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。
在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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