干细胞在动物医学中的应用进展：从基础研究到

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摘要：如今，干细胞技术已被应用于动物医学中诸多疾病的治疗。这不仅得益于干细胞具有很高的治疗潜力，而且与其可以采用直接分离或预先培养的自体或同种异体细胞进行临床应用息息相

如今，干细胞技术已被应用于动物医学中诸多疾病的治疗。这不仅得益于干细胞具有很高的治疗潜力，而且与其可以采用直接分离或预先培养的自体或同种异体细胞进行临床应用息息相关。研究表明，该过程是安全的，并给动物健康带来了巨大收益。

本文将重点介绍间充质干细胞及其修复机制，以及目前研究和应用最多的疾病类型及临床方案。临床上应用的干细胞方案、分子机制和生理反应之间的关系，可为新的研究提供帮助，从而改善动物乃至人类疾病的治疗效果。

01什么是间充质干细胞?我们为什么要使用它？

• 增殖、分化和组织再生的潜力

从概念上讲，间充质干细胞（MSC）是具有自我更新能力的细胞，并具有向其他细胞类型分化的潜力。这些细胞会受到来自细胞信号传导过程(自分泌、旁分泌、内分泌或细胞内)的干细胞巢(成体干细胞接收信息的必要环境)的影响，从而激活其细胞增殖和分化的机制。这些信息来自于干细胞之间的相互作用、干细胞与邻近的已分化细胞之间的相互作用，以及干细胞与粘附分子、细胞外基质成分、氧张力、生长因子、细胞因子以及环境的物理化学性质之间的相互作用。干细胞巢发出的信号可以使MSC根据需要采取不同的“行为”。

图1 MSC对干细胞巢的影响：MSC根据信号传导因子，可能会做出不同的决定，其中主要涉及增殖和细胞分化。MSC捕获并发送分子信号，通过调节免疫系统或提供组织修复效应物，包括激活细胞归巢、细胞凋亡、诱导新血管形成和愈合过程，来改变干细胞微环境。

成体干细胞，主要是MSC，存在于所有组织和器官中，其主要功能是在生理细胞更新过程中替代死亡细胞。此外，它们也可以在病理情况下替换死细胞，如缺血、炎症或创伤。干细胞是受损组织修复的来源，因为它们在损伤信号或病理状态下做出相应应答。这种模式的感知与特定细胞信号轴的激活及其反应(迁移、增殖和分化)有关，这一过程被称为细胞归巢，是细胞治疗有效性的基本机制。

一旦损伤发生，细胞归巢被激活，以促进组织修复。受伤的组织(炎症)一旦进入缺血状态，通过营养素缺乏，生成低氧环境，激活缺氧诱导因子-1 (HIF-1)，从而导致细胞因子的释放，如基质衍生因子-1 (SDF-1)以及血管内皮生长因子(VEGF)。这些细胞因子被相应部位的细胞识别，并在血管中帮助它们穿过组织层(迁移)，以模拟细胞外基质和激活必要的细胞分化。同时，病灶激活免疫反应并随之释放影响细胞归巢的活性氧。在MSC来源中，虽然新的潜在组织(包括合成)正在被探索，骨髓和脂肪组织仍是最广泛用于治疗的，脂肪组织中更为丰富。

• 了解旁分泌效应

MSC能够分泌影响组织修复的细胞因子。其功能是通过影响受体和细胞内通路的激活(或失活)来满足邻近细胞的需要，而不损害机体的其他细胞。因此，这些分子中的许多被认为是旁分泌因子。缺氧条件下，一旦归巢激活，MSC可以释放SDF-1、VEGF、纤维母细胞生长因子(FGF) -2、-7和肝细胞生长因子(HGF)、血管生成素1、转化生长因子-b (TGF-b)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)和白细胞介素-6 (IL- 6)以及其他因子。

在通过损伤激活SDF-1后，无论是否进行细胞治疗，成体干细胞(骨髓或受损组织部位细胞)都会增殖，信号越强，细胞反应越强烈。要做到这一点，细胞必须能够表达信号的表面受体，一旦识别出修复的“指令”，趋化性的转导通路就被激活。因此,当SDF-1绑定到特定的膜受体CXCR4，同时MAPK、Akt、PKC、PI3K和NFkB信号通道被激活。这些信号分子引起细胞增殖、细胞骨架重组并激活其他细胞因子，特别是白细胞介素。

激活血管生成过程对于新生血管的形成，改善损伤组织的营养，进而促进缺血区域的恢复是至关重

文章来源：《临床医学研究与实践》 网址: http://www.lcyxyjysj.cn/zonghexinwen/2020/0630/340.html

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