什么是干細胞？

干細胞是身體的天然水庫——補充已經耗盡或受損的特化細胞。我們體內都有干細胞在工作。現在，在您的骨髓中，干細胞正忙于制造您每天所需的 1000 億個新血細胞！

我們需要一直制造新細胞，以保持我們的身體機能。一些特化細胞，如血細胞和肌肉細胞，無法通過細胞分裂復制自身。相反，它們是由干細胞群補充的。

干細胞的類型及其用途

干細胞具有獨特的能力，可以在每次分裂時產生自身的副本（自我更新）和其他更特化的細胞類型（分化）。因此，干細胞對于維持血液、皮膚和腸道等組織的持續更新（細胞更換）和肌肉至關重要，這些組織可以根據身體的需要建立起來，并且經常在體力消耗過程中受損。

并非所有干細胞都來自早期胚胎。事實上，我們一生中都有干細胞。考慮干細胞的一種方法是將它們分為三類：

1、胚胎干細胞：從早期胚胎中發現的細胞在實驗室中生長。

2、誘導多能干細胞：或“重編程”干細胞：類似于胚胎干細胞，但使用2006年發現的實驗室技術從成體特化細胞制成。

3、組織干細胞：組織干細胞也叫成體干細胞，是已進入機體擔負著構建某種細胞組織功能的細胞。在胎兒、兒童或成年人的骨髓、肌肉、神經、上皮等組織中，均存在有組織干細胞。

如何比較所有這些干細胞類型？

干細胞是疾病研究的重要工具，具有巨大的臨床應用潛力。

一些成人干細胞來源目前用于治療，盡管它們有局限性。使用由胚胎干細胞制成的細胞的首次臨床試驗剛剛結束，但在批準用于更多患者的任何療法之前還需要進一步研究。

同時，誘導性多能干細胞已經在研究中發揮了重要作用，但在考慮用于臨床之前還需要做大量工作。

這在涉及 ESC 或 iPSC 的臨床試驗中也有所體現：雖然 ESC 用于多項治療疾病的臨床試驗，但iPSC迄今為止僅用于一項治療年齡相關性黃斑變性 (AMD) 的研究，該研究目前正在進行抓住。所有其他臨床試驗都涉及從患者細胞中提取 iPSC，用于疾病建模、藥物測試或增加我們對該細胞類型的基本生物學的理解。

當前研究的另一個途徑是轉分化——將一種特化細胞直接轉化為另一種。如果干細胞研究要發揮其為許多衰弱性疾病提供治療的潛力，所有這些不同的研究方法都很重要。

是什么讓干細胞與眾不同？

干細胞是非特化的。與通過血流攜帶氧氣的紅細胞或與其他細胞一起產生運動的肌肉細胞不同，干細胞沒有任何特殊的生理特性。

干細胞可以一次又一次地分裂并產生相同的自身副本。這個過程稱為自我更新，并在生物體的整個生命過程中持續進行。自我更新是干細胞的決定性特性。血液和肌肉等特殊細胞通常不會自我復制，這意味著當它們因疾病或受傷而嚴重受損時，它們無法自我替代。

干細胞還可以分裂并產生更特化的細胞類型。這個過程稱為分化。來自不同組織和不同發育階段的干細胞在它們可以產生的細胞數量和類型方面各不相同。根據經典觀點，隨著生物體的發育，干細胞在體內產生任何細胞類型的潛力逐漸受到限制。

干細胞研究的潛在應用有哪些？

干細胞可用于研究發育

干細胞可以幫助我們了解復雜的有機體是如何從受精卵發育而來的。在實驗室中，科學家們可以追蹤干細胞的分裂過程并變得越來越特化，從而形成皮膚、骨骼、大腦和其他細胞類型。確定決定干細胞是選擇繼續自我復制還是分化成特定細胞類型以及分化成哪種細胞類型的信號和機制，將有助于我們了解控制正常發育的因素。

一些最嚴重的疾病，如癌癥和出生缺陷，都是由于異常的細胞分裂和分化造成的。更好地了解這些過程的遺傳和分子控制可能會提供有關此類疾病如何發生的信息，并提出新的治療策略。這是干細胞研究的一個重要目標。

干細胞具有替換受損細胞和治療疾病的能力

該特性已用于治療大面積燒傷，以及恢復白血病和其他血液疾病患者的血液系統。

干細胞也可能是替代許多其他目前尚無可持續治療方法的破壞性疾病中丟失的細胞的關鍵。今天，捐贈的組織和器官通常用于替換受損組織，但可移植組織和器官的需求遠遠超過可用供應。干細胞，如果可以定向分化成特定的細胞類型，則可能提供替代細胞和組織的可再生來源，以治療包括帕金森病、中風、心臟病和糖尿病在內的疾病。這一前景令人興奮，但仍然存在重大的技術障礙，只有通過多年的深入研究才能克服。

干細胞可用于研究疾病

在許多情況下，很難獲得在疾病中受損的細胞并對其進行詳細研究。攜帶疾病基因或經改造后含有疾病基因的干細胞提供了一種可行的替代方法。科學家們可以在實驗室中使用干細胞來模擬疾病過程，并更好地了解出了什么問題。

干細胞可以為測試新療法提供資源

可以在干細胞系中大量產生的特化細胞上測試新藥物的安全性——減少動物試驗的需要。其他種類的細胞系已經以這種方式使用。例如，癌細胞系可用于篩選潛在的抗腫瘤藥物。

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