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科普 | 干细胞:生命的源泉,为“她”而生

2025-01-31 16:01
上海
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 干细胞基地 干就有未来

撰文│侯晨瑜 昌晓红

编辑│毕紫娟

审校│汤红明

干细胞被称为医学界的“万用细胞”,因其具备自我更新和分化为多种细胞类型的能力,可用于修复和再生受损组织。它们在现代医学中发挥着重要作用,为疾病治疗和人类健康带来了新希望。间充质干细胞(MSC)因其来源丰富、安全性高,且具备免疫调节和组织修复能力,在组织器官修复、抗衰老等领域表现尤为突出。新生命诞生时,脐带、脐带血和胎盘中含有丰富的干细胞资源,其中的MSC已被广泛用于临床研究。特别是目前,MSC还被用于研究女性生殖健康和解决疑难妇科问题,展示了干细胞在医学未来中的广阔潜力。

什么是间充质干细胞?

它的标准和来源是什么?

间充质干细胞的定义与特性

MSC是一类分布广泛的多功能干细胞,可以在人体的多种组织中找到。科学家最早在骨髓中发现了它们,后来陆续发现在脐带、胎盘、脂肪组织、子宫内膜甚至月经血中也存在MSC。

MSC具有几个令人惊叹的特点:它们可以自我更新、分化成多种其他类型的细胞(比如骨细胞、软骨细胞等),还能调节免疫反应,同时对人体几乎没有免疫排斥现象。此外,MSC还能“感知”身体受损的部位并迁移到这些地方,帮助修复组织,这种特性被称为“归巢性”。正因为这些特性,MSC被称为再生医学中的“种子细胞”,为多种疾病的治疗带来了希望。

尤其是来源于妇产科的组织,比如脐带、脐带血、胎盘羊膜及月经血中的MSC,不仅获取方便,而且采集过程无创、来源充足,几乎不存在伦理争议。因此,这些来源的MSC在再生医学研究中越来越受到重视和应用。

定义标准:精准“身份证”

2006年,国际细胞治疗学会(ISCT)为MSC设立了严格的鉴定标准,这不仅为其研究与应用提供了统一的参考,也有效提升了相关领域的研究可信度。

贴壁能力

MSC在塑料培养皿中能够稳定附着并增殖。

特定表面标志物的表达

MSC需要表达CD105、CD73和CD90,同时不表达CD34、CD45、CD14/CD11b、CD79α/CD19及HLA-DR等标志物(三阳五阴),这是确认其纯度的重要手段。

多向分化能力

在合适的诱导条件下,它们必须能够分化为骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞,这为其在疾病治疗中的多功能性提供了依据。

间充质干细胞在妇产科领域中的主要来源

MSC的来源极为广泛,而妇产科来源的MSC除了具备MSC普遍具有的特性外,还展现出独特的生物学特性。在妇产科领域,这些细胞各自展现出不同的潜力和应用方向。

脐带

脐带中含有丰富的MSC,其增殖和传代能力显著高于骨髓来源的MSC,并且数量也更为丰富。此外,脐带MSC的安全性更好,免疫原性更低,纯度高。应用时,应该对脐带进行基因组或染色体检测,以排除遗传性疾病。

脐带血

与成体来源的MSC相比,脐带血来源的MSC在培养时间、大规模扩增能力、延缓细胞衰老及抗炎功能等方面展现出显著的生物学优势。在采集脐带血之前,也需要进行严格的检测,以确保其安全性。

胎盘

胎盘是胎儿与母体之间进行物质交换的关键器官,其结构主要包括羊膜、叶状绒毛膜和底蜕膜,这三部分均富含MSC。胎盘MSC在增殖能力上可能优于脐带MSC,并且对树突状细胞和T细胞的免疫抑制作用更为显著,但胎盘成分复杂,获得纯度较高且安全可靠的MSC较为困难。此外,胎盘不同来源组织的MSC存在组织特异性和供体间的个体差异。

羊膜

羊膜是胎盘的重要组成部分,其来源的MSC因在组织修复和抗炎作用方面的潜力,已成为当前研究的热点,并展现出一定的应用前景。与此同时,羊膜上皮细胞也具有干细胞特性:足月羊膜上皮细胞主要表达上皮细胞标志物(如CD324、CK18、CD9),部分表达胚胎干细胞标志物(如SSEA-3/4、TRA1-60),但不表达间充质标志物(如CD90、CD105、Vimentin),其在妇产科疾病治疗中同样具有一定的应用价值。

月经血

月经血富含MSC,采集来自自身的月经血MSC,更有助于实现个体化 治疗。在充分的培养条件下,年轻健康女性的经血MSC每20小时可增殖一倍,这一速度是骨髓MSC的两倍。这种高增殖率使得胚胎营养因子和细胞外基质在经血MSC中呈现高表达。但月经血在广泛应用方面还需进一步探索。

脐带、脐带血、胎盘和月经血这些来源丰富的MSC,构成了妇产科领域的“细胞宝库”。妇产科医生巧妙地将这些原本被视为废弃物的资源“变废为宝”,不仅为再生医学的研究注入了新动力,还为多种妇科和产科疾病的治疗提供了全新视角和希望。

间充质干细胞在妇科各种状况和疾病中的治疗潜力

间充质干细胞在妇产科中的治疗潜力

干细胞技术如同一把打开再生医学新世界大门的钥匙,它不仅为复杂的妇产科疾病带来了解决思路,还不断拓宽女性健康的保护伞。接下来,让我们一窥这些干细胞疗法在国内外的研究热点,了解它如何为无数女性带来希望之光。

治疗不孕症

子宫内膜MSC凭借其强大的自我更新和分泌能力,为子宫内膜的再生提供了丰富的“养料”。通过修复内膜损伤、改善内膜厚度和容受性,干细胞治疗能够为胚胎着床创造更理想的环境。在一项临床研究中,18例因Asherman综合征导致薄型子宫内膜的不孕患者接受了宫腔内移植治疗。治疗在两次连续月经周期内进行,每次注射20×106个脐带MSC(负载于胶原支架上)。结果显示,子宫内膜厚度显著增加,15例接受冻融胚胎移植(FET)的患者中有3例成功怀孕,其中2例顺利分娩,1例在孕25周流产,另有1例未接受FET的患者在治疗后自然怀孕并顺利分娩。在另一项研究中,12例难治性宫腔粘连(IUA)患者接受了宫腔内移植治疗,每次移植10×106个自体月经血来源的MSCs。治疗后,子宫内膜厚度增加,12例患者中有5例成功怀孕。

治疗难治性妇科疾病

卵巢早衰:卵巢早衰(POF)患者可通过MSC治疗获得显著益处。MSC通过分泌抗氧化和抗炎介质,修复受损的卵巢组织,降低卵泡凋亡率,从而促进卵巢功能的恢复。在国内一项研究中,14例POF患者接受了脐带MSC或负载于胶原支架上的脐带MSC移植,细胞剂量分别为5×10⁶或10×10⁶个。治疗后,患者的卵巢功能得到部分恢复,具体表现为血清雌二醇(E₂)水平升高、卵巢体积增加及卵泡发育改善。此外,2例患者成功自然怀孕,其中1例顺利分娩,另1例因胎儿21三体综合征(唐氏综合征)而引产。在一项国外研究中,9例特发性POF患者接受了单侧卵巢内移植自体脂肪来源的MSC,细胞剂量分别为5×10⁶、10×10⁶和15×10⁶个。结果显示,治疗后未出现早期不良反应或继发性并发症,4例患者恢复月经,其中2例在移植后2个月恢复,另外2例在1个月后恢复。除了MSC外,具有干细胞特性的羊膜上皮细胞也在相关临床研究中展现出潜力。在一项I期临床试验中,35例POF患者通过卵巢动脉接受了6×10⁷个羊膜上皮细胞的移植。在为期5个月的随访中,未观察到严重不良事件。移植后,患者的子宫内膜厚度、左侧卵巢体积及性激素水平均显著改善。此外,13名患者在移植后出现自发性月经出血,其中7名报告有多次规律性月经出血。这些研究结果表明,干细胞治疗为卵巢早衰患者带来了新的希望。

其他疾病:最新研究表明, MSC可通过调节基因表达(如上调PTEN基因)抑制异位内膜的过度增殖,有效缓解子宫内膜异位症症状并预防复发;在骨质疏松治疗中,MSC移植能显著抑制骨吸收并促进新骨形成,为绝经后女性带来新希望;此外,MSC分化为平滑肌细胞和胶原细胞后,可增强受损组织的厚度、弹性和功能,有望攻克盆底功能障碍难题;脐带MSC还可通过调节免疫反应,恢复多囊卵巢综合征患者的卵巢结构。不过,这些研究目前仍处于基础阶段,仅在动物模型中开展,尚未有临床研究报道。

女性生殖系统疾病示意图

辅助抗肿瘤及保育功能的作用

干细胞在肿瘤治疗和生殖功能恢复方面均展现出巨大潜力。基础研究显示,MSC可通过抑制特定信号通路,降低卵巢癌细胞对化疗药物的耐药性。与此同时,脐带MSC分泌的调节介质能够修复化疗导致的卵巢细胞损伤,通过恢复线粒体功能,帮助患者维持生育能力。然而,这些发现仍需通过进一步的临床研究来验证其可靠性和安全性。

间充质干细胞在其他领域中的治疗潜力

干细胞作为种子细胞,来自于妇产科的生命源泉,其应用潜力不仅限于妇产科领域。多项临床研究已证实脐带MSC在治疗呼吸系统疾病和肺纤维化方面的有效性。此外,骨髓来源和脐带来源的MSC在糖尿病治疗中的应用也得到了临床试验的支持。羊膜、脐带和骨髓来源的MSC在烧伤治疗和伤口愈合方面同样展现出积极效果。然而,在心血管疾病治疗领域,尽管已有30余项临床试验评估了MSC的潜力,但结果存在矛盾,部分研究显示MSC具有显著疗效,而另一些研究则未发现明显效果,这些矛盾的结果引发了对治疗效果的争议。此外,脐带MSC在膝关节骨关节炎治疗中的安全性和有效性也得到了报道。

虽然干细胞治疗已取得了诸多成就,但它还面临一些问题,包括如何精确控制其分化为特定细胞类型,并且在体内实现功能持久性,以及如何开发出高效、经济的个性化治疗方案,让更多人群受益。未来,随着科学家对干细胞机制的研究逐渐深入,这项技术将更加安全、高效,并可能成为改善女性健康的主要工具。干细胞,尤其是MSC,不仅代表了科学进步,也为许多在疾病中挣扎的女性带来了希望。它们在治疗不孕症、治疗难治性妇科疾病以及抗肿瘤及保育功能等方面展现出巨大的潜力。未来的医学,或许能让“难治性疾病”成为过去式,而MSC无疑是其中的重要助力者之一。

作者简介

昌晓红 研究员

现任北京大学人民医院妇科肿瘤研究室常务副主任、中国女医师协会干细胞与免疫细胞专业委员会主任委员、中国医药生物技术协会理事、中关村标准化协会细胞治疗分技术委员会副主任委员等职,《中国妇产科临床杂志》《中国医药生物技术》《中国计划生育和妇产科》编委。发表学术论文百余篇,参编妇产科及临床肿瘤学专著6部。

原标题:《科普 | 干细胞:生命的源泉,为“她”而生》

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