什麼是幹細胞

幹細胞是生命的基石

幹細胞是未分化的細胞,可在人體中進行各種再生功能。例如,在自然環境下,它能通過分化生成或替換各種細胞、調節免疫系統和刺激其他細胞。幹細胞存在於所有胚胎/胎兒發育(胚胎幹細胞)中並且貫穿任何個體的整個生命週期直至死亡(成體幹細胞)。值得注意的是,胚胎幹細胞(ESC)和成體幹細胞是具有不同性質的兩種截然不同的幹細胞。
任何個體出生後,細胞置換和再生發生在兩個方面:自然死亡細胞的更新(凋亡)和對外部損傷的反應(由創傷性損傷、感染、癌症、梗死、毒素、炎症等因素引起)。 參與該再生過程的幹細胞是成體幹細胞。

胚胎幹細胞和成體幹細胞

胚胎幹細胞出現於囊胚的內細胞團。囊胚主要為空心球細胞,是由受精卵在人體中經過三到五天后發育形成的。 在正常發育過程中,內細胞團中的細胞會產生更多的特化細胞,形成組織和器官,組成人體。胚胎幹細胞具有多能性,是指其可以形成機體各種類型的細胞,但不具備形成胎盤和臍帶的能力。

成體幹細胞(也稱體細胞幹細胞)比胚胎幹細胞更專能化。此類幹細胞通常能為其所在的特定組織或器官產生不同的細胞類型。成體幹細胞類型多樣,并且每種類型都具有其特定的再生功能。 例如,造血幹細胞能製造出紅細胞、白細胞和血小板,但它無法製造出肝細胞或肺細胞,而其他組織和器官中的幹細胞也無法製造出紅細胞、白細胞或血小板。你身體裡某些組織和器官內小量緩存著的組織特異性幹細胞,作用就是替換日常生活中或損傷中所丟失的組織中的細胞。

如何用幹細胞治療損傷?- 歸巢

在幹細胞科學中,“歸巢”一詞描述了幹細胞找到目的地或“小棲息地”的能力。 在此過程中,損傷或發炎的組織需要通過發出信號進行修復,其中一些作為幹細胞的提示,並將其吸引到損傷的組織。 這一過程發生相當迅速(以小時計,不超過1-2天)。

幹細胞如何用於組織修復? – 直接分化和旁分泌效應

幹細胞一旦前往損傷部位,便通過兩種不同的機制啟動再生功能:經過直接分化之後直接替代受損的細胞,或者通過旁分泌效應促進組織再生

那什麼是旁分泌效應?在幹細胞科學中可定義為,幹細胞釋放因子向周圍細胞發射信號並迫使其改變行為來進行再生的過程。幹細胞直接分化過程中沒有參與組織更新。

為什麼旁分泌效應如此重要?

在大量關於供體幹細胞移植的研究中,研究人員發現幹細胞移植後患者損傷的組織得到了修復。 然而,對新生組織進行分析後發現供體細胞不復存在。 科學家因此證明供體幹細胞分泌的因子觸發患者自身的細胞对自身組織进行修復。經證明,大多數再生過程是通過旁分泌信號而不是通過直接分化完成的。

旁分泌機制已經證明是很有益的。旁分泌效應的優勢非常明顯。 最重要的事實是,即使供體幹細胞的壽命非常有限,它們對組織再生的作用是持久的,能持續到供體幹細胞完全消耗之後的很長時間。

幾種不同類型的幹細胞可以引起旁分泌反應,例如臍帶間充質幹細胞和臍帶血幹細胞。

幹細胞通過直接分化和旁分泌效應可到達哪些功效?

  1. 直接修復損傷組織:這是通過幹細胞直接分化來實現的。
  2. 刺激患者自身的幹細胞:幹細胞能激活人體內其他休眠的幹細胞,並對由過氧反應和代謝廢物引起的受損組織和器官具有修復作用。
  3. 分泌營養因子:幹細胞可以促進受損組織內的組織增殖和分化,恢復組織和器官的生理功能。
  4. 調節免疫功能:通過分泌可溶性因子以及直接接觸來調節免疫細胞的增殖及其活性,幹細胞能夠根據需要減少炎症反應或刺激免疫系統。
  5. 調節代謝功能:幹細胞通過多方向分化能提高代謝系統的效率,從而加速身體的運行和代謝廢物的排出,來促進營養的吸收以及維正常的生理功能。
  6. 促進神經保護:某些幹細胞如臍帶血幹細胞(UCBSC)可以通過增加與生存和修復相關的基因轉錄以及抑制與細胞死亡和炎症有關的基因轉錄來挽救神經元的損失。 這些神經保護作用是由臍帶血幹細胞釋放的可溶性因子來調節的。

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