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【科技部发文】干细胞与器官修复再成热点,实现像修车一样“修人”不再是梦想

    干细胞是一类多能细胞,可以分化为人体组织、器官,因此在临床应用领域有着更广阔的前景。目前,干细胞的应用范围非常广泛,包括神经系统疾病、心血管疾病、代谢系统疾病、消化系统疾病上都有所建树,当然目前应用最为广泛的要属组织损伤修复。


    1月28日,科技部发布了《关于对“十四五”国家重点研发计划“数学和应用研究”等6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,“干细胞研究与器官修复”被列为“十四五”国家重点研发计划首批启动重点专项任务!

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    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,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治愈的可能,不断造福患者。


    下面,让我们结合具体案例,了解干细胞修复器官的诸多应用。


01 干细胞修复肺部


    武汉新冠肺炎,部分重症患者在肺炎康复后,会患上肺纤维化的后遗症,让患者在未来的日子里痛苦不已。肺纤维化就是正常的肺泡被异常“疤痕”代替了,成了纤维样状,弹性下降,气体交换受阻。这种情况是不可逆的,“疤痕”只要存在,它就一直存在,不能消失,有活力的肺泡越来越少。


    除非有新肺泡细胞长出来。而体外回输的间充质干细胞,就可以通过其多向分化的机制,再生出新的肺泡,修复受损的肺组织,平衡肺部微环境,实现治愈肺纤维化的目标。

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8例放射性肺纤维患者各病灶区域CT肺密度值


    干细胞在新冠肺炎的治疗中起到非常积极的作用,科技部:干细胞治疗新冠肺炎8—10天可以治愈。在武汉有超过200例患者通过使用干细胞治疗新冠肺炎。


    科技部在发布会上表示,干细胞用于临床治疗新冠肺炎安全性良好,同时临床结果提示,一方面干细胞治疗可以通过改善肺部的炎症提高重症患者的救治率,同时重症康复期患者的肺纤维化方面具有比较明显的改善作用,在临床上可以看到肺部病灶好转,呼吸功能得以改善。


02 干细胞修复卵巢


    卵巢早衰(POF)是女性40岁前的持续性闭经或性器官萎缩等症状,发病机制十分复杂,尚未彻底清晰,目前临床上使用激素代替疗法为主,治疗效果具有一定的局限性,并且过量激素容易诱发癌症。


    现在普遍接受,POF不是一个不可逆的过程,体外局部注射或者静脉输注的干细胞可以通过归巢迁移至患者卵巢,在早衰的卵巢内定向分化为卵细胞,并发挥功能,分泌雌激素,推迟女性更年期,延后绝经期,重新焕发青春风采。

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间充质干细胞改善卵巢早衰小鼠的卵泡微环境以恢复功能


    干细胞治疗可有效遏制卵巢进一步早衰,保护卵巢,重塑卵巢结构,恢复卵巢功能,有效改善患者症状,对因缺乏雌激素而引起的骨质疏松也有很好的功能。而干细胞再生修复的卵细胞,仍然可以对脑垂体分泌的相关激素做出及时、正确的反应,调节体内激素水平处于平衡状态。


03 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。

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三组在关节内注射间充质干细胞后

关节镜评估内侧和股骨髁中的关节软骨再生


04 干细胞修复胰岛β细胞


    糖尿病属于一种慢性、全身性代谢疾病,胰岛β细胞功能异常导致的胰岛素分泌不足,是I型和II型糖尿病的共同特征之一,许多患者需要终生使用胰岛素进行治疗。传统的治疗方式,目的还是在于控制血糖、预防或者延缓糖尿病并发症的发生。


    2020年3月19日,发表在《Cell》杂志上的一篇来自中科院的文章,首次坚定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”,回答了长期以来胰岛中是否存在干细胞的争议。

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《Cell》杂志文章首次坚定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”


    通过这类Procr+胰岛β干细胞和血管内皮细胞共同培养,可以再生出具有功能的胰岛类器官,为治愈糖尿病提供了一种可能。这种在体外重构的胰岛,包含了胰岛的所有细胞类型,在功能、形态、超微结构以及转录组方面,都与真正的小鼠胰岛非常相似,能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素。


05 干细胞修复心脏


    心脏疾病之所以非常可怕,是因为当心脏出现问题时,大量心肌细胞会死亡,但又没有办法及时补充,于是便在心脏上留下疤痕,使得后期心脏功能受损,无法正常收缩,造成患者发病乃至死亡。


    干细胞在治疗心脏疾病方面突破不断,继以色列科学家利用3D打印技术“制造”出了一颗可以跳动的心脏后,美国科学家在PNAS发表了最新的研究结果:心脏病发作之后,体内或者体外输入的干细胞可以再生出健康的心肌细胞,从而修复心脏,让心脏重新充满活力

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来自胎盘的多能胎儿Cdx2细胞再生心脏


06 干细胞修复大脑


    科学家曾经认为哺乳动物在进入成年期后,大脑内所有神经元都已经形成,不会新增,直到上世纪60年代才发现,成年人的大脑的某些部位,依然可能产生新的神经元。上世纪90年代才证实,这些神经元的来源和功能。


    局部注射一定量的干细胞,可以在体内补充带有干细胞标记的神经祖细胞,并经诱导分化为神经元,取代大脑中凋亡、衰老的神经元,改善记忆力,提高思维活力,预防神经退行性疾病的发生。

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干细胞的一个共同胚胎起源驱动发育和成人神经发生


07 干细胞修复肝脏


    在人体所有器官中,肝脏的再生修复能力最强大。一项新的研究揭示了干细胞对于肝脏再生修复的重要意义。


    加州大学圣迭戈分校医学院的研究人员发现,“干细胞”是肝脏具有强大再生修复功能的根本原因。而利用干细胞移植治疗肝脏损伤,是避免肝衰竭最安全的方式。

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混合门脉周围肝细胞再生损伤的肝脏而不引起癌症


    体内静脉输注一定量的干细胞,在体内经诱导分化可以产生新的肝细胞,代替已经病变、坏死的肝细胞,改善肝脏功能,对脂肪肝、肝硬化,甚至肝癌等也有明显的预防功能。


08 干细胞修复前列腺


    前列腺炎是多种复杂原因引起的与炎症、免疫及神经内分泌相关的病理变化。临床表现上可以是尿道刺激症状和慢性盆腔疼痛,如排尿时有烧灼感、排尿疼痛和腹股沟不适等。


    以前多采用常规药物暂缓病情,但不能治本,且这些药物的副作用极大。干细胞移植进入男性体内,可以直接作用于前列腺,激活前列腺细胞,在调节炎症的基础上,再生出新的前列腺细胞,代替凋亡的细胞,实现恢复男性健康的目的。

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间充质干细胞在整个前列腺肿瘤发生

和发展的所有阶段均有重要的免疫调节作用


    随着干细胞技术研究在全世界的积极开展,干细胞再生医学将越来越成熟,干细胞治疗疾病将越来越广泛,不仅仅作为工具和模型,更是作为“活”的药物,延长人类的寿命,科幻电影里,伤口以肉眼可见的速度痊愈这样的遐想也将照进现实。


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