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国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

评论2021-02-22来源:严选细胞网

1月28日,国家科技部发布了《“十四五”国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”重点专项2021年度项目申报指南》。本次征求意见指南为“十四五”首批启动国家研发计划的6个重点专项,其中包括“干细胞研究与器官修复”的几个重点方向包括:干细胞命运调控、基于干细胞的发育和衰老研究、人和哺乳类器官组织原位再生、复杂器官制造与功能重塑、疾病的干细胞、类器官与人源化动物模型

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

由此可见,干细胞研究与器官修复已成为国家科技发展的重点。下面我们一起来了解一下干细胞与修复器官的那些事儿。

 

一、为何干细胞能修复受损组织和器官?

“组织再生,器官修复”,这是一个相辅相成的过程。由细胞构成组织,再由组织构成器官。所以说,人是由各种不同的细胞组成的,有的发挥收缩功能,比如肌肉细胞;有的发挥造血功能,比如造血细胞;有的发挥保护人体表面的功能,比如皮肤细胞。

如果我们的身体是一个“社会”,我们的每一个体细胞就是被训练得高度“专业”的社会精英,各司其职。而在这个社会中,干细胞像一个从未接受过任何专业训练的小学生,但是经过一定的学习(分化),干细胞具有从事各种职业的潜能(多向分化),比如组织再生(tissue regeneration)、器官修复(organ repair)等,达到治疗疾病的目的。

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

在干细胞中,间充质干细胞十分瞩目。间充质干细胞来源方便,易于分离、体外培养、扩增和纯化,多次传代扩增后仍然具有干细胞特性,且间充质干细胞具有较低的免疫原性,能够减少移植排斥。

以上这些特质,使得间充质干细胞(MSC)成为研究得最为广泛,应用最为深远的“万能细胞”。凭借其强大的自我复制和多向分化能力,间充质干细胞在适宜的体内或体外环境下可以分化为神经细胞、肝细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞和造血细胞等,并结合相应的分泌因子修复大脑、肝脏、心脏等。


二、干细胞修复器官的诸多应用

1. 干细胞修复心脏

心脏疾病之所以非常可怕,是因为当心脏出现问题时,大量心肌细胞会死亡,但又没有办法及时补充,于是便在心脏上留下疤痕,使得后期心脏功能受损,无法正常收缩,造成患者发病乃至死亡。

干细胞在治疗心脏疾病方面突破不断,继以色列科学家利用3D打印技术“制造”出了一颗可以跳动的心脏后,美国科学家在PNAS发表了最新的研究结果:心脏病发作之后,体内或者体外输入的干细胞可以再生出健康的心肌细胞,从而修复心脏,让心脏重新充满活力。

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

2. 干细胞修复骨关节

骨关节炎是目前骨科领域患病率最高、患者人群最广的一种疾病。这曾是一种老年常见病,但却因马拉松等运动而成为现代人的通病。

目前治疗骨关节炎的关键,是防止软骨进一步磨损。由于软骨的再生能力极差,临床上一直没有较好的方法进行恢复性治疗。而关节内注射间充质干细胞,可以局部再生半月板、软骨内的软骨细胞,从而治疗骨关节炎,或者静脉输注间充质干细胞,刺激患者自身软骨细胞的再生,缓解骨关节炎,恢复骨关节功能。

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

3.干细胞修复大脑

科学家曾经认为哺乳动物在进入成年期后,大脑内所有神经元都已经形成,不会新增,直到上世纪60年代才发现,成年人的大脑的某些部位,依然会可能产生新的神经元。上世纪90年代才证实,这些神经元的来源和功能。

局部注射一定量的干细胞,可以在体内补充带有干细胞标记的神经祖细胞,并经诱导分化为神经元,取代大脑中凋亡、衰老的神经元,改善记忆力,提高思维活力,预防神经退行性疾病的发生。

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划

4.干细胞修复肝脏

在人体所有器官中,肝脏的再生修复能力最强大。一项新的研究揭示了干细胞对于肝脏再生修复的重要意义。

加州大学圣迭戈分校医学院的研究人员发现,“混合肝细胞”是肝脏具有强大再生修复功能的根本原因。而利用干细胞移植治疗肝脏损伤,是避免肝衰竭最安全的方式。

体内静脉输注一定量的干细胞,在体内经诱导分化可以产生新的肝细胞,代替已经病变、坏死的肝细胞,改善肝脏功能,对脂肪肝、肝硬化,甚至肝癌等也有明显的预防功能。

5. 干细胞修复卵巢

卵巢早衰(POF)是女性40岁前的持续性闭经或性器官萎缩等症状,发病机制十分复杂,尚未彻底清晰,目前临床上使用激素代替疗法为主,治疗效果具有一定的局限性,并且过量激素容易诱发癌症。

现在普遍接受,POF不是一个不可逆的过程,体外局部注射或者静脉输注的干细胞可以通过归巢迁移至患者卵巢,在早衰的卵巢内定向分化为卵细胞,并发挥功能,分泌雌激素,推迟女性更年期,延后绝经期,重新焕发青春风采。

干细胞治疗可有效遏制卵巢进一步早衰,保护卵巢,重塑卵巢结构,恢复卵巢功能,有效改善患者症状,对因缺乏雌激素而引起的骨质疏松也有很好的功能。而干细胞再生修复的卵细胞,仍然可以对脑垂体分泌的相关激素做出及时、正确的反应,调节体内激素水平处于平衡状态。

6.干细胞修复肺部

去年武汉发生了新冠肺炎,部分重症患者在肺炎康复后,会患上肺纤维化的后遗症,让患者在未来的日子里痛苦不已。肺纤维化就是正常的肺泡被异常“疤痕”代替了,成了纤维样状,弹性下降,气体交换受阻。这种情况是不可逆的,“疤痕”只要存在,它就一直存在,不能消失,有活力的肺泡越来越少。

除非有新肺泡细胞长出来。而体外回输的间充质干细胞,就可以通过其多向分化的机制,再生出新的肺泡,修复受损的肺组织,平衡肺部微环境,实现治愈肺纤维化的目标。

国家发文:干细胞研究与器官修复列入十四五国家重点研发计划


三、干细胞已成为器官修复与再生领域的明星

随着干细胞技术研究在全世界的积极开展,干细胞再生医学将越来越成熟,干细胞治疗疾病将越来越广泛,不仅仅作为工具和模型,更是作为“活”的药物,延长人类的寿命,科幻电影里,伤口以肉眼可见的速度痊愈这样的遐想也将照进现实。

在未来,干细胞还将实现人体多种“零件”的修复再生,人工角膜、人工心脏、人造血管、人造皮肤,甚至各种人类器官上都将有所突破。

虽然我国干细胞行业还处于起步发展阶段,但发展势头正热,这也让干细胞面临诸多监管、技术甚至安全问题,国家政策的鼓励和支持,将有效规范和推动干细胞迎来临床试验与上市申请快车道。

“干细胞研究与器官修复”重点专项的申报将为重要组织器官修复与替代及重大疾病诊疗提供了创新理论和技术支持,让干细胞治疗在临床合理性、科学性、先进性上听取各方意见和建议,有助于推动干细胞技术的发展,也是干细胞推进临床的重要一步。

相信有了政府的助推,不断创新的技术发展和越来越完善的规范制度,会让干细胞在我国大踏步发展。干细胞治疗的时代即将来临,我们现在要做的是:为宝宝存储一生一次机会的胎盘干细胞,护他一生健康。





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