干细胞：类型，应用及其在何处 - 神经心理学 - 2025

干细胞是一种在所有多细胞生物中自然发现的细胞。它们的特征在于分化成任何类型的细胞并分裂产生更多干细胞的特性。

这种类型的细胞从出生前就非常重要，因为加入了两个配子后的几天开始分裂并繁殖，从而形成干细胞，这些干细胞将专门化并产生胚胎体内不同的器官和组织。

干细胞图

干细胞的重要性在于其发展和形成几乎任何类型细胞的惊人潜力。此功能可用于修复和补充损坏或破坏的细胞。

目前，干细胞的临床应用正在研究多种疾病，例如帕金森氏症，阿尔茨海默氏病或​​某些先天性疾病。此外，已经有基于干细胞的产品开始在国际上用于骨科医学。

成人或仅在儿童中有干细胞吗？

干细胞仍然存在于成年个体中，尽管数量和潜能都低于胚胎阶段。

这些干细胞存在于某些结构中，例如骨髓，肌肉和大脑。多亏了他们，受损的细胞可以被替换，器官可以继续正常运转。

它们与其他类型的细胞有什么区别？

通常，可以说干细胞具有三个主要特性，可将它们与其他细胞区分开来：

• 它们可以长时间复制。
• 他们不是专门的。
• 他们可以专注于任何类型的单元格。

这些特性使它们潜在地有益于治疗由某些细胞的磨损或变性引起的某些疾病，例如神经退行性疾病。

干细胞的这些令人难以置信的特性是在35年前的1981年首次进行研究的，当时，一组研究人员发现可以从小鼠胚胎中提取干细胞。

直到1998年才可以将对小鼠的研究外推至人类，当时从人类胚胎中提取了第一批干细胞并进行体外培养以研究其功能和特性。这些干细胞称为胚胎干细胞。

2006年，干细胞研究史上的另一个里程碑发生了，一群研究人员发现如何对某些成年细胞进行基因重编程，从而产生可以专门研究某些类型细胞的干细胞。这种干细胞称为诱导多能干细胞（iPS）。

尽管在这35年中干细胞研究取得了很大进展，但仍需要进行更多的研究以更好地理解它们，并能够将其用于新疗法的创建和人类规范性发展的研究中。

干细胞类型

根据干细胞的成熟水平，可以将干细胞大致分为诱导的胚胎，胎儿，成体干细胞和诱导的多能干细胞。

同样，并非所有干细胞都具有相同的分化为任何类型细胞的潜力。根据干细胞可以分化的细胞类型，它们可以是：

全能的（或全能的）

桑ula，全能细胞。来源：Pidalka44它们可以分化成任何类型的细胞。这些细胞只能在桑ula壳（两个配子结合后发生的一组细胞）中找到，从理论上讲，在胚胎中也可以找到，尽管尚未实现胚胎干细胞的发育并产生所有类型的细胞。细胞。

多能的

人类胚胎干细胞的集落。资料来源：公共领域

它们是全能干细胞的下一步，可以分化成几乎所有类型的细胞。胚胎细胞培养和诱导的干细胞是多能的。

多能

大鼠嗅球中GFP阳性神经前体细胞（绿色）的共聚焦显微照片。来源：Oleg Tsupykov它们可以分化为各种各样的细胞，但只有属于一组相关细胞的细胞才能分化。例如，心脏中的多能细胞只能分化成组成心脏的组织。这些细胞可以从胎儿收集。

寡能的

未成熟的髓样（寡能）树突状细胞来源：约瑟夫·诺伊米勒，西尔维亚·伊曼纽拉·诺伊米勒·古伯，约翰内斯·胡贝尔，阿道夫·埃林格和托马斯·瓦格纳它们可以分化成几种类型的细胞，例如形成同一组织。成年干细胞是寡能的。

单能

胎儿肝细胞的血细胞类型（单能干细胞）。资料来源：Jagiellonian大学医学院组织学系，它们只能分化为一种细胞。这些干细胞与正常的成年细胞的不同之处在于，它们可以长时间（在分化之前）维持其繁殖特性。这种干细胞可以在例如某些肌肉中找到。

胚胎干细胞

小鼠的胚胎干细胞。资料来源：国家科学基金会

胚胎干细胞是从胚胎中提取的。大多数来自体外受精的配子，而不是天然孕妇。从理论上讲，它们是全能的，也就是说，它们可以产生任何类型的细胞，尽管目前只能在实验室中培养某些类型的细胞。

提取干细胞后，进行培养，将细胞和营养物质（培养基）引入实验室培养皿。在培养过程中，细胞生长并开始分裂，形成一个薄层，该薄层在平板的整个表面上延伸。

胎儿干细胞

胎儿干细胞。资料来源：Teixeira，J.，Rueda，BR和Pru，JK，子宫干细胞（2008年9月30日），StemBook，编辑。干细胞研究社区，StemBook，doi / 10.3824 / stembook.1.16.1，http：//www.stembook.org。

胎儿干细胞获自胎儿（从妊娠第10周开始）。这些细胞可以在胎儿的大多数组织中找到。

这些干细胞是多能的，也就是说，它们可以分化为某些类型的相关细胞，例如在几种相似的组织中形成相同的器官。

成体干细胞

成年干细胞的显微照片，显示出典型的超微结构特征。资料来源：Robert M. Hunt，知识共享署名

在某些成年组织中，例如皮肤，肌肉，肠道和骨髓，有成年干细胞可以增殖并分化为同一组织的细胞，以替代死亡或受损的细胞，因此它们是寡聚体。成年干细胞也可以在脐带血中发现。

例如，在骨髓中有成熟成成熟血细胞（红血球，白血球或血小板）的血干细胞。

这种细胞类型的研究已经很成熟，目前正在从骨髓或脐带血中进行成人干细胞移植，以治疗血液疾病，例如骨髓增生异常和骨髓增生异常综合征。

目前正在研究其他成体干细胞（如间充质细胞）的治疗潜力，这些成年干细胞由骨骼，软骨和脂肪产生细胞，以治疗疾病（如关节炎）。

诱导多能干细胞

诱导多能干细胞。资料来源：盖普斯坦实验室

诱导多能干细胞（iPS）已经是专门的成年细胞（例如来自皮肤），已经在体外进行了基因重编程以具有胚胎干细胞的特性。

为了对成年细胞进行重新编程，必须将它们从成年中取出并在平板上进行培养，然后将在实验室中插入的具有特定基因的病毒插入其中，以与细胞整合并修改其遗传信息。

尽管iPS细胞和胚胎细胞具有许多特征，但它们并不完全相同，但目前正在研究这些差异以及创建iPS的新程序。

尽管需要做更多的研究，但iPS细胞已经被用于测试某些药物的效果，这些药物正在临床试验中，有望在不久的将来用于移植。

目前尚未进行IPS细胞移植，因为某些动物研究已导致癌变，可能是由于用于对细胞进行重新编程的技术所致。

干细胞培养

胚泡在内部具有干细胞。资料来源：Gnzlndrs

干细胞培养并非100％有效，有时细胞不会生长或分裂。但是，当培养有效时，将采集干细胞群并创建新的种群，这些种群将继续分裂并开始分化。干细胞可以冷冻，并可以在过程中的任何时候存储。

在培养过程中，干细胞可以自发地聚在一起，并专长于任何类型的组织（肌肉，神经…）。他们能够专一化是细胞保持良好状态的标志，但是理想情况下，专化过程是由研究人员控制以创建特定的细胞群。

为了控制胚胎干细胞的分化，研究人员通过向其中插入特定基因来调节培养基，正方形或细胞本身的化学组成。

通过多次研究，已经创建了协议，指示必须修改哪些参数以及如何进行操作以创建特定的细胞培养物。

目前尚未在人类中进行胚胎干细胞移植，因为在一些对动物的研究中，已观察到它们可导致癌症的发展。仍在进行研究，它们对未来的治疗方法具有广阔的前景。

干细胞治疗

当前，在实践中研究和使用最多的干细胞的临床用途是从骨髓或脐带移植血液干细胞（造血）。它们用于治疗血液和免疫系统问题，以及在化疗或放疗后更新受损细胞。

在欧洲，每年有超过26,000人接受造血干细胞移植治疗。当前可以用移植治疗的疾病是：

白血病和淋巴瘤

• 急性粒细胞性白血病。
• 急性淋巴细胞白血病。
• 慢性粒细胞性白血病。
• 慢性淋巴细胞性白血病。
• 青少年骨髓单核细胞白血病。
• 霍奇金淋巴瘤。
• 非霍奇金淋巴瘤。

与骨髓有关的疾病

• 严重再生障碍性贫血。
• 范科尼贫血。
• 阵发性夜间血红蛋白尿。
• 纯红细胞发育不全。
• 先天性血小板减少症/巨核细胞增多症。
• 骨髓增生和骨髓增生异常综合症。
• 多发性骨髓瘤。

遗传性免疫系统疾病

• 严重的联合免疫缺陷。
• Wiskott-Aldrich综合征。

血红蛋白病（红细胞疾病）

• 严重的地中海贫血。
• 镰状细胞性贫血症

遗传性代谢疾病

• 克拉伯病。
• 胡勒综合症。
• 肾上腺皮质营养不良。
• 异色性白细胞营养不良。

其他应用

干细胞移植的另一种应用是皮肤移植。自从真正了解干细胞的工作原理以来，这个应用程序可能是最古老的应用程序。

通常仅在极端情况下才进行皮肤移植，例如在皮肤严重受损的情况下，例如严重烧伤。

第一次皮肤移植是在1970年进行的，此后技术得到了改进，尽管还有很长的路要走，因为目前移植的皮肤无法形成毛hair或汗腺。

霍洛克拉尔

在欧洲，已批准的干细胞的最新应用是Holoclar，它是一种修复角膜可能遭受的损伤（无论是伤口还是烧伤）的治疗方法。

该程序包括：提取一小部分处于良好状态的角膜缘细胞，负责修复角膜，然后在实验室中进行培养，直到它们形成可以移植到患者眼中的薄角膜层。

组织再生

干细胞的其他可能应用正在临床试验中进行研究。在研究中发现的主要应用是组织和器官的再生，损伤的治疗，心血管疾病的治疗和脑部疾病的治疗。

干细胞用于组织和器官再生的用途也许是对其研究最多的应用。如果器官或组织是由干细胞产生的，则可以将它们移植到需要它们的人身上，实际上，已经有了第一个具有干细胞的肾脏，其结果是有希望的。

心血管疾病

使用干细胞治疗心血管疾病的研究结果也令人鼓舞。

2013年，来自美国麻萨诸塞州总医院的一组研究人员利用植入小鼠中的人体干细胞的一部分制造了血管，并使其正常工作。目前，研究正在进行中，他们正在尝试将其安全地应用于人类。

脑部疾病

目前正在研究利用胚胎干细胞的分化潜能来研究干细胞在治疗帕金森氏或阿尔茨海默氏症等脑部疾病中的作用。尽管研究仍处于早期阶段，但结果看起来很有希望。

干细胞的研究不仅用于治疗疾病，还旨在了解健康细胞的正常发育并更好地了解某些过程（例如细胞分裂和分化）。

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