干細胞到底有何“神奇之處”？為何可以治療這么多種疾病？

干細胞可以再生為什么要凍存干細胞？

以下文章來源于細胞加 ，作者CellPlus

從小分子藥物到大分子藥物，再到目前最新的細胞藥物，人類的醫藥治療已經進入到了一個新的時代。在這個新的時代中，細胞成為人類最重要也是最寶貴的醫療資源之一，正常且富有活力的細胞是延緩衰老、保持健康的關鍵所在。

目前來說，最重要的細胞資源我們可以分為兩類，一類是免疫細胞，另一類則是干細胞。

免疫細胞伴隨著人體接觸各種病原微生物而演變成每個人獨特且強大的免疫力，每個人身體的免疫細胞組成都是獨一無二的。免疫細胞承擔著清除病原微生物以及體內變異、感染細胞（包括衰老細胞和癌細胞）等的重要職責。目前免疫細胞主要用于疾病治療，其中進展最迅速的是癌癥治療，免疫細胞治療已經成為癌癥治療中最具有潛力的一支。

干細胞，也被稱為“萬能細胞”，由于干細胞具有分化成身體不同類型細胞的能力，因此成為修復人體的“最佳原材料”，基于干細胞的特性，再生醫學如雨后春筍般崛起。

既然人體內就有免疫細胞和干細胞，同時免疫細胞和干細胞也可以從人體內獲取，尤其是干細胞，既然可以再生，為什么我們還需要凍存這些細胞？這是因為一個不可抗力因素在影響著我們，它就是時間。

伴隨著衰老，干細胞的功能也會降低

實際上，人類的細胞分裂有其極限。早在1965年，Hayflick就提出了細胞衰老這一概念，即所有的原代細胞（干細胞）在經過一定次數的細胞分裂后都會停止分裂增殖，并且和年輕個體相比，成年個體的干細胞可以分裂的次數更少。

一項大型的研究對6歲~92歲的人類間充質樣本進行了研究，結果發現：和年輕的人群相比，年老個體的間充質干細胞（干細胞治療中應用較廣的一種）表現出更多的衰老特征，這意味著伴隨年齡增加，干細胞的增殖能力會不斷降低。

研究中列舉的和干細胞衰老相關的分子特征（部分）

隨著干細胞的衰老，人類的細胞出現損傷無法及時修復，再生的細胞也在不斷減少，這就會導致很多疾病的發生。如果可以將年輕時候的干細胞凍存起來，而后在衰老的時候再拿出來用，那么就有望實現干細胞的“凍齡”，保存其活力。

細胞凍存技術，已經相當成熟

細胞凍存技術其實已經早在1776年就已經被人們提了出來，不過那時候受限于技術和人們的認知，細胞凍存仍舊是一個可望不可及的技術。

隨著時間進入到二十世紀中葉，生物科技得到了長足的發展，在六十年代，美國美國紐約血液中心Rowe最先實現了紅細胞的低溫保存。并且在液氮溫度下保存了12年的紅細胞復蘇后檢查，其生化性質和功能并沒有發生變化，這首次證實了細胞可以在低溫環境下長期存活。

2021年，一項大型的回顧研究對牙髓干細胞的凍存進行了數據分析，在納入研究的21篇文章中，對不同的冷凍方式進行了分析和對比。研究對多種干細胞的活力參數進行了分析。

不同研究對干細胞活力分析的情況

分析結果顯示：冷凍保存的細胞均可以保持其細胞形態和分化能力，和新鮮培養的細胞活力類似，通過液氮冷凍的方式，牙髓干細胞最高可以達到100%的細胞活力率。

這些研究為液氮技術下干細胞的保存提供了充足的證據。并且在超低溫的情況下，細胞幾乎不會出現損耗，保存得當，理論上來說可以永久保存。而凍存后取出來的干細胞也不會降低其活力和作用。

那么干細胞的神奇之處在哪里呢？為什么它可以進行多種疾病的治療呢？

干細胞治療的神奇之處有哪些？

隨著干細胞治療研究的不斷深入，我們發現干細胞有著很多常規療法無法企及的神奇之處。干細胞是人體內的細胞，因此對其進行研究使我們了解干細胞在人體內發揮著怎樣的作用，也是因為如此我們可以通過干細胞來進行上述的多種疾病的治療。

目前，干細胞發揮治療的原理可以分為兩類，一類是通過干細胞自身的分化特性來對身體組織進行修復，另一類則是干細胞可以分泌多種細胞因子來進行身體功能的調節。

干細胞自身特性

干細胞一個簡單的應用案例是將干細胞進行分離后直接輸入到受損部位，這樣干細胞會在身體自身的影響下分化成對應的細胞，從而達到治療的目的，比如輸注造血干細胞進行白血病的治療。

其次，干細胞在體外誘導分化成具有對應功能的細胞可以替代人體受損的細胞進行治療。目前進展比較快的是通過人工誘導產生對應的胰島細胞產生胰島素進行糖尿病的治療；另外，通過干細胞誘導分化成視網膜色素上皮細胞（RPE）或者視網膜前體細胞（RPC），可以用于眼部疾病的治療，幫助應對視力退化等疾病。

最后，干細胞還有著一個特殊的屬性——歸巢效應。簡單來說，人體內受損部位或者炎癥部位像是一個個吸引著干細胞的“巢”，當干細胞回輸到人體時會尋找這些“巢”并進行修復。一項大型的分析數據顯示，已有研究證實干細胞通過歸巢效應修復多部位的身體損傷，這為干細胞治療廣泛提高身體能力奠定了基礎。

自體間充質干細胞和異體間充質干細胞的來源和可以治療的目標組織或器官

干細胞分泌因子

除了自身具備的能力之外，干細胞還可以分泌多種細胞因子來進行身體的調節。當回輸的干細胞到達受損部位的時候，可以分泌多種細胞修復因子，激活本身受損部位的干細胞，進而加快身體的修復。

另外，大量的研究顯示干細胞可以分泌免疫調節因子，從而降低局部炎癥癥狀，不論是自身免疫性疾病還是被證實和大腦炎癥有著密切聯系的阿爾茲海默癥，干細胞治療都取得了一定的治療進展。

干細胞療法，多種疾病均可治療

目前在臨床上使用較多的是間充質干細胞治療（干細胞的分類可以查看我們之前的文章）。根據世界臨床試驗中心clinicaltrials.gov官網的數據顯示，自1995年報告第一個間充質干細胞臨床試驗以來，每年干細胞治療的臨床試驗都在大幅度增加，并且在近年來呈現出爆發的趨勢。

不同年份人間充質干細胞治療的臨床試驗數量變化圖

間充質干細胞的治療幾乎覆蓋絕大多數的治療領域，包括創傷修復、心臟病學、免疫學、血液學、腫瘤學以及精神病學等醫學學科。

各種不同醫學學科間充質干細胞的臨床試驗分布表格

從多項臨床試驗結果來看，不論是局部注射還是全身性的注射，人體內都會不斷清除掉回輸的干細胞，由于每個人的免疫系統清除速度、回輸路徑、干細胞來源組織、干細胞供體年齡以及干細胞體外培養時間長短等因素存在差異，因此干細胞的清除時間從幾天到幾個月不等。因此，目前干細胞回輸治療一般會采用不同多個療程治療，用以提升治療效果（比如在一項骨關節炎的臨床試驗中就分別在治療后的第1個月、第2個月、第3個月以及第6個月的時候分別注射了干細胞進行治療）。

近些年來干細胞治療領域發展迅速，其中包括脊髓損傷修復、阿爾茲海默癥大腦治療以及半月板修復等都取得了非常不錯的進展。相信隨著更多新臨床試驗的開展，干細胞治療將有望為更多的“不治之癥”帶來希望。

來源：細胞加