揭秘干细胞四大功能：（二）器官修复

别再哭穷了，美国Medical Transcription网站公布了一份美国黑市的人体器官交易价格图，超乎想象。

心脏，11.9万美元；肝脏，15.7万美元；肾脏，26.2万美元……

那些卖肾去买iphone的人，大概已经哭晕在厕所了。

可以说，保护我们的器官，不单单是保护了我们的身体健康，更是守住了一份价值3亿人民币的宝藏。而这个功臣，你我都有，那就是干细胞！

“组织再生，器官修复”，这是一个相辅相成的过程。由细胞构成组织，再由组织构成器官。

所以说，人是由各种不同的细胞组成的，有的发挥收缩功能，比如肌肉细胞；有的发挥造血功能，比如造血细胞；有的发挥保护人体表面的功能，比如皮肤细胞。

如果我们的身体是一个“社会”，我们的每一个体细胞就是被训练得高度“专业”的社会精英，各司其职。而在这个社会中，干细胞像一个从未接受过任何专业训练的小学生，但是经过一定的学习（分化），干细胞具有从事各种职业的潜能（多向分化），比如组织再生（tissue regeneration）、器官修复（organ repair）等，达到治疗疾病的目的。

△  干细胞可以组织再生、器官修复

在干细胞中，间充质干细胞十分瞩目。间充质干细胞来源方便，易于分离、体外培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍然具有干细胞特性，且间充质干细胞具有较低的免疫原性，能够减少移植排斥。

以上这些特质，使得间充质干细胞（MSC）成为研究得最为广泛，应用最为深远的“万能细胞”。凭借其强大的自我复制和多向分化能力，间充质干细胞在适宜的体内或体外环境下可以分化为神经细胞、肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞和造血细胞等，并结合相应的分泌因子修复大脑、肝脏、心脏等。

随着再生科学技术领域的突破，和与生物技术领域不断的交叉融合，我们有幸看到许多“不可思议”的案例，比如干细胞修复器官等，为目前尚无有效治疗手段的器官损伤提供可能的治疗策略，不断造福患者。

01

干细胞再生、修复器官

下面，让我们结合具体案例，了解干细胞修复器官的诸多应用。

干细胞修复骨关节

骨关节炎是目前骨科领域患病率最高、患者人群最广的一种疾病。这曾是一种老年常见病，但却因马拉松等运动而成为现代人的通病。

目前治疗骨关节炎的关键，是防止软骨进一步磨损。由于软骨的再生能力极差，临床上一直没有较好的方法进行恢复性治疗。而关节内注射间充质干细胞，可以局部再生半月板、软骨内的软骨细胞，从而治疗骨关节炎，或者静脉输注间充质干细胞，刺激患者自身软骨细胞的再生，缓解骨关节炎，恢复骨关节功能。

△  三组在关节内注射脂肪来源的间充质干细胞后关节镜评估内侧和股骨髁中的关节软骨再生[1]

干细胞修复胰岛β细胞

糖尿病属于一种慢性、全身性代谢疾病，胰岛β细胞功能异常导致的胰岛素分泌不足，是I型和II型糖尿病的共同特征之一，许多患者需要终生使用胰岛素进行治疗。传统的治疗方式，目的还是在于控制血糖、预防或者延缓糖尿病并发症的发生。

2020年3月19日深夜，发表在《Cell》杂志上的一篇来自中科院的文章，首次坚定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”，回答了长期以来胰岛中是否存在干细胞的争议。

通过这类Procr+胰岛β干细胞和血管内皮细胞共同培养，可以再生出具有功能的胰岛类器官，为治愈糖尿病提供了一种可能。这种在体外重构的胰岛，包含了胰岛的所有细胞类型，在功能、形态、超微结构以及转录组方面，都与真正的小鼠胰岛非常相似，能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素[2]。

干细胞修复心脏

心脏疾病之所以非常可怕，是因为当心脏出现问题时，大量心肌细胞会死亡，但又没有办法及时补充，于是便在心脏上留下疤痕，使得后期心脏功能受损，无法正常收缩，造成患者发病乃至死亡。

干细胞在治疗心脏疾病方面突破不断，继以色列科学家利用3D打印技术“制造”出了一颗可以跳动的心脏后，美国科学家在PNAS发表了最新的研究结果：心脏病发作之后，体内或者体外输入的干细胞可以再生出健康的心肌细胞，从而修复心脏，让心脏重新充满活力[3]。

△ 来自胎盘的多能胎儿Cdx2细胞再生心脏

干细胞修复大脑

科学家曾经认为哺乳动物在进入成年期后，大脑内所有神经元都已经形成，不会新增，直到上世纪60年代才发现，成年人的大脑的某些部位，依然会可能产生新的神经元。上世纪90年代才证实，这些神经元的来源和功能。

局部注射一定量的干细胞，可以在体内补充带有干细胞标记的神经祖细胞，并经诱导分化为神经元，取代大脑中凋亡、衰老的神经元，改善记忆力，提高思维活力，预防神经退行性疾病的发生[4]。

△ 干细胞的一个共同胚胎起源驱动发育和成人神经发生

干细胞修复肝脏

在人体所有器官中，肝脏的再生修复能力最强大。一项新的研究揭示了干细胞对于肝脏再生修复的重要意义。

加州大学圣迭戈分校医学院的研究人员发现，“混合肝细胞”是肝脏具有强大再生修复功能的根本原因[5]。而利用干细胞移植治疗肝脏损伤，是避免肝衰竭最安全的方式。

△ 混合门脉周围肝细胞再生损伤的肝脏而不引起癌症

体内静脉输注一定量的干细胞，在体内经诱导分化可以产生新的肝细胞，代替已经病变、坏死的肝细胞，改善肝脏功能，对脂肪肝、肝硬化，甚至肝癌等也有明显的预防功能。

干细胞修复卵巢

卵巢早衰（POF）是女性40岁前的持续性闭经或性器官萎缩等症状，发病机制十分复杂，尚未彻底清晰，目前临床上使用激素代替疗法为主，治疗效果具有一定的局限性，并且过量激素容易诱发癌症。

现在普遍接受，POF不是一个不可逆的过程，体外局部注射或者静脉输注的干细胞可以通过归巢迁移至患者卵巢，在早衰的卵巢内定向分化为卵细胞，并发挥功能，分泌雌激素，推迟女性更年期，延后绝经期，重新焕发青春风采。

△  人羊膜间充质干细胞改善卵巢早衰小鼠的卵泡微环境以恢复卵巢功能[6]

干细胞治疗可有效遏制卵巢进一步早衰，保护卵巢，重塑卵巢结构，恢复卵巢功能，有效改善患者症状，对因缺乏雌激素而引起的骨质疏松也有很好的功能。而干细胞再生修复的卵细胞，仍然可以对脑垂体分泌的相关激素做出及时、正确的反应，调节体内激素水平处于平衡状态。

干细胞修复前列腺

前列腺炎是多种复杂原因引起的与炎症、免疫及神经内分泌相关的病理变化。临床表现上可以是尿道刺激症状和慢性盆腔疼痛，如排尿时有烧灼感、排尿疼痛和腹股沟不适等。

以前多采用常规药物暂缓病情，但不能治本，且这些药物的副作用极大。干细胞移植进入男性体内，可以直接作用与前列腺，激活前列腺细胞，在调节炎症的基础上，再生出新的前列腺细胞，代替凋亡的细胞，实现恢复男性健康的目的。

△ 间充质干细胞在整个前列腺肿瘤发生和发展的所有阶段均有重要的免疫调节作用[7]

干细胞修复肺部

此次2019武汉新冠肺炎，部分重症患者在肺炎康复后，会患上肺纤维化的后遗症，让患者在未来的日子里痛苦不已。肺纤维化就是正常的肺泡被异常“疤痕”代替了，成了纤维样状，弹性下降，气体交换受阻。这种情况是不可逆的，“疤痕”只要存在，它就一直存在，不能消失，有活力的肺泡越来越少。

除非有新肺泡细胞长出来。而体外回输的间充质干细胞，就可以通过其多向分化的机制，再生出新的肺泡，修复受损的肺组织，平衡肺部微环境，实现治愈肺纤维化的目标。

△ 8例放射性肺纤维患者各病灶区域CT肺密度值[8]

随着干细胞技术研究在全世界的积极开展，干细胞再生医学将越来越成熟，干细胞治疗疾病将越来越广泛，不仅仅作为工具和模型，更是作为“活”的药物，延长人类的寿命，科幻电影里，伤口以肉眼可见的速度痊愈这样的遐想也将照进现实。

由此可以看出，间充质干细胞之所以会成为干细胞中，研究最为广泛，应用最为深远的“万能细胞”，实现人体内“超级细胞工厂”这一定位的职责，正是有赖于干细胞器官修复的功能，在一定适宜的条件下，分化为各种类型的细胞，并结合一定的分泌因子，修复大脑、肝脏、心脏等器官。

02

一旦干细胞可以自如修复器官，我们的生活将不同

干细胞可以修复器官，但是却还不能自如修复器官，不过，这并不影响我们关于实现这一点的坚定信心。

在医院，如果一个病人需要器官移植来救命，但困难的配型和长久的等待，可能耽误了病人的及时治疗。一旦干细胞可以自如修复器官，那么医生便不会在面对此类患者时，只有无奈的安慰，而更多了积极的手段。

在美容院，如果一个爱美的人想通过各种方法延缓衰老，改善肌肤状态，虽然多去美容保养，可能是一个不费脑筋的可行办法，但无奈周期频繁，效果因人而异。一旦干细胞可以自如修复器官，那么你得到的可能不仅仅是肌肤的抗衰老，而更是全方位身体的抗衰老，脑子也变灵光了，关节也变灵活了，心脏也变健康了，肝脏也变厉害了，这样的抗衰老谁不喜欢。

在公安局，如果警察们为了打击非法买卖器官而焦头烂额，虽然他们广撒网，细摸排，但仍然防不住利益驱使下的草菅人命。一旦干细胞可以自如修复器官，大家有了更好的办法治病，那么在非法买卖器官的市场上，没有了买家，这条利益链、产业链还能成型吗？是不是打击黑市就变得水到渠成了。

干细胞功能丰富，我们哪里是在看一项新兴生物科技，我们看的是好多项干细胞功能推动下的时代进步。

来源;SNS

参考文献：

[1]doi.org/10.1002/stem.1634

[2]Daisong Wang, Yi Zeng et al. Long-term expansion of pancreatic islet organoids from resident Procr+ progenitors[J]. Cell. 2020; published online.

[3] Vadakke-Madathil S, LaRocca G, Raedschelders K, et al. Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart[J]. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019; 116(24):11786–11795.

[4]Daniel A. Berg, Yijing Su, Dennisse Jimenez-Cyrus, etc. A Common Embryonic Origin of Stem Cells Drives Developmental and Adult Neurogenesis[J]. Cell, 2019, 177:654-668.

[5]Font-Burgada J, Shalapour S, Ramaswamy S, et al. Hybrid Periportal Hepatocytes Regenerate the Injured Liver without Giving Rise to Cancer[J]. Cell. 2015; 162(4):766–779.

[6]10.1186 / s13287-019-1315-9

[7]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3994592/

[8]http://aammt.tmmu.edu.cn/Upload/rhtml/201612135.htm

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