干細胞臨床基礎知識課件

干細胞基礎知識及應用張喆干細胞（stemcell）是一類具有自我復制、自我更新和多向分化能力的原始的未分化（或未完全分化）細胞，是組織和器官的發(fā)生、生長、修復和再生的源泉細胞、種子細胞。在分化過程中，大部分細胞往往由于高度分化而完全喪失了再分裂的能力，最終衰老死亡。機體在發(fā)展適應過程中為了彌補這一不足，保留了一部分未分化的原始細胞，這種原始細胞稱為干細胞。一旦生理需要，這些干細胞可按照發(fā)育途徑通過分裂而產生分化細胞。什么是干細胞？干細胞的復制和分化干細胞分化示意圖干細胞是起源細胞，是形成人體內各種組織、器官的原始細胞。干細胞有潛力成為人體內任何一種細胞，在一定條件下，可分化成多種功能細胞。如：肌肉、骨骼、肝、心肌、神經等200多種人體細胞、組織和器官。干細胞廣泛地存在于人體的各個組織中。如：早期胚胎、胎盤及其附屬物、臍血、骨髓血、外周血和成年人組織中等。干細胞的特性干細胞的用途非常廣泛，涉及到醫(yī)學的多個領域。組織工程學：應用細胞生物學、生物材料和工程學的原理，研究開發(fā)用于修復或改善人體病損組織或器官的結構、功能的生物活性替代物再生醫(yī)學：再生醫(yī)學是通過研究機體的正常組織特征與功能、創(chuàng)傷修復與再生機制及干細胞分化機理，尋找有效的生物治療方法，促進機體自我修復與再生，或構建新的組織與器官，以改善或恢復損傷組織和器官的功能的科學免疫學抗衰老研究干細胞的意義1、按其發(fā)育階段的不同分類①胚胎干細胞②成體干細胞2、按其分化潛能的大小分類①全能干細胞②多能干細胞③單能干細胞干細胞的分類胚胎干細胞≈全能干細胞成體干細胞≈多能干細胞 +單能干細胞是細胞的源頭,具有全能性，即具有分化為機體任何一種組織器官的潛能。其原始程度最高，自我復制和分化活性最強，可分化為機體所有種類的組織細胞，被認為是臨床科研中最有價值的素材。但是，如果從胚胎中提取干細胞，胚胎就會死亡，或嚴重影響胚胎發(fā)育；因此在歐美等國胚胎干細胞的研究受到社會倫理學的制約。而且在臨床應用中，胚胎干細胞不能避免致瘤、致畸等問題，因此，胚胎干細胞在臨床上的應用處于停滯不前的狀態(tài)。①胚胎干細胞近年來的科學研究發(fā)現，成體干細胞也可以橫向分化為其他類型的細胞和組織，為干細胞的廣泛應用提供了基礎。與胚胎干細胞相比，成體干細胞的原始程度及分化活性較低，因此致瘤致畸等風險低，由于其幾乎無臨床副作用，是目前臨床上最常用的干細胞種類。②成體干細胞多能干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能，但失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制。例如“間充質干細胞”是目前臨床上應用范圍最廣的干細胞。臨床常用的多能干細胞來源，包括臍血、臍帶、骨髓、外周血、脂肪組織等。③多能干細胞單能干細胞是分化活性最低的干細胞，這類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化。如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞。單能干細胞提取非常困難，目前難以在臨床上廣泛應用。④單能干細胞干細胞在一定條件下，可以分化為多種功能細胞或組織器官（如神經細胞、軟骨細胞和肝細胞、心肌細胞等），在體內代替受損的細胞，從而達到功能重建的目的。干細胞在分化過程中，分泌各種細胞因子，促進修復進程的進行。干細胞具有阻斷或降低抗原提呈細胞的免疫激活功能，抑制T細胞活化，對免疫系統(tǒng)產生調節(jié)作用。適用于自身免疫性疾病。干細胞治療是指將功能和結構正常的細胞當作“藥物”輸入患者體內，利用干細胞的生物特性來修復受損的組織細胞和器官，達到控制疾病和治愈的目的。干細胞治療從功能上、結構上不取代原有的組織器官，具有傳統(tǒng)治療方法難以達到的效果。干細胞的治療機理各種細胞損傷性疾病：

肝硬化、小兒腦癱、脊髓損傷、腦中風后遺癥、帕金森氏癥、老年癡呆、皮膚燒傷、心肌梗塞等。免疫系統(tǒng)疾?。?/p>

糖尿病、紅斑狼瘡、類風濕等。血液疾?。海ㄔ煅杉毎嚓P）

再生障礙性貧血、白血病、骨髓增殖性疾病等。其他疾?。号Ｆぐ_、亞健康、抗衰老等。干細胞可以治療的疾病目前使用干細胞治療的疾病種類有：免疫疫病、心臟疾病、肝臟疾病、肺臟疾病、腎臟疾病、代謝疾病、神經疾病、器官移植后移植體對宿主反應（GvHD）、人骨相關受損及病變…等近200種醫(yī)療項目。干細胞可以治療的疾病1、靜脈輸入治療2、體腔輸入治療3、血管介入治療4、病變部位直接注射根據病患具體情況，采用一種或多種方式輸入。干細胞的常用治療方法1、靜脈輸入在干細胞臨床治療中靜點對所有疾病都可以用。2、體腔輸入（如：中央腦室注射、蛛網膜下腔注射等）目前常用于腦部損傷治療干細胞的常用治療方法3、患病部位注射干細胞：

使干細胞直接到達病變部位，提高局部細胞濃度，或使細胞到達原本難以到達的部位。

例如：

股骨頭壞死：直接往關節(jié)腔內注射；

糖尿病足：沿下肢腓腸肌走向的血管方向多點注射；

脊髓損傷：在受損部位圍繞注射干細胞；干細胞的常用治療方法4、介入治療

是利用現代高科技手段進行的一種微創(chuàng)性治療，就是在血管、皮膚上作直徑幾毫米的微小通道，在醫(yī)學影像設備的引導下，經人體原有的管道，將特制的導管,導絲等精密器械，引入人體病灶周圍，對體內病態(tài)進行直接診斷和局部治療。

目前干細胞臨床上多使用血管內介入，治療臟器損傷性疾病。

例如：

腎病、腎衰：經腎動脈介入

肝硬化：經肝固有動脈或門靜脈介入

糖尿病：經胰背動脈介入（1型和2型均可應用）干細胞的常用治療方法將干細胞

直接輸入

臟器內干細胞表現出特定的朝向創(chuàng)傷灶生長的遷移特性，具有靶向的特征，因此靜脈輸入成為了臨床上最常用的干細胞輸入手段。干細胞治療的靶向性心肌梗塞修復受損的心臟組織恢復心臟血管血液循環(huán)機能避免心肌退化壞死避免心肌缺氧損害增強心肌收縮機能增加心臟血流輸出量促進心肌血管增生肝臟疾病干細胞分化成為肝臟細胞促進肝細胞分裂增生，恢復肝臟正常功能修復肝臟纖維化、增加彈性、降低壓力提升肝臟代謝功能、解毒功能降低氧化壓力消除自由基干細胞于重大疾病治療上的成果腦部疾病修復受損神經組織修復壞死腦組織修復癱瘓的肢體功能促進血管增生擴張血管降低血壓改善語言功能預防腦血管疾病發(fā)生糖尿病恢復正常血糖濃度降低糖化血色素、膽固醇、三酸甘油脂提升新陳代謝功能降低發(fā)炎因子濃度提升抗發(fā)炎因子濃度促進胰島素生成提升細胞對胰島素敏感度增加細胞吸收血中糖份的速度及能力干細胞于重大疾病治療上的成果自體免疫疾病調節(jié)T細胞功能調節(jié)APC細胞功能調節(jié)B細胞功能調節(jié)NK細胞功能（自然殺手細胞）促進體內正常細胞增生恢復體內正常抗體功能癌癥化療后修復修復受損器官組織促進正常細胞增生改善全身血液循環(huán)功能恢復紅血球、白血球、血小板含量及功能全面提升造血功能調節(jié)自體免疫系統(tǒng)，強化免疫能力避免黏膜細胞受損產生潰瘍干細胞于重大疾病治療上的成果在同種干細胞的前提下，細胞越原始，分化活性就越高，用于臨床治療的效果也越好。同等條件下，向病灶輸入的細胞數量越大，臨床療效越好。干細胞可以在體外擴增，以增加細胞數量從而提高療效，但培養(yǎng)的過程對臨床治療同樣存在不利。是否需要擴增的過程，還要根據患者的具體情況，根據臨床經驗來判斷。干細胞臨床應用的規(guī)律體外細胞生長所處的微環(huán)境與體內不同，因此培養(yǎng)出來的細胞有形態(tài)學特征，但沒有功能比如：擴增后心肌細胞沒有收縮功能；神經細胞無傳導功能。細胞傳代復制后活性減弱，接近于終端細胞。培養(yǎng)過程使成本增高。細胞多次復制后存在變異問題。體外擴增培養(yǎng)傳代的代數不容易控制。體外培養(yǎng)過程中感染機率增大。細胞體外擴增培養(yǎng)存在的問題胚胎骨髓外周血胎盤及附屬物（臍血、臍帶）脂肪其他相應的組織臨床常用的干細胞來源1、具備臨床使用安全性；2、細胞數量大：目前認為，干細胞數量達必須達到106以上，臨床治療才有效果。3、細胞活性強：在臨床最常用的干細胞種類中，臍血干細胞活性＞骨髓干細胞活性＞外周血干細胞活性臨床使用的干細胞需要滿足的條件4、細胞種類全保留所有的干細胞，在細胞治療時各工種聯合作戰(zhàn)，各有分工，是一個綜合的多兵種作戰(zhàn)系統(tǒng)工程。多細胞治療就好比集團軍作戰(zhàn)、好比營養(yǎng)配餐。國外實驗室研究表明：“將細胞洗脫的太干凈，不利于臨床治療?！痹谂R床治療中究竟哪個細胞在起作用？尚在研究中臨床使用的干細胞需要滿足的條件臍血中含有豐富的造血干細胞和間充質干細胞臍血中造血干細胞（CD34+）所占比例與骨髓相似，且具有更強的增殖和分化能力臍血干細胞（尤其是其中的高增殖潛能集落形成細胞）更為原始臍血干細胞的自我復制、增殖能力、刺激后進入細胞周期的速度以及自