一直有很多朋友提出疑問,對于細(xì)胞治療中的兩大熱點——“干細(xì)胞”和“免疫細(xì)胞”究竟有何異同不很明白。今天我們來為大家詳細(xì)解答~
干細(xì)胞(左)和免疫細(xì)胞(右)
1.兩者功能有什么不同?
我們知道,我們的身體是一個由細(xì)胞構(gòu)成的王國,極其精密復(fù)雜,同時又高度有序。
任何偉大的王國都既需要能干建設(shè)者,也需要勇猛防衛(wèi)兵。我們身體細(xì)胞王國也不例外。
一言蔽之: 干細(xì)胞是建設(shè)者,免疫細(xì)胞是防衛(wèi)兵
當(dāng)我們的人體還在成長時,干細(xì)胞是細(xì)胞王國的建設(shè)者,通過分化源源不斷提供新生細(xì)胞,增加我們身體細(xì)胞的數(shù)量;
當(dāng)我們成年后身體不再成長,干細(xì)胞又會扮演細(xì)胞王國的維護(hù)者,及時替換和更新衰老或受損的細(xì)胞。
干細(xì)胞是建設(shè)者
當(dāng)有外敵入侵,如細(xì)菌和病毒,免疫細(xì)胞就會扮演細(xì)胞王國的軍隊,快速反應(yīng),將其清除。
如果細(xì)胞王國中出現(xiàn)叛變分子,如正常細(xì)胞突變?yōu)榘┘?xì)胞,免疫細(xì)胞就會扮演安保系統(tǒng),將其識別并清除。
免疫細(xì)胞是防衛(wèi)者
當(dāng)外敵入侵過多,或王國內(nèi)叛變分子太多,免疫細(xì)胞沒有能力全部清除時,我們的身體就會生病。
不幸的是,當(dāng)我們不斷變老(30歲以后),體內(nèi)干細(xì)胞和免疫細(xì)胞的數(shù)量及活力均會不斷減弱。
幸運的是,科學(xué)家開發(fā)了基于干細(xì)胞和免疫細(xì)胞的生物醫(yī)學(xué)技術(shù),為我們的健康保駕護(hù)航。
2.兩者如何分類?
現(xiàn)在,讓我們來進(jìn)一步分別了解干細(xì)胞和免疫細(xì)胞,他們都分哪些種類,不同種類功能有何差異:
(1)按照分化潛能分類,干細(xì)胞分為:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。
如果把人體比喻為一棵樹,深埋大地的種子就是全能干細(xì)胞(天然的胚胎干細(xì)胞和人工制備的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞),可以分化出完整的人體,就如同種子可以發(fā)育成長為一顆參天大樹;
大樹的主要枝干可以比喻為多能干細(xì)胞,主要成員間充質(zhì)干細(xì)胞,可以分化為神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等多系統(tǒng)的功能細(xì)胞,就如同每個樹冠能生出的蔥郁的枝椏、樹葉和果實;
末端的枝干是專能干細(xì)胞,如造血干細(xì)胞,只能分化為血液系統(tǒng)的紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等,就如同末端枝干能生長出果實和樹葉。
人體成熟的功能細(xì)胞,如皮膚細(xì)胞,心肌細(xì)胞、腎細(xì)胞等,就如同大樹枝椏末端的葉子和果實,隨著季節(jié)的變化不斷凋零,需要干細(xì)胞不斷分化補充和更新,以維持生命的運轉(zhuǎn)。
(2)接下來說一下免疫細(xì)胞,主要闡述一下目前臨床應(yīng)用較多的自然殺傷細(xì)胞(NK cell)、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(CIK)和最近特別火的CAR-T細(xì)胞(全稱是Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy,指的是嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法)。
NK細(xì)胞是固有免疫,可以隨時清楚體內(nèi)衰老、變異的細(xì)胞,就像是警察,隨時維持社會治安。
CIK是進(jìn)一步增強(qiáng)自身免疫力,彌補NK細(xì)胞的相對不足,就像是壞人太多就需要武警出動來幫忙。
CAR-T是腫瘤蛋白基因修飾的免疫T細(xì)胞。在腫瘤細(xì)胞被NK細(xì)胞和CIK細(xì)胞追殺的過程中,有些腫瘤細(xì)胞在戰(zhàn)爭中學(xué)會偽裝自己,不再被NK和CIK細(xì)胞識別。于是就有了CAR-T,可以靶向性殺死這些狡猾偽裝的腫瘤細(xì)胞。因此,CAR-T就像是帶走明確任務(wù)的軍隊,能夠徹底殲滅敵人。
CAR-T用于血液腫瘤治療
需要注意的是,目前CAR-T只能用于治療部分血液腫瘤患者,還不能用于實體腫瘤的治療,如肺癌、肝癌、乳腺癌等。
未來腫瘤治療的希望,必然是構(gòu)建在基于免疫療法的聯(lián)合治療之上。
3.提取方式有何不同?
干細(xì)胞可以從多種人體組織中提取。以目前臨床應(yīng)用最廣泛的間充質(zhì)干細(xì)胞為例,最初是從骨髓中提取的,后來在血液、脂肪、牙髓等多種人體組織都能提取到。14年前(2004年),科學(xué)家發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞最豐富最優(yōu)質(zhì)的天然來源是通常被丟棄的胎盤。
美國 Celularity 公司統(tǒng)計
間充質(zhì)干細(xì)胞的巨大潛能有待開發(fā)
目前,免疫細(xì)胞的來源主要是血液,包括成人的外周血和嬰兒的臍帶血。血液中含有大量功能成熟的免疫細(xì)胞,在我們的身體內(nèi)不停循環(huán),時刻保護(hù)我們的健康。
4.疾病治療方面有何不同?
前面說到,干細(xì)胞是細(xì)胞王國的建設(shè)者,當(dāng)我們的身體細(xì)胞有創(chuàng)傷,需要被替換或修復(fù)時,就需要干細(xì)胞發(fā)揮治療作用。例如,當(dāng)身體發(fā)生嚴(yán)重外傷時,或者發(fā)生糖尿病、冠心病、老年癡呆、肝硬化等慢性病時,本質(zhì)上是那些器官的細(xì)胞受到了損傷,這時就可以輸注干細(xì)胞進(jìn)行治療。
例如:一項臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞UCMSCs治療終末期肝硬化患者26例的研究, 結(jié)果顯示移植后可改善患者的肝纖維化程度. 金旭鵬等通過靜脈推注UCMSCs治療失代償期肝硬化24例, 結(jié)果提示UCMSCs移植可顯著改善失代償期肝硬化患者肝功能及臨床癥狀, 并能促進(jìn)肝臟修復(fù).
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植前后各期生活指標(biāo)比較
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植前后CT檢查結(jié)果比較
免疫細(xì)胞是防衛(wèi)軍,主要發(fā)揮2方面的治療作用:
(1)清除衰老細(xì)胞,以防止衰老細(xì)胞集聚對人體造成傷害;
(2)癌癥治療,輸入體內(nèi)可以殺死患者體內(nèi)失控的癌細(xì)胞,如前面提到的CIK細(xì)胞和CAR-T細(xì)胞。
5.干細(xì)胞如何與免疫細(xì)胞“交流”?
干細(xì)胞定期會與免疫細(xì)胞互作。作為防御入侵病原體的主要防線,免疫細(xì)胞被認(rèn)為是維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)、促進(jìn)損傷愈合的關(guān)鍵元素。
干細(xì)胞還會有規(guī)律地同機(jī)體中運動擴(kuò)散的免疫細(xì)胞“軍隊”相互作用,從傳統(tǒng)角度來講免疫系統(tǒng)被認(rèn)為是機(jī)體抵御病原體入侵的最主要的防線。
如今科學(xué)家們認(rèn)為免疫系統(tǒng)對于組織恒定和組織愈合非常必要,甚至是在感染不存在的情況下依然如此,研究者認(rèn)為,多種免疫細(xì)胞可以幫助控制干細(xì)胞的行為。
不過,在某些情況下,免疫細(xì)胞甚至?xí)粽=M織,促進(jìn)癌變細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。掌握免疫系統(tǒng)對于干細(xì)胞功能發(fā)揮的影響,有利于科學(xué)家們更好的應(yīng)用干細(xì)胞治療多種疾病,例如貧血、多發(fā)性硬化癥、肌肉萎縮癥和心臟衰竭。
6.免疫細(xì)胞參與干細(xì)胞分化:維持體內(nèi)平衡
維持體內(nèi)平衡的重要分支是細(xì)胞的持續(xù)更新,而干細(xì)胞巢內(nèi)的免疫細(xì)胞對于細(xì)胞更新過程至關(guān)重要:
骨髓中的巨噬細(xì)胞被證實直接與紅血球母細(xì)胞(erythroblast)互作。如果這種直接互作過程受阻,紅血球母細(xì)胞將不能正常成熟,補充血液中的紅細(xì)胞,最終易引發(fā)再生障礙性貧血。
可以發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞會調(diào)控干細(xì)胞功能的行使,維持細(xì)胞增殖和凋亡的“收支平衡”。
7.免疫細(xì)胞與干細(xì)胞“合作”:應(yīng)對傷害
越來越多的研究揭示免疫細(xì)胞是干細(xì)胞研究領(lǐng)域不可忽視的部分,是啟動組織再生、損傷修復(fù)的關(guān)鍵元素。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一個暗含干細(xì)胞、免疫細(xì)胞互作風(fēng)云的有趣場所——毛囊。來自于南加州大學(xué)的Cheng Ming Chuong團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),去除老鼠背上所有的毛后,所有受損的毛囊都會分泌 CCL2蛋白。該蛋白作為一種“求救信號”,負(fù)責(zé)吸引巨噬細(xì)胞遷移至毛囊之處,并分泌腫瘤壞死因子(TNF),啟動毛囊干細(xì)胞再生出新的頭發(fā)。
結(jié)語:21世紀(jì)是生命科學(xué)的時代,未來干細(xì)胞和免疫細(xì)胞的應(yīng)用將成為臨床治療中的常見手段。讓我們一起關(guān)注細(xì)胞治療領(lǐng)域的發(fā)展,共同見證生命科學(xué)新紀(jì)元。
本文綜合整理自:我的細(xì)胞中心、生物探索
參考資料:
[1]. J.E. Heredia et al., “Type 2 innate signals stimulate fibro/adipogenic progenitors to facilitate muscle regeneration,” Cell, 153:376-88, 2013.
[2]. D. Burzyn et al., “A special population of regulatory T cells potentiates muscle repair,” Cell, 155:1282-95, 2013.
[3]. L. Boulter et al., “Macrophage-derived Wnt opposes Notch signaling to specify hepatic progenitor cell fate in chronic liver disease,” Nat Med, 18:572-79, 2012.
[4]. S.L. Pull et al., “Activated macrophages are an adaptive element of the colonic epithelial progenitor niche necessary for regenerative responses to injury,” PNAS, 102:99-104, 2005.
[5]. V.E. Miron et al., “M2 microglia and macrophages drive oligodendrocyte differentiation during CNS remyelination,” Nat Neurosci, 16:1211-18, 2013.
[6].C.-C.Chen et al.,“Organ-level quorum sensing directs regeneration in hair stem cell populations,”Cell, 161:277-90, 2015.
《轉(zhuǎn)發(fā)自細(xì)胞王國公眾號》
—山東源生制藥有限公司—