小。⑥潜伏性病毒和病原微生物的感染及传播几率比较低。⑦采集时对产妇及新生儿无任何危害及损伤。⑧采集方便,易于保存和运输,伦理学争议少。这种胎盘和脐带来源的间充质干细胞有可能成为骨髓间充质干细胞的理想替代物,并具有更大的应用潜能。

国内间充质干细胞的研究在2015年有了新的突破,北大未名研究及应用的间充质干细胞全器官逆龄抗衰(第四代)价格不到市场价的1/10 。国人可以享受低价高效的顶尖技术,达到全系抗衰、器官修复、器官减龄的目的。

鉴于间充质干细胞具有多向分化潜能、能支持造血和促进造血干细胞植入、调节免疫以及分离培养操作简便等特点,正日益受到人们的关注。随着间充质干细胞及其相关技术的日益成熟,临床研究已经在许多国家开展。作为种子细胞, 临床上主要用于治疗机体无法自然修复的组织细胞和器官损伤的多种难治性疾病;作为免疫调节细胞,治疗免疫排斥和自身免疫性疾病。

最初的临床研究是1995年由Lazarus等人进行的,他们收集缓解期血液肿瘤患者的自体MSC,在体外扩增培养4~7周,然后再静脉注射入患者体内,患者被分为3组,分别给予不同剂量的MSC,注射后没有观察到毒副作用,提示MSC用于移植治疗安全可靠。随后自体MSC的临床报道逐渐增多,病种涉及放疗及化疗后造血重建、移植物抗宿主病(GVHD)、心脏系统疾病等,在这些报道中均证明临床经静脉输注安全可靠。

然而自体间充质干细胞的应用过程中逐渐暴露了不便之处:例如扩增能力个体差异很大;潜在的肿瘤细胞污染风险;培养需要一定的时间,不能及时适应病情的需要等。这些制约了自体间充质干细胞的使用。间充质干细胞给未来的再生医学带来了新希望, 对间充质干细胞更深入的研究和临床应用必将在不远的将来造福人类。其中,胎盘和脐带来源的间充质干细胞具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制、易于工业化制备等特征,有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。

日本干细胞疗法——让无数运动员的满血复活

平成时代的怪物松坂大辅,终于为他的职业棒球生涯拉上了帷幕。 这本追溯其职业生涯的《松坂大辅:完整保存版》刚刚上市。

在他职业生涯的后半段,他因反复手术和受伤,但仍继续投球,"直到他成为一个残废"。 因为经历了如此多的伤害,松坂说他现在对运动员的伤害和治疗很感兴趣。

裙本:前一阵子我在《数字》杂志上读到关于松坂的专题报道,我很惊讶地看到,他只要看一下其他球员的状态就能知道他们哪里受伤了。...... 你是怎么知道的呢?

松坂:我几乎总是能看出来。 特别是对投手而言。 无论他是否意识到,我都能看到他是否捂着肘部,或者他的肩膀是否受伤了。 但我认为,球员感到身体不适是正常的,即使它没有变成疼痛。 进入职业棒球的球员已经投掷了很多。

裙本:我想改变他们的心态。 如果你一感觉到不适就立即治疗,你可以避免严重的伤害。

松坂:这只是一个你如何判断不舒服的问题。 就我而言,有很多次我都在想,"什么? 以我的肘部为例,即使我感觉到张力退得有点慢,我也认为这可能是因为我的身体状况或因为我使用了很多快球,所以我没有想到要去检查。

 我甚至和我的教练谈过这个问题。 但他说,"我们的赛季只剩下大约两个月了,所以我们要坚持下去"(笑)。 如今,如果球员抱怨身体不适,你可以建议立即进行检查,但问题是球员是否会谈论它。

裙本:如果球员对干细胞疗法有充分的了解,你认为他们的意识会改变吗?

松坂:我认为会有变化。 例如,如果你在淡季对它们进行治疗,你可以让它们在明年的训练营中及时恢复。

裙本: 同样,再生医学和手术的最大区别是康复期的长度。 康复期越长,你的表现就越差,需要更长时间才能回到球场上。 在再生医学的情况下,如果我们能早期治疗损伤,只需注射一次就能控制疼痛,球员在短暂的休息后就能恢复工作。 我认为这对球员有好处,对球队也有好处。 如果他们不得不忍受痛苦,进行外科手术,他们将缺席一年左右的时间,所以我希望在早期阶段照顾好伤病的想法能在整个体育界传播。

一代人认为隐藏伤害是 "酷 "的。

松坂:那是理想,但现实是,不仅在职业棒球中,而且在其他运动中,球员处于一种环境中,即使是最轻微的疼痛或不适也很难谈及。 我认为给他们建议可能更好。

裙本: 是的。 球员们需要改变他们的心态,但我认为最好的事情是让球队改变。 从球员的角度来看,如果他们认为自己会被从常规阵容中剔除,他们可能会坚持到最后一分钟。

松坂:一代人中的大多数经理人都是忍受痛苦的人,他们认为隐藏伤病并通过它们来工作是很酷的,所以我认为他们对伤病并不敏感(笑)。 我也是这样的。

但我认为有很多球员想知道他们会持续多久,这种痛苦会持续多久。 带着这种焦虑玩耍是相当有压力的,而且很难集中注意力。 那么,作为一个理所当然的问题,性能会受到影响。

其中80%到90%的人都出现了某种故障。"

裙本:没有任何伤病就退役的职业球员与遭受伤病的球员的比例是多少?

松阪:我的感觉是,其中80%到90%的人都有某种问题。 隐藏痛苦有一种美感,我想几乎每个人在某些时候都是痛苦的。在崩溃发生之前,身体里总是有一些迹象。 我认为,一旦你觉得自己有问题,就去做检查,这是一个好主意。

裙本: 不舒服一定有原因,所以找出原因非常重要,如果可以用再生医学来治疗,那么就可以恢复更好的状态了。

松阪呼吁:"请把钱花在身体保养上"

松阪:我认为从现在开始,这种准备是必要的。 我希望每个人都能这样做。 因为受伤而退出真的很遗憾,所以我想减少这种球员的数量。

 在我退休的那天,我对大家说:"你们必须支付培训和维护费用。 我在退休那天告诉大家要把钱花在训练和身体保养上。 归根结底,这是为你自己好。 现在可能要花钱,但如果你不这样做,以后会花更多的钱。

 通过再生疗法,你可以在淡季治疗不适或疼痛的部位。 我希望这个循环能在球员的思维中扎根。

这不是第一位接受干细胞再生治疗的运动员,实际上干细胞疗法已经拯救了无数运动员的职业生涯。

拳击传奇人物迈克·泰森(Mike Tyson)在退休15年后重返拳击场。这位53岁的老人接受了干细胞疗法。

泰森在15年漫长的岁月后退役的决定引起了铁杆拳击迷的兴奋。尽管Iron Mike仅会参加一场慈善展览比赛,但这并不意味着Tyson在拳击场内的归来不会吸引很多人。泰森已经开始了激烈的训练方案,以便及时恢复体形以备拳击比赛之用。在最近与NBA传奇人物沙奎尔·奥尼尔(Shaquille O'Neal)进行的 Live会议中,泰森透露自己正重新成为一名拳击手,而干细胞疗法有助于他的回归。

迈克·泰森干细胞疗法透露

在Instagram现场直播中说:“你知道我做了什么吗?我接受过干细胞研究疗法。科学家可以做的事情真是荒唐。” 尽管迈克·泰森(Mike Tyson)并未详细说明使用干细胞疗法究竟能治疗哪种疾病,但这位前WBA重量级冠军却很高兴能够再次训练。

迈克·泰森拳击归来:迈克·泰森训练

几天后,Iron Mike与Rafael Cordeiro分享了他的培训课程的简短片段。泰森看起来身体状况很好,戴着拳击手套看上去很舒服。迈克·泰森(Mike Tyson)的拳击比赛预计将在今年晚些时候举行。迈克·泰森(Mike Tyson)在1986年成为有史以来最年轻的重量级冠军,他在58次职业比赛中保持50-6的赔率(双输)。

2020年12月1日讯 凯尔特人官方更新了沃克等人的伤情,肯巴-沃克在10月初与多位专家进行了磋商之后,接受了左膝干细胞注射,并且接受了为期12周的强化训练,为即将到来的赛季做准备。沃克预计在12月初返回赛场,关于他何时能够上场比赛的时间将进一步在1月的第一周公布。

2019年8月24日,美国男篮正式公布了征战2019年篮球世界杯的12人大名单,肯巴·沃克随美国国家队征战,并担任球队队长。

干细胞疗法——无数运动员的满血复活

运动员是非常容易受伤的职业。特别是膝盖,有些人还活着,可是他的膝盖已经“死了”。

跳起落地、运动冲撞、运动磨损膝盖是运动员们最容易也是最不愿受伤的部位。2013年网球巨星纳达尔的膝盖撕裂后接受了干细胞治疗,很快重回训练场。美国著名橄榄球运动员约翰逊也同样经历过左膝盖半月板撕裂,通过接受了干细胞输注成功修复受损的膝盖。

干细胞使组织再生,器官修复

这是一个相辅相成的过程。由细胞构成组织,再由组织构成器官。

所以说,人是由各种不同的细胞组成的,有的发挥收缩功能,比如肌肉细胞;有的发挥造血功能,比如造血细胞;有的发挥保护人体表面的功能,比如皮肤细胞。

如果我们的身体是一个“社会”,我们的每一个体细胞就是被训练得高度“专业”的社会精英,各司其职。而在这个社会中,干细胞像一个从未接受过任何专业训练的小学生,但是经过一定的学习(分化),干细胞具有从事各种职业的潜能(多向分化),比如 组织再生 (tissue regeneration)、 器官修复 (organ repair)等,达到治疗疾病的目的。

在干细胞中,间充质干细胞十分瞩目。 间充质干细胞来源方便,易于分离、体外培养、扩增和纯化,多次传代扩增后仍然具有干细胞特性,且间充质干细胞具有较低的免疫原性,能够减少移植排斥。

以上这些特质,使得间充质干细胞(MSC)成为研究得最为广泛,应用最为深远的 “万能细胞” 。凭借其强大的 自我复制 和 多向分化 能力,间充质干细胞在适宜的体内或体外环境下可以分化为 神经细胞、肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞和造血细胞等,并结合相应的分泌因子修复大脑、肝脏、心脏等。

随着再生科学技术领域的突破,和与生物技术领域不断的交叉融合,我们有幸看到许多“不可思议”的案例,比如干细胞修复器官等,为目前尚无有效治疗手段的器官损伤提供可能的治疗策略,不断造福患者。

干细胞修复骨关节

骨关节炎是目前骨科领域患病率最高、患者人群最广的一种疾病。这曾是一种老年常见病,但却因马拉松等运动而成为现代人的通病。

目前治疗骨关节炎的关键,是防止软骨进一步磨损。由于软骨的再生能力极差,临床上一直没有较好的方法进行恢复性治疗。而 关节内注射间充质干细胞,可以局部再生半月板、软骨内的软骨细胞,从而治疗骨关节炎,或者静脉输注间充质干细胞,刺激患者自身软骨细胞的再生,缓解骨关节炎,恢复骨关节功能。

三组在关节内注射脂肪来源的间充质干细胞后关节镜评估内侧和股骨髁中的关节软骨再生

利用干细胞特性的再生医学

在人体中,有些细胞可以转化为各种形状,例如受精卵。这些被称为 干细胞 。干细胞在正常情况下不活跃,但是当它们感觉到细胞受损或细胞数量减少时,它们会自我分裂并替换受损或不足的细胞以修复身体功能。 干细胞的功能之一是分化能力。即转化成各种组织的细胞如红细胞,皮肤和软骨的能力。 干细胞具有修复最初受损或弱化的细胞的功能。使用干细胞进行再生可增强这些干细胞的自我修复能力,作用于磨损的软骨和不再起作用的器官,并恢复其功能以恢复其原始身体功能。

干细胞治疗有两种类型

1.静脉注射(静脉滴注)

对应疾病:肝病、糖尿病

使用干细胞的再生治疗是通过直接注射到关节或皮肤中进行的。但是,内部器官等很多地方无法直接注入体内。

如果不可能直接注射,将通过滴注进行静脉注射。通过静脉注射注射到血管中的干细胞在整个人体中传播,并可以在不可能直接注射的地方促进组织和器官的修复和功能恢复。

实际上,世界各地的医疗机构和研究机构都报告说,它们可有效治疗脊髓损伤,脑梗塞,肺部疾病,心脏病,风湿病等自身免疫性疾病以及肝病和糖尿病。

2.联合注射

对应疾病:肩膀、膝盖、髋关节等

到目前为止,减轻肩膀,膝盖和臀部疼痛的唯一方法是吃药或注射类固醇或透明质酸。如果经过这些治疗后症状仍然恶化,我们就必须进行人工关节和关节镜等手术,这给身体带来了沉重负担。

因此,存在一个问题,即那些“不想接受手术”或“不能接受手术”的人别无选择,只能忍受痛苦地生活。

通过用再生药物培养干细胞并直接或间接施用它们,可以期望通过修复和再生磨损的软骨和受损组织来抑制炎症并改善疼痛。

3.运动障碍/创伤

对应疾病:肩膀肌腱板损伤、新月板损伤|肝炎(跳膝)、膝盖韧带损伤|内侧肘(高尔夫球肘)上con炎|外侧肘(网球肘)上con炎、Osgood Schlatter病、肉分离(肌肉破裂)跟腱炎、踝关节韧带损伤、腕关节韧带损伤、腱鞘炎、TFCC损伤、单一肌腱炎

由于花费在治疗和康复上的时间,对运动员和运动员的伤害可能导致重大损失。此外,如果进行手术,则可能必须退休,因为返回需要更长的时间。因此,有效修复关节,骨骼,肌肉和韧带等组织的PRP疗法和自体脂肪衍生的干细胞疗法被用于加速组织恢复并旨在早期恢复。

新突破:新型干细胞疗法治愈小鼠糖尿病

近日,圣路易斯华盛顿大学医学院发表的研究表明,利用罕见Wolfram综合症患者的皮肤生成诱导多能干细胞,再将这种干细胞转化为产生胰岛素的细胞,并使用基因编辑工具CRISPR-Cas9对导致该综合征的遗传缺陷进行校正。然后, 他们将校正后的细胞植入实验室小鼠,并治愈了这些小鼠的糖尿病。 该研究于4月22日在线发表在《科学转化医学》杂志上。

科学家希望未来能提取患者尿液中的干细胞,然后将其转化为β细胞,通过CRISPR纠正这些细胞中的突变并移植回糖尿病患者体内,达到治疗糖尿病的效果。

近年来,医学界在干细胞治疗糖尿病领域从未停止过 探索 。新研究成果的发布,让功能性治疗糖尿病拥有新的思路。

糖尿病

糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,导致血糖水平升高的机制是胰岛素缺乏、身体使用胰岛素的能力缺陷或两者兼而有之。

随着现代生活方式的改变,糖尿病的发病率越来越高,最近的一项调查发现,全球每年有140多万人死于糖尿病,糖尿病长期存在的高血糖会导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害和功能障碍[1]。

疾病本身的痛苦和大量不可预见的并发症让患者的生活质量严重下降,倍受病痛折磨。

现有 治疗糖尿病方法多样,但难以有效稳定控糖

目前临床上对于糖尿病的治疗尚无根治的方法,大部分的治疗方式旨在控制病情的发展恶化而非根本性治疗,并且难以有效稳定控糖 ,主要包括饮食治疗、运动治疗和药物治疗。

饮食治疗是各种类型糖尿病治疗的基础,主要适用于一部分轻型糖尿病患者。运动治疗可改善机体对胰岛素的敏感性,还可以降低体重,减少身体脂肪量,增强体力,主要适用于一部分年轻的糖尿病患者。两者对于糖尿病患者的治疗效果并不明显[2]。

药物治疗适用于各个年龄段的患者,也是晚期糖尿病患者选择的治疗方式。药物治疗包括口服药物治疗和胰岛素治疗,市面上的口服药主要是磺酰脲类药物、α葡萄糖苷酶抑制剂、双胍类降糖药物等,但这类药物禁忌患有肝、肾、心、肺疾病患者使用,同时治疗也会带来不同程度的不良反应。胰岛素治疗的最大不良反应为低血糖[3]。

干细胞治疗糖尿病,带来新的转机

近年来,再生医学应用最广泛的是间充质干细胞。间充质干细胞具有多向分化、自我更新以及分泌多种细胞因子参与损伤组织与器官修复的潜能,被广泛应用于疾病的治疗研究中。

大量的研究发现间充质干细胞在体内或特定诱导条件下,可分化为胰岛β细胞,同时促进巨噬细胞M1向M2转化,进而改善胰岛素抵抗和促进胰岛和β细胞再生,使过高的血糖得以改善。机制可能是间充质干细胞的分泌效应改善了损伤组织的局部微环境,促进损伤胰岛的α细胞和β细胞转化,达到修复损伤胰岛的目的 [4]。

目前国内外有大量关于干细胞治疗糖尿病的实验研究和临床试验,结果均显示有明显改善效果。

根据著名国际化杂志《New Scientist》报道, 有2名I型糖尿病患者接受了源于胚胎干细胞的细胞植入物治疗,旨在当血糖水平上升时释放胰岛素以恢复正常血糖水平。这也是全球首例基于胚胎干细胞的糖尿病治疗研究。《Diabetology&Metabolic Syndrome》杂志报道了一些拉丁美洲国家的糖尿病干细胞研究。

此外,近年来有关干细胞治疗糖尿病的热度一路攀升,吸引了不少国内外研究学者的关注。

研究发现,干细胞治疗糖尿病的主要效果体现在以下几点[4-6]:

Ø 有效改善血糖

Ø 明显减少和缓解并发症的发生

Ø 增加2型糖尿病c肽水平和调节性t细胞水平

Ø 有效改善胰岛抵抗,部分能够摆脱胰岛素

Ø 效果稳定、长期,无明显不良反应

结语

随着干细胞应用的迅猛发展,干细胞治疗糖尿病已经取得了一系列的突破性成果。相信随着科学研究与医疗技术的不断发展与进步,干细胞治疗糖尿病不仅可以改善症状,而是有可能真正的阻止疾病的发展,为糖尿病患者带来希望。

参考文献:

[1] Stein SA, Maloney KL, Pollin TI: Genetic Counseling for Diabetes Mellitus. Curr Genet Med Rep 2014, 2(2):56-67.

[2] Shepherd E, Gomersall JC, Tieu J, Han S, Crowther CA, Middleton P: Combined diet and exercise interventions for preventing gestational diabetes mellitus. Cochrane Database Syst Rev 2017, 11:CD010443.

[3] Saifan C, Nasr R, Mehta S, Sharma Acharya P, Perrera I, Faddoul G, Nalluri N, Kesavan M, Azzi Y, El-Sayegh S: Diabetes insipidus: a challenging diagnosis with new drug therapies. ISRN Nephrol 2013, 2013:797620.

[4] Solis MA, Moreno Velasquez I, Correa R, Huang LLH: Stem cells as a potential therapy for diabetes mellitus: a call-to-action in Latin America. Diabetol Metab Syndr 2019, 11:20.

[5] Sun X, Hao H, Han Q, Song X, Liu J, Dong L, Han W, Mu Y: Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells ameliorate insulin resistance by suppressing NLRP3 inflammasome-mediated inflammation in type 2 diabetes rats. Stem Cell Res Ther 2017, 8(1):241.

[6] Zang L, Hao H, Liu J, Li Y, Han W, Mu Y: Mesenchymal stem cell therapy in type 2 diabetes mellitus. Diabetol Metab Syndr 2017, 9:36.

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