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讲座回顾|探秘干细胞:从基础分类到神奇疗法的科普之旅

作者:    信息来源:    发布时间: 2025-11-09

2025年11月7日星期五晚上18:00—20:00,山东中医药大学校学生教学信息中心特邀杨柳新老师13JT2举办了以“探秘干细胞:从基础分类到神奇疗法的科普之旅”为主题的讲座。

在本次讲座中,杨柳新老师首先以和蔼可亲的态度拉近了和同学们的间距,通过对自身的学习过程的介绍,激发了学生对干细胞的学习兴趣。接着,杨老师以人体发育过程为切入点生动阐释了有关干细胞的知识,比如干细胞的分类与来源,又引入了诱导多能干细胞的概念,重点讲解了诱导多能干细胞的发现历程与价值。讲座最后,杨老师总结了干细胞的疗法应用和局限性,并鼓舞感兴趣的听众进一步学习。

一、干细胞的简介和分类

发育的过程就是细胞潜力不断丧失的过程。干细胞是人体发育的起点:从受精卵开始,一个细胞不断分裂形成囊胚,并逐步发育为完整胎儿;在此过程中,细胞的分化潜能逐渐受限,类似于人从婴儿到成年专业化发展的过程

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干细胞的定义

是原始且未特化的细胞,它是未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能的一类细胞。核心特性包括自我更新和多向分化能力:它们能通过分裂维持自身数量,同时在特定条件下分化为神经细胞、血液细胞、皮肤细胞等多种功能细胞,发挥组织修复和再生作用。


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干细胞的分类

(1)干细胞按发育阶段可分为胚胎干细胞和成体干细胞:胚胎干细胞来自囊胚内细胞团,具有全能性或高度多能性;成体干细胞存在于如骨髓、脂肪、皮肤等组织中,负责组织更新与损伤修复。

(2)按功能可将干细胞分为四类:全能干细胞(如受精卵)、多能干细胞(如胚胎干细胞)、多潜能干细胞(如造血干细胞)以及单能干细胞(如表皮干细胞),其分化能力依次递减。

二、干细胞的来源

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脐带血干细胞

婴儿出生后遗留在胎盘和脐带中的血是脐带血干细胞的重要来源。自1988年,脐血干细胞就用来治疗根达综合症、亨达综合症、急性淋巴细胞性白血病等许多儿童疾病。

脐带血从脐带采集,脐带经过清理消毒后,脐带血从脐静脉取出。脐血采集不同于传统的骨髓采集,不需要进行麻醉,无痛、对母体和婴儿均无副作用。胎盘和脐带原本在胎儿出生后,就是作为废物扔掉的,脐血采集是在胎盘剥离前低于臀部采集脐带血,因此对母体和婴儿无副作用,属于“废物利用,变废为宝”。脐带血在放入液氮备用之前要经过处理,去除血浆。在使用的时候首先解冻,去除防冻剂,注入病人静脉。

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周边血干细胞

骨髓中存有人体内最主要造血干细胞的来源,而周边血干细胞则是指借由施打白血球生长激素,将骨髓中的干细胞驱动至血液中,再经由血液分离机收集取得的干细胞。

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胚胎干细胞

胚胎干细胞是从胚泡(由50-100个细胞组成的早期胚胎)未分化的内部细胞团中得到的干细胞。它们是万能的,意味着它们可以发育成为身体内200多种细胞类型中的任何一种。胚胎干细胞现在的研究阶段仍是刚起步。许多研究仍建立在人类以外之动物模式,例如老鼠、牛或是羊等。

在人类的胚胎干细胞因为干细胞的取得来源涉及道德伦理上的约束,在干细胞株上的建立有所争议。(因为干细胞株必须取得人类胚胎,再经过培养纯化等。因此许多人认为干细胞株视同为“人的一部份”)

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脂肪干细胞

以往人们因塑身而抽出的脂肪,大部份都当废弃物丢掉,现经由医学专家研究证明:脂肪中含有不够纯但大量的干细胞,脂肪干细胞具有体外增生及多重分化的潜力。

其主要特性为:

(1)低侵入性取得,对人体无害。

(2)最多量的取得方式。

(3)可进行体外增生培养。

(4)可运用于身体组织类型广泛,会自动移至创伤部位,进行修补。

三、诱导多能干细胞

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发现历程

诱导多能干细胞(iPS细胞)由山中伸弥团队于2006年发现,通过导入四种转录因子(Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc),可将成纤维细胞重编程为类似胚胎干细胞的iPS细胞,避免伦理争议并实现个体化治疗。

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iPS细胞的功能

(1)分化全能性(人类各组织器官的再生):iPS细胞可分化为神经元细胞、心肌细胞、肝细胞、Beta细胞等多种细胞类型。

(2)无限扩增:解决了干细胞来源有限的问题。

(3)自体移植:解决了伦理学争论等问题。

(4)开展疾病和药物研究

(5)药物筛选或遗传学筛选、利用移植动物开展疾病相关体内研究、利用细胞开展疾病相关体外研究

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iPS细胞的来源

可来源于人体自身组织的各种细胞:皮肤、血液、尿液

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从iPS细胞到精准医疗

流程:头发→iPSC人多能干细胞→大脑类器官→用于精准医疗、重建大脑


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iPS细胞治疗的进程

2014年,日本理化学研究所成功开展了首例iPS细胞移植,这在该领域具有重要的里程碑意义。

2017年,全球首个异体iPS视网膜细胞移植手术已完成了原计划的5例,为治疗老年性黄斑变性带来了新突破。

2018年,日本庆应义大学和大阪大学将分别开展脊损伤和心力衰竭的临床研究

2019年,横滨市立大学计划开展肝衰竭的临床研究

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诱导多能干细胞(iPS细胞)的优势与问题

iPS细胞因来源于患者自身,避免了免疫排斥和伦理问题,来源广泛;但目前仍存在重编程效率低、基因突变风险以及成本高昂、质量控制难等问题,限制其大规模应用。

四、干细胞的疗法应用和局限性

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干细胞的广泛应用前景

干细胞可用于神经细胞补充,治疗白血病、脊髓损伤、心肌缺血等疾病,并在药物研发、癌症研究等领域展现潜力;工程化改造的干细胞已用于靶向癌症治疗,依据单个细胞的分子特征发挥抗肿瘤作用。

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干细胞在组织修复中的作用

在脊髓损伤修复中,移植的干细胞可分化为神经元,重建神经连接并传导信号;在骨组织再生中,干细胞可接种于支架上,在适宜微环境中分化为骨细胞,形成新骨组织。

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干细胞在其他领域的应用探索

干细胞技术还可用于毛发再生,通过激活毛囊干细胞促进毛囊进入生长期,实现毛发再生。

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干细胞应用的局限

人体内干细胞数量稀少,部分干细胞分化潜能低,分离困难,且目前难以精确控制其向特定细胞转化;存在免疫排斥反应和伦理争议,限制了部分研究的发展。

五、思考与行动

干细胞讲座让我们认识到,干细胞在多类疾病治疗中潜力巨大,但也面临技术瓶颈与伦理争议,需辩证看待。

除此之外,杨老师还热情分享了自己学习中的心路历程,为现阶段感到迷茫的同学提供了经验并指引了方向。




 

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