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Introduction to Cell Transplantation

Translated by Li Quan, Changhai Hospital, Shanghai, China

Sponsor: Institute of Spinal Cord Injury, Iceland

 

 

细胞移植

介绍

在开始讨论具体的移植程之前, 我们需要简单回顾一下被用于治疗 SCI 的各种细胞或组织的治疗潜力。

嗅觉组织/细胞: 由于嗅觉组织暴露于我们所呼吸的空气中, 所以它包含了一些具有相当更新潜力的细胞, 包括可更新的神经元、组细胞和嗅鞘细胞 (OECs)。

在移植到损伤的脊髓之后, OECs 有可能通过在生长中的和被破坏的神经轴突周围产生髓鞘、分泌生长因子以及分化引导轴突延长的结构和基质大分子, 来促进轴突再生。

干细胞: 简言之, 干细胞是拥有分化为多种组织潜力的前体或组细胞。尽管常常被分为胚胎和成人两大类, 但他们实际上代表了一种可以分化为最终组织的细胞类型的集合。

例如, 拿我们的中枢神经系统的发育来说, 胚胎干细胞分化为相对具体的成人神经干细胞。这些成人神经干细胞依次可分化为神经或神经胶质前体细胞, 前者具有分化为神经元的潜力, 而后者可以分化为周围被称为少突胶质细胞和星形细胞的支持细胞。

全能的胚胎干细胞具有分化为多种细胞类型的最强大的潜力, 但其分化的方向很难被控制。成人干细胞可在多种组织中发现, 例如中枢神经系统、骨髓、皮肤、肠道、肝脏、肌肉、毛囊甚至牙齿。有时候这些干细胞定期表达, 例如骨髓中定期补充血细胞的干细胞; 在其他组织中, 它们通常处于休眠中, 需要诱导方可表达。

虽然成人干细胞通常分化为与来源组织有关的专业细胞, 但在给予特定信号之后, 它们可以分化为与其他组织有关的细胞。例如, 在合适的环境中, 骨髓来源的干细胞可以分化为神经细胞, 而且这种细胞正确实被用在好几个 SCI 移植治疗项目中。此外, 研究表明成人干细胞可以重调回更为原始的胚胎状态。最后, 尽管我们强调了它们治疗潜力, 但如果给予了错误的信号, 干细胞可以引起许多麻烦, 例如引发癌症。

胚胎干细胞分离: 基本上, 当一个卵子受精之后, 一个胚胎便形成了, 之后分裂成为一个双细胞的胚胎。在《今日干细胞》中, 作者 Christopher Scott 将这一过程比喻为用一把小刀将一个肥皂炮在原来的范围内切为2个较小的肥皂泡。再切一刀便成了4个肥皂泡或者是四细胞的胚胎。这种分裂继续进行下去便产生了 8, 16, 32, 64, 128 细胞胚胎, 而总的体积变化不大。

4-6天之间, 细胞重排为两层: 外层将分化为胎盘和羊膜组织, 一小部分称为内细胞团 (ICM) 的细胞将变为其他的东西。现在称为胚泡的胚胎的直径大约 0.1mm 或者就像本句最后的那个句号那么大.

随着细胞的不断生长, 它们的全能性也不断丢失。在2周之后, ICM 细胞开始构成将变成我们身体上不同组织的三个特殊的层: 1)外胚层 (发育成为神经、皮肤等), 2)中胚层 (转变为血液、肌肉、骨骼等), 3)内胚层 (分化为肠道、肝脏、胰腺、膀胱等)

为了获得胚胎干细胞, 我们需要在 ICM 细胞分化为这三层之前将其分离出来, 然后放在培养基中生长。这种培养技术在最近才出现, 并且要求相当复杂的方法和技术。例如, 科学家必须将细胞种植在一层动物细胞上以获取足够的营养和信号, 来阻止细胞进一步分化下去。

Schwann细胞: 这些细胞在周围神经系统的轴突髓鞘再生中作用重大, 周围神经系统与中枢神经系统不同, 它拥有一定的再生潜力。多年以来人们一直在研究这些细胞的潜力,希望它们在损伤的脊髓中也能发挥类似的再生作用。

细胞来源和移植位点: 可移植的细胞可以来源于从患者自身: 遗传学上的不同个体、胚胎或同种异体脐带; 或者其他物种 (异基因)。所有的这三种都已经被用于使 SCI 恢复功能的尝试中。由于自体组织来源于患者本身, 所以没有免疫排异反应。未分化的胚胎和低分化的脐带细胞的排异反应也较小。

供体细胞通过多种途径移植回患者, 包括移入脊髓或脑脊液、静脉输入或肌肉注射。总的来说, 细胞并未根据理论上的最佳来源或分化潜力来进行筛选, 但它们的分离较为简单, 例如收集血液干细胞; 并且同样, 将细胞注入肌肉、血液或脑脊液与手术暴露脊髓相比也更为简单 (并且安全, 但不一定有效)

 

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