干細胞：什么是干細胞是，干細胞能做什么

什么是干細胞？

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

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

干細胞具有獨特的能力，可以在每次分裂時產(chǎn)生自身的副本（自我更新）和其他更特化的細胞類型（分化）。因此，干細胞對于維持血液、皮膚和腸道等組織的持續(xù)更新（細胞更換）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。

干細胞類型有哪些？

根據(jù)發(fā)育階段分類可分為胚胎干細胞和成體干細胞 :

? ? ? ①胚胎干細胞：是指由胚胎內(nèi)細胞團或原始生殖細胞經(jīng)體外抑制培養(yǎng)而篩選出的細胞，可以利用體細胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)來獲得 。

? ? ? ②成體干細胞：是指存在于一種已經(jīng)分化組織中的未分化細胞，這種細胞能夠自我更新并且能夠特化形成組成該類型組織的細胞 。

      根據(jù)不同分化潛能可分為全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞 :

? ? ? ①全能干細胞：具有自我更新和分化形成任何類型細胞的能力，有形成完整個體的分化潛能 。

? ? ? ②多能干細胞：具有產(chǎn)生多種類型細胞的能力，但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制 。

? ? ?③單能干細胞：常被用來描述在成體組織、器官中的一類細胞，意思是此類細胞只能向單一方向分化，產(chǎn)生一種類型的細胞。

干細胞主要分為三種類型：

胚胎干細胞

誘導(dǎo)多能干細胞

成體干細胞或間充質(zhì)干細胞

胚胎干細胞

今天研究中使用的胚胎干細胞來自未使用的胚胎。 這些來自體外受精程序。 它們通常用于科學(xué)研究和疾病模型。 這些胚胎干細胞是多能的。 這意味著它們可以變成所有細胞類型。

優(yōu)點：胚胎干細胞可以分化為外胚層、中胚層和內(nèi)胚層。

缺點：涉及倫理問題，可能會產(chǎn)生畸胎瘤并發(fā)展成腫瘤干細胞。

誘導(dǎo)多能干細胞

誘導(dǎo)多能干細胞或iPS細胞是科學(xué)家在實驗室制造的干細胞。

“誘導(dǎo)”是指它們是在實驗室中通過提取正常的成體細胞（如皮膚或血細胞）并將它們重新編程為干細胞而制成的。

就像胚胎干細胞一樣，它們是多能的，因此它們可以發(fā)育成任何細胞類型。

優(yōu)點：廣泛用于醫(yī)學(xué)研究和藥物檢測以及疾病模型。

缺點：可能會產(chǎn)生畸胎瘤并發(fā)展成腫瘤干細胞。

成體干細胞或間充質(zhì)干細胞

成體干細胞或間充質(zhì)干細胞隨著生物體的生長提供新的細胞并替換受損的細胞。

成體干細胞或間充質(zhì)干細胞被稱為是多能干細胞，這意味著它們只能變成體內(nèi)的某些細胞，而不是任何細胞，例如：

血液或造血干細胞只能替代血液譜系中的各種類型的細胞。

皮膚或上皮干細胞提供了構(gòu)成我們皮膚和頭發(fā)的不同類型的細胞。

脂肪組織、身體脂肪或簡單的脂肪也是間充質(zhì)干細胞的良好來源，可以分化成骨骼、軟骨和肌肉。

優(yōu)點：可以分化成骨骼、軟骨和肌肉。

備注：對于某些人來說，異基因間充質(zhì)干細胞可能有輕微的過敏反應(yīng)。

為什么人們對干細胞有如此的興趣？

干細胞可用于研究發(fā)育

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

一些最嚴重的疾病，如癌癥和出生缺陷，都是由于異常的細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。這是干細胞研究的一個重要目標。

干細胞具有替換受損細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胞的關(guān)鍵。今天，捐贈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遠超過可用供應(yīng)。干細胞，如果可以定向分化成特定的細胞類型，則可能提供替代細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胞并對其進行詳細研究。攜帶疾病基因或經(jīng)改造后含有疾病基因的干細胞提供了一種可行的替代方法?？茖W(xué)家們可以在實驗室中使用干細胞來模擬疾病過程，并更好地了解出了什么問題。

干細胞可以為測試新療法提供資源

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

為什么使用胚胎干細胞會有爭議？

胚胎干細胞從早期胚胎中獲得。早期胚胎是指卵子和精子通過體外受精形成的一組細胞。由于人類胚胎干細胞從人類胚胎中提取，因此有人提出了關(guān)于胚胎倫理學(xué)研究的一些問題。

美國國立衛(wèi)生研究院于2009年制定了人體干細胞研究指南。該指南明確了人體干細胞的概念以及在研究中的使用方法，其中還包括了捐獻胚胎干細胞的建議。此外，該指南還規(guī)定，來自體外受精胚胎的胚胎干細胞只有在不需要時才能加以利用。

這些胚胎來自哪里？

用于胚胎干細胞研究的胚胎來自體外受精但從未植入女性子宮的卵子。經(jīng)捐獻人知情同意，捐獻干細胞。干細胞可以在實驗室的試管或培養(yǎng)皿的特殊溶液中存活和繁殖。

為什么研究人員不能改為使用成體干細胞？

盡管成體干細胞的研究很有前景，但成體干細胞可能不如胚胎干細胞那樣萬能和耐用。可能無法通過操作成體干細胞使其產(chǎn)生所有類型的細胞，這限制了成體干細胞在疾病治療方面的應(yīng)用方式。

成體干細胞也更可能因環(huán)境危害（如毒素）或細胞在復(fù)制過程中獲得的錯誤而出現(xiàn)異常。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)成體干細胞的適應(yīng)性比最初想象的要強。

干細胞系是什么？為什么研究人員要使用它們？

干細胞系是一組細胞，它們都是從單個原始干細胞中傳留下來，并在實驗室中生長。干細胞系中的細胞繼續(xù)生長，但不分化為專門的細胞。理想情況下，它們不存在遺傳缺陷，并繼續(xù)產(chǎn)生更多的干細胞?？梢詮母杉毎抵刑崛〖毎?，進行冷凍保存或與其他研究人員共享。

什么是干細胞療法（再生醫(yī)學(xué)）及其原理？

干細胞療法亦稱為再生醫(yī)學(xué)，利用干細胞或其衍生物促進患病、功能失調(diào)或損傷組織的修復(fù)反應(yīng)。這將開啟器官移植的新篇章，利用細胞代替供應(yīng)有限的供體器官。

研究人員在實驗室培養(yǎng)干細胞。這些干細胞被處理成特定類型的細胞，如心肌細胞、血細胞或神經(jīng)細胞。然后將這些專用細胞植入人體。例如，這類細胞可注射到心臟病患者的心肌中。這些健康的移植心肌細胞可能幫助修復(fù)受損的心肌。研究人員已證實，可引導(dǎo)成人骨髓細胞變成心臟樣細胞，用于修復(fù)人們的心臟組織，但更多研究還在進行中。

現(xiàn)在干細胞在臨床上的應(yīng)用如何？

盡管人們對干細胞在再生醫(yī)學(xué)中的作用很感興趣，但實際上目前可用的治療方法很少。

在中國，涉及干細胞的唯一治療方法是用于治療某些血癌和自身免疫性疾病的血液干細胞移植。將干細胞用于治療其他疾病和失調(diào)仍處于試驗階段，尚待全面測試以確定它們是否有效或是否安全。

重要的是要記住，除非可能的新療法在臨床試驗中經(jīng)過嚴格的測試，并進行適當?shù)谋O(jiān)管監(jiān)督和獨立分析，否則它們不會被視為經(jīng)過驗證或推薦的醫(yī)學(xué)治療形式。

干細胞如何研究治療疾?。?/h3>

雖然干細胞的使用為未來的臨床治療帶來了很多希望，但干細胞已經(jīng)在研究實驗室中嶄露頭角。世界各地的研究科學(xué)家正在使用不同類型的干細胞來更好地了解干細胞如何“決定”成為什么以及它們?nèi)绾斡绊懞涂刂七@些過程。如果要完全實現(xiàn)干細胞在再生醫(yī)學(xué)中的前景，我們需要回答這些重要問題。

研究人員還使用干細胞來加快新藥的開發(fā)過程，并更多地了解不同疾病是如何發(fā)展的，以及我們的細胞在生病或受傷后會發(fā)生什么。

了解疾病

科學(xué)家們能夠從患者身上提取患病細胞，并在實驗室中對其進行研究，以更深入地了解患病細胞的行為方式、疾病的進展方式以及健康細胞在疾病過程中發(fā)生的情況。他們還可以研究組織內(nèi)干細胞的作用和功能，以確定疾病期間或受傷后發(fā)生的情況。

最近，研究人員已經(jīng)能夠使用干細胞在實驗室中培育出被稱為“類器官”的小器官，這有助于他們研究正常發(fā)育和疾病。有了這些知識，科學(xué)家們可以更好地了解疾病，并可以利用這些信息最終開發(fā)治療方法，包括針對疾病的不同方面或階段的新藥。

開發(fā)新藥

在實驗室中研究干細胞可能有助于加快開發(fā)新藥的過程。制藥公司通常先在動物身上測試藥物，如果成功，然后可以在人體上進行測試。

通過使用干細胞，科學(xué)家們可以通過使用患病的人體細胞或微型器官直接測試藥物對人類可能產(chǎn)生的影響，而不是僅僅依靠動物測試。還可以更快地測試藥物，這有望加快藥物發(fā)現(xiàn)過程并降低成本。

更換丟失的細胞

在實驗室中培養(yǎng)新的健康細胞以替代那些因疾病而丟失或受損的細胞，這是干細胞可以幫助患者的另一種方式。然而，培養(yǎng)細胞只是這個過程的一小部分。

研究人員仍然需要確保健康細胞能夠到達需要它們的地方，并在到達那里后將自己整合到人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜細胞和組織網(wǎng)絡(luò)中。

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本資料單的原始版本由Claire Cox創(chuàng)建并由Austin Smith審閱， Paolo Bianco、Ian Chambers、Allen Eaves、Tariq Enver和Thomas Graf提供了專家意見。它由 Sabine Gogolok 研究和更新，并由英國時代研究經(jīng)理（知識管理）和愛丁堡大學(xué)研究員（知識交流）Phil Rossall 進一步審閱。