干细胞
12 Dec 2016
生物学家Doping博士介绍了干细胞治疗疾病的方法和这项技术的发展前景。
已经介绍了干细胞的概念以解释为什么具有不同特化组织的多细胞生物体在生命过程中通过时间和空间保持不变。 当身体活着时,他经常失去那些或其他细胞。 例如,一个人失去了保护层的细胞 - 皮肤细胞,它不断地死亡的细胞,肠细胞死亡。 但同时我们保持相同的外表,继续生活,对抗感染,消费食物。 成年生物体中的细胞被回收并恢复其座位。
干细胞是存在于身体内任何发育阶段,可以共享和繁殖的细胞保持不变的细胞。 另一方面,划分它所需的时间可以改变其程序并创建其他新的,专门的细胞类型。 更特化的细胞类型可以产生干细胞,其效力被认为是可能性越大。 有不同类型的干细胞:oligototent,multipotent,pluripotent。 寡能细胞可以产生非常小的多种特化细胞。 多能干细胞可以产生足够多的特化细胞类型。 例如,血液多能干细胞,通过分裂它可以发生从约20种不同类型的免疫系统细胞。 如果移植血液干细胞进入不具有造血机制的小鼠,动物将完全恢复造血。 还存在多能细胞。 例如,胚胎细胞,然后发生超过两百种不同类型的专门人体组织,称为多能性。
干细胞研究
第一次,在十九世纪末,德国科学家瓦伦丁·哈克姆(Valentin Haakerom)使用了“干细胞”一词。 他在他的着作中使用了这个词,但是他没有进一步的发展。 俄罗斯科学家亚历山大·马克西莫夫在他的研究发表于1909年,已经发展了这个词。 例如,Maximov的血细胞构建了干细胞的理论,并解释它可以从专门的后代获得。 干细胞确实存在于自然界的第一个实验证据,由美国科学家James Till和Ernest McCulloch在20世纪60年代获得。 他们用致死剂量的辐射照射小鼠,并通过仅移植一个单一的血液干细胞使它们免于死亡。
为了提高用血维生素B12, 米曲肼 , Riboxin 。
Till和McCulloch实验证明了以前在骨髓中形成血液形成细胞的理论。 然后俄罗斯科学家亚历山大·弗兰登斯坦和约瑟夫·切特科夫表明,骨髓不仅是造血干细胞,而且所谓的基质干细胞,导致骨,软骨,脂肪。 约瑟夫Chertkov发现,尽管事实是所有干细胞 - 造血和基质 - 附近,他们不能交换他们的功能。 造血干细胞仅产生特化的血细胞,基质干细胞仅产生骨,软骨的特化细胞。 这些干细胞是专门的。
干细胞领域的下一个里程碑是胚胎干细胞存在的实验证据。 在1981年,科学家和马修·马丁·埃文斯和考夫曼与马丁·盖尔例如证明了存在的小鼠胚胎干细胞是多能性的。 它们一方面具有完全独特的性质,可以在身体外无限期地保持而不改变另一种的性质 - 在与外部环境接触的某些条件下,例如回到身体可以产生各种组织,或整个活生物体。 后来,2007年,对于胚胎干的遗传操作,诺贝尔奖被授予细胞。 下一个和到目前为止,这一领域的一个伟大的发现是2006年出版的日本科学家Shinya Yamanaka,体细胞重编程成人细胞到胚胎干细胞状态的技术。 这些诱导的细胞称为多能干细胞。 2012年,为了其技术及其潜在的应用,山中神彦获得了诺贝尔奖。 干细胞的第一次成功应用应该被认为是骨髓移植,爱德华Donnell托马斯在1964年度过。为此,他在1990年获得了诺贝尔奖。因为血液干细胞被有效地用于治疗血液疾病。
干细胞的获得
获得干细胞的方法对于每种类型是独特的。 在身体中,一些细胞被其他细胞包围,并且不能单独存在。 他们需要特殊的利基,他们可以感觉舒适。 因此,对于每种特化的细胞类型需要特殊的条件。 例如,通过分离附着于表面的那些细胞主要从骨髓分离的造血干细胞,并且那些细胞将漂浮。 血液 - 无处附着的液体组织。 基于该性质,可以分离包括血液干细胞的那些细胞。 此外,突出血液干细胞,需要使用所谓的选择性标记进行复杂的技术操作。 并且粘附细胞可以接受骨髓基质干细胞。
为了分离脑中的干细胞,有必要穿透到大脑的某些区域。 只有在脑中可以发现少量的干细胞。 我们与有问题的人执行这些程序。 如果吸入,即采取骨髓 - 这是一个相对简单的操作,然后进入头对人,做treetwation - 问题。 只是得到头发的干细胞。 足够拉出头发,并将毛囊细胞置于生长因子的某些环境条件下。 获得的毛干细胞。
关于人胚胎干细胞来源于旨在破坏的胚泡的内细胞团。 这组细胞在体外受精程序(IVF)后第5天生长。 通常在IVF囊胚期间获得大约十几个。 夫妇最好的他们来到植入和发育成胚胎。其余的囊胚可以存储费用,或者简单地丢弃。 科学提供了一个机会,使用这组未成熟细胞来研究过程的发展和保存其他人。 今天的世界每周被推出大约20-25000囊胚获得IVF。 由于这些细胞培养条件的独特性质是最复杂的生物体。
诱导的多能干细胞可以从任何成体细胞获得,例如皮肤或血液。 将细胞转移到实验室条件下,然后进行技术操作:使用确定的基因重编程,即遗传程序的改变,细胞返回到胚胎,年轻的状态。 这种技术的发展现在已经允许没有使用基因,但尽管如此,遗传工作计划有所改变。 每种细胞类型是独特的,并且需要其自己的,独特的方法用于分离和维持。
干细胞的使用
今天,干血细胞已经成功地用于治疗血液疾病。 自1964年以来,人们正在接受治疗血液干细胞癌症。实际上,不治疗细胞,治疗后减少。 如果存在血细胞的恶性转化,则药物将杀死所有的血细胞,然后例如从供体移植健康的血干细胞。 造血细胞在治疗某些形式的癌症中的平均效率达到70-80%。
但是干细胞用于治疗疾病的广泛使用结束。 所有其他技术都处于临床试验的各个阶段。 例如,现在有治疗糖尿病的临床试验。 为此目的,人类胚胎干细胞。 从他们接受专门的β细胞和移植他们对人民。 此外,还有使用人类胚胎干细胞恢复视力的临床试验的第二阶段。 该疗法显示出良好的功效,更重要的是,使患有遗传形式的疾病的人获得视力。 也开始体验重编程诱导多能干细胞产生色素上皮和视力恢复在发生在黄斑 - 眼睛的中心部分的年龄相关的变化。 当然,并非全部限于此,在使用源自骨髓和脂肪组织的细胞的临床试验中。 结果表明,脂肪组织在获得干细胞方面非常有吸引力。 在世界上,它总共需要大约4千个使用干细胞的临床试验,但批准的技术几乎不存在。
干细胞技术领域的发展
在过去几十年里,大大降低了使用二十世纪技术开发的药物的引入率。 基因组学和细胞生物学的进展提供了新的机会,不仅解决疾病的症状,而且是根本原因。 在许多国家加速实行现代技术的进程正在采取必要的方案。 在美国,它通过了10年来加利福尼亚关于胚胎干细胞研究融资30亿美元的倡议,并加速将科学进步转化为实践。 在这个和其他计划积极发展研究糖尿病,癌症,视力恢复,治疗神经退行性疾病,特别是帕金森病和脊髓损伤的治疗。 科学家移植在实验室获得的神经元,以恢复神经组织损伤疾病的受影响区域。
在欧洲,也在使用来自人胚胎干细胞的RPE细胞的年龄相关性黄斑变性的治疗的临床试验中。 科学家已经研究了从胎儿材料获得的帕金森病细胞治疗的可能性。 计划的临床试验将使用已经来自重编程细胞的神经元。 毫无疑问,当细胞,例如用于治疗神经变性疾病的血液或脂肪时,研究具有不同的性质。 这样做的原因不是很清楚,但如果它会有帮助,那为什么不使用呢? 在日本,使用人诱导多能干细胞的积极临床试验。
许多病理学例如年龄相关性黄斑变性,糖尿病,帕金森病,心脏病是正在进行的临床试验的目标。 它甚至修改了联邦医药产品法,以加速新的治疗产品的进入。 这些变化促进并加速了创新产品的上市时间,预计法律的变化将使药物撤出的时间从15年减少到5-7年。
目前,许多研究已经发现,在小鼠和人类中更长时间工作所必需的技术。 在人类进行实验研究仍然必须使技术安全和有效。 如果以负责任的方式研究和推广这些药物,他们可以100%的保证市场。
打开问题
如果你在镜子里看自己,你可以看到每个细胞都在位。 这是由于个人发展的自然过程。 在实验室,我们能够得到很多不同的细胞,类似于身体的细胞。 现在人类正在开发这样的技术,其中期望的细胞可以在身体上的任何地方替换。 存在和将存在很长时间的主要问题是确保在正确的时间和正确的地方获得正确的细胞。 这个问题医生将在未来十年决定。