干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。
根据发育阶段分类
①胚胎干细胞具有发育全能性,在理论上可以诱导分化为机体中所有种类的细胞。
②成体干细胞主要有:造血干细胞、骨髓间充质干细胞等
根据不同的分化潜能分类
按照此种分类方式,干细胞可分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。
①全能干细胞:具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力,有形成完整个体的分化潜能,如胚胎干细胞。
②多能干细胞:骨髓间充质干细胞可以分化为多种中胚层组织的细胞(如骨、软骨、肌肉、脂肪等)及其他胚层的细胞(如神经元)。
③单能干细胞
间充质干细胞的起源与发展
间充质干细胞(MSC),是一类起源于中胚层的成体干细胞,具有自我更新及多向分化潜能,经诱导可分化为多种间质组织,如骨骼、软骨、脂肪、骨髓造血组织等。
20世纪70年代,Friedenstein等从骨髓中分离出一种纤维原细胞,并证明其可在体外大量扩增,并具有定向分化的特征。
年,Caplan教授首次提出MSCs的概念,他也被业界称为“间充质干细胞之父”。此后,MSCs进入高速发展阶段。
年,Lazarus等第一次将MSCs运用于临床。
年,Erics等首次报道了从脐带血中分离培养出MSC,并认为其不仅能提高造血干细胞的骨髓归巢和早期造血恢复,还具有免疫原性弱的特性。
经过这几十年漫长的发展,大量的体外和动物体内实验表明,间充质干细胞对许多疾病具有潜在治疗作用。
间充质干细胞的特点
多向分化:具有强大的增殖能力和多向分化潜能。
免疫调节:免疫原性低,有免疫调节功能,使用不引起免疫排斥反应,且可抑制排斥反应。
数量丰富:各组织中含量丰富,易于采集,制备简单。
繁殖力强:经体外培养可达10亿个,供多次使用。
安全可靠:基因稳定,不易突变,多次传代扩增后仍具有干细胞特性。
适用面广:适用范围广泛,几乎可用于治疗所有的组织损伤、衰老及退行性病变。
间充质干细胞的应用
全球有21种干细胞产品获批上市。
在我国,国家食品药品监督管理局受理干细胞新药申请共计13项,在获批的13项干细胞药物临床试验中,膝骨关节炎和GVHD各3项,其余7项适应症分别为类风湿关节炎、炎症性肠病、慢性牙周炎、缺血性脑卒中、特发性肺纤维化、糖尿病足溃疡和肝衰竭。
应用1.骨髓间充质干细胞通过多种免疫调节机制延缓移植排斥反应
间充质干细胞在骨髓移植中的作用
移植后造血恢复缓慢大约35%-50%左右的造血干细胞移植治疗会发生急性GVHD,并且一旦患者对糖皮质激素类治疗反应不好,GVHD的发病率和死亡率相当高。间充质干细胞因其具有免疫调节特性,与免疫系统的细胞相互作用,诱导抗炎性细胞因子的发生,对因自体抗原激活的T细胞增殖、杀伤T细胞的活性有抑制作用等特点,在治疗GVHD的具有巨大的价值。
移植物抗宿主病(graft-versus-hostdisease,GVHD)是器官/血液捐献者的免疫细胞对被移植者的“攻击”,导致骨髓移植(BMT)后出现的多系统损害(皮肤、食管、胃肠、肝脏等)的全身性疾病。
间充质干细胞促进造血恢复和免疫重建,降低GVHD
动物试验显示:
MSC促进受体鼠的外周血白细胞、血小板、淋巴细胞的明显恢复;
帮助胸腺、脾脏的结构重建,加速T细胞恢复
降低GVHD的发生率及严重程度
临床试验:
早在年,美国就上市了一款名为Prochymal的间充质干细胞药物,用于治疗GVHD
应用2.骨髓间充质干细胞抑制实体瘤的增殖
其他应用
血液系统疾病:主要是白血病,是临床应用较早也较为成熟的领域;
神经系统疾病:如帕金森氏综合征、老年痴呆症、外伤性脑损伤、脊髓损伤、运动神经元病等;实质器官损伤或病变:如肝硬化及其并发症、肺及其他组织纤维化等;免疫系统疾病:主要是利用干细胞的免疫调控作用,如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等;心血管系统疾病:如心肌梗塞、血管病变、缺血性心脏病等;代谢性疾病:如糖尿病及其并发症等;骨关节疾病:如骨关节炎,股骨头坏死等;生殖系统疾病:如卵巢早衰、内分泌失调等其他领域,如角膜干细胞治疗眼部疾病、干细胞抗衰老等。作者:海星生物