幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

2015年6月,德國波鴻魯爾大學兒童醫院的燒燒病房接收了一名7歲兒童患者。該患者患有交界性大皰性表皮鬆解症(JEB),全身80%的皮膚損傷丟失。在監護人簽署知情書、當地監管機構同意及德國波鴻魯爾大學倫理審查委員會批准同情使用的前提下,醫院對這名7歲的兒童患者實施了

表皮幹細胞基因療法。

8個月後,也就是2016年2月,這名兒童重獲健康皮膚並出院,至今正常。

這項臨床突破性進展基於此前幾十年的基礎研究,在這名孩子治療後的數月隨訪收集到的臨床數據也有助於促進基礎科學家們對人類皮膚生物學的重大理解,比如表皮的正常再生僅由少數能自我更新的幹細胞克隆指導完成,這些細胞能自我更新,生成祖細胞補充終末分化的角化細胞,而具有如此修復潛能的正是間充質幹細胞。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

皮膚是人體最大的器官,維持著機體內環境的穩定,具有美觀,保護機體,調節體溫,感受壓力、疼痛和溫度等功能,能夠保護人體組織器官不受外界侵襲。

在世界範圍內,大約2%的人正在忍受慢性皮膚傷口的病痛,每年有30萬人因皮膚損傷而致死。傷口癒合是一個非常複雜、由多種因素共同參與的過程,包括 炎症、增生和組織再塑等階段。儘管有許多新技術(包括生長因子和皮膚替代物)被廣泛用於促進傷口癒合,但在大多數情況下,現有治療方法能實現傷口癒合的百分比僅為50%~60%。

大量的臨床前和臨床試驗表明,間充質幹細胞(MSCs)治療可以加速傷口癒合,為各種難以癒合的慢性傷口的治療帶來了希望。

神秘的間充質幹細胞

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

間充質幹細胞是幹細胞家族的成員,具有自我複製能力和強大分化潛能。

成體間充質幹細胞(MSCs)是來源於中胚層的多能幹細胞,在再生醫學領域應用廣泛。MSCs首先不存在胚胎幹細胞的倫理的問題,在合理的傳代範圍內也不存在致瘤性的問題,來源廣泛,取材容易;MSCs可向脂肪、軟骨、骨、神經細胞、內皮細胞等分化,最新的報道也可轉分化誘導成為造血幹細胞;MSCs可分泌幾十上百種因子,包括生長因子、細胞因子、趨化因子、酶等,在組織和器官的生長和修復中起到至關重要的作用。

間充質幹細胞——強大的可塑性

大家都知道孫悟空72變的能力,幹細胞家族中的重要成員——間充質幹細胞,其變換自己的本領也不遑多讓。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

“變色龍”免疫調節機制

眾所周知,感冒發燒那是因為身體抵抗力下降,產生了炎症。不僅如此,其實在人類的大部分嚴重疾病的發病過程中,例如肝硬化、糖尿病,甚至包括癌症,炎症都在其中扮演了至關重要的角色。而間充質幹細胞就可以根據炎症的強弱大小,或者炎症發生的地點,來變換自己的性質,發揮不同的功能:它既可以消炎,也可以促炎。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

間充質幹細胞最重要的特性在於其具有很強的免疫調節作用。而人體內環境複雜多變,在不同炎症情況下,間充質幹細胞的免疫調節作用是不同的。科學家研究發現,間充質幹細胞的免疫調節具有這樣一種“變色龍”特性,它好像就是炎症環境的一個調和劑:當炎症反應強時,它就會抑制免疫反應;當炎症反應弱時,它反而可能促進免疫反應。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

靶向治療多種腫瘤

間充質幹細胞擁有其他幹細胞所沒有的優點,那就是它具有向損傷組織定向遷移並根據具體環境來調節免疫反應的獨特能力,這使其在臨床應用上擁有了巨大的潛力。

腫瘤是現今致死率極高的疾病,對腫瘤的發病機理的研究以及腫瘤治療方法的探討一直是全世界生物醫學研究的最熱點。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

腫瘤被認為是一種永不能癒合的創傷。而間充質幹細胞就像一顆子彈一樣,能夠定向向創傷炎症部位遷移,所以在腫瘤的發生生長過程中,間充質幹細胞會定向遷移到腫瘤部位。科學家將其作為攜帶抗腫瘤藥物的載體,就像將子彈塗上毒素,從而實現有效的腫瘤治療。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

重組干擾素α(IFNα)作為臨床藥物可以治療多種腫瘤,但是由於其半衰期短,用量高,副作用嚴重,在臨床應用中受到限制。

為解決這一瓶頸問題,科學家利用間充質幹細胞的載體功能,使其攜帶表達IFNα,實現該細胞因子的局部釋放和腫瘤的靶向治療。實驗發現,能夠分泌IFNα的間充質幹細胞無論是與腫瘤細胞共同注射,還是腫瘤生長後注射,都可以完全抑制腫瘤生長,而且其抗腫瘤能力要明顯高於IFNα重組蛋白的作用。

在皮膚損傷中的應用前景

成體間充質幹細胞有轉化為內皮細胞的潛能,結合生物羊膜,在燒傷燙傷外傷的皮膚病變中有很好的應用前景。間充質幹細胞分泌的細胞因子和生長因子能調節炎性反應,誘導血管新生,增強上皮細胞生長,加速顆粒組織和細胞外基質的形成。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

多項研究證實,在全身或創面局部應用間充質幹細胞治療均可促進損傷皮膚的修復並提高癒合質量。間充質幹細胞治療可以促進創面癒合過程中血管的生成,縮短患者的康復時間。不僅如此,間充質幹細胞對慢性難愈性傷口或遷延不愈的傷口也有很好的療效。

除了直接將MSC以不同途徑輸注進行治療外,將間充質幹細胞培養於一些支架材料上後移植到創傷部位,也具有較好的療效。

幹細胞連皮膚都能“重畫”,還有什麼幹不了?

神經再生膠原支架結合間充質幹細胞治療脊髓損傷

以上只是一部分間充質幹細胞在疾病治療中的神奇應用,而正是因為它移植和補充的能力,能夠不斷增加人體各種器官、組織的再造和修復所需的最基本材料,這意味著間充質幹細胞可以幫助人體長期保持生命的巨大活力,起到改善亞健康狀態,還有延緩衰老,延長壽命的作用。


分享到:


相關文章: