成体干细胞及其在再生医学中的应用

成体干细胞研究的最主要目的就是有朝一日将其应用于临床疾病的治疗。随着对成体干细胞可塑性研究的不断深入和临床应用研究的不断扩展,人们对成体干细胞最终走向临床应用抱有越来越大的希望。本文就成体干细胞的可塑性及其在四种疾病中应用的基础研究进行探讨。     

成体干细胞可塑性的事实、质疑和展望

成体干细胞的可塑性是指存在于成年组织或器官中的不成熟细胞跨胚层分化的一种能力。近年来相关研究很多,有人认为成体干细胞具有可塑性,如造血干细胞可以分化为神经外胚层细胞和内胚层细胞：有人对其持怀疑态度,认为成年造血干细胞发育可塑性证据不足,成体干细胞不能跨胚层分化。由于分离纯化、检测手段等的局限,大多数研究均存在这样或那样的不足和误区,彻底研究清楚还有很长的路要走。     

成体干细胞的可塑性:横向分化还是细胞融合?

近年来研究显示成体干细胞(adult stem cells)具有可塑性(plasticity),不仅可以生成它们所在组织的成熟细胞,而且在特定环境下能分化成其他组织类型细胞,这种跨系或跨胚层分化现象称为横向分化或转分化(transdifferentiation)。横向分化已为成体干细胞的研究和临床应用包括组织器官损伤的修复提供了新的思路和应用前景。然而,最近的一些研究进展又引出不同的解释,即成体干细胞的可塑性是由于细胞融合(cellfusion)的结果。在此,就成体干细胞的可塑性、横向分化、细胞融合等方面研究作一综述。     

骨髓间充质干细胞可塑性研究

骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs）具有跨系统、甚至跨胚层分化的特性,称为MSCs的可塑性（plasticity）,成为细胞工程、再生医学中的主要选择细胞。但随着对成体干细胞可塑性质疑的出现,使MSCs是否具有转分化能力,存在着极大的分歧。对MSCs可塑性是否真正存在的进一步明确,越加显得急切和重要,也对干细胞基础理论及其临床应用具有指导性意义。     

成体干细胞的可塑性研究进展

人们传统观念认为成体干细胞局限于生成它们所在组织的分化细胞类型。但近年来的实验结果表明,从一个组织来的成体干细胞能被诱导分化成另外的一个组织的分化细胞,即成体干细胞具有可塑性。在此,我们对成体干细胞可塑性的证据、几种假设、调控机制和应用前景等方面做一综述。     

干细胞概述

干细胞是存在于胚胎和成体中的一类特殊细胞,它能长期地自我更新,在特定的条件下具有分化形成多种终末细胞的能力,不同来源的干细胞分化潜能各异。从早期胚胎内细胞团分离的胚胎干细胞能分化形成个体所有的细胞类型,并具有在体外无限增殖的能力,是最具有临床应用前景和研究价值的干细胞之一。在成体各种组织和器官中也存在成体干细胞,用于维持机体结构和功能的稳态。近期有关成体干细胞可塑性的研究和成体组织中多能干细胞存在的证据扩大了人们对成体干细胞分化潜能的认识。干细胞具有的多向分化潜能和自我更新能力使其成为未来再生医学的重要种子细胞,并成为研究人类早期胚层特化和器官形成、药物筛选以及基因治疗的最佳工具。     

成体骨髓源多能间充质干细胞体内分化皮肤干细胞和皮肤组织

近年来,因在退行性或遗传性等疾病中潜在的治疗前景,成体干细胞可塑性引起众多学者的广泛兴趣。有许多报道显示骨髓源干细胞植入体内可生成多种组织细胞,但到目前为止,成体干细胞可塑性尚存争议,尤其是关于成体干细胞体内分化成皮肤组织的报道较少且意见不一。本工作,自成年BALB／C小鼠的骨髓中分离获得并体外培养扩增多能间充质干细胞,将适量的供体BALB／C小鼠骨髓源多能间充质干细胞和一定量的C57BL／6小鼠骨髓细胞经尾静脉共同植入经致死量照射的成年C57BL／6小鼠。40天后,观察到受体C57BL／6小鼠背部出现白色毛发,逐渐扩展至3—4cm^2,同时还出现在颈部和腹部,取该部位的皮肤组织进行免疫组化检测及RT—PC汉检测。蛋白水平和基因水平的结果均显示受体C57BL／6小鼠出现白色毛发处的皮肤组织为BALB/C来源。首次直接证明了成体骨能源多能间充质干细胞体内在一定条件下可以分化成皮肤干细胞及皮肤组织。不仅为研究体内诱导皮肤分化的机制也为鉴定成体多能干细胞提供了一个模型,也为成体干细胞可塑性理论提供了新的依据。     

干细胞与心肌细胞替代治疗

胚胎干细胞及来源于骨髓、骨骼肌、血管、肝脏、皮肤、脂肪等组织器官的成体干细胞均有多向分化潜能。胚胎干细胞可分化为3个胚层的所有组织细胞。成体干细胞具有可塑性和转分化的潜能。在一定条件下,这些干细胞可被诱导分化为心肌细胞。成年心脏可能存在心肌干细胞,具有增殖和分化为包括跳动性心肌细胞的多种细胞的潜能。因此,干细胞可用于心肌细胞替代治疗,以替代死亡的心肌细胞,改善心脏功能,防治心肌梗塞后心衰、减少心肌重构等症状。本文对干细胞治疗心肌梗塞有关进展及问题作一综述。     

成体干细胞的生物学特点及应用前景

成体干细胞存在于人和哺乳动物组织中,具有自我更新和一定的分化潜能,现已从骨髓,软骨,血液,神经,肌肉,脂肪,皮肤,角膜缘,肝脏,胰腺等许多组织中获得成体干细胞,发现部分组织成体干细胞具有多向分化潜能,成体干细胞的研究在再生医学中有十分广阔的应用前景。     

骨髓干细胞的可塑性研究进展

成体干细胞在体内特定的微环境或体外人工培养条件下具有极强的可塑性分化潜能,其主要功能是负责组织细胞的生理性更新和病理性修复．骨髓组织中包括产生所有成熟血细胞系的造血干细胞(HSCs)、多潜能成体祖细胞和能分化为骨、软骨、脂肪的间充质干细胞(MSCs),这些细胞时还有向造血和骨髓以外的其他类型的成熟细胞分化如神经、肌肉、皮肤、心、肝、肾、肺等分化的能力．对最近几年国内外关于骨髓干细胞可塑性的实验研究进展作简要综述．