生命科學是20世紀發展最為迅猛的學科之一,已成為自然科學中最為引人注目的領域,其中幹細胞(stemcells)的研究更是近幾年的研究熱點。對幹細胞研究有助於人類認識的生長、分化,生物的發育機制等生命的基本規律,對生物學和人類生命健康有重大意義,正因為如此,1999年末美國Science雜誌公佈的十大科學成果評選中,“幹細胞研究的新發現”榮登十大科學成果之首。
幹細胞是進化適應過程中集體保留下來的一部分未分化的原始細胞,具有自我更新能力和多向分化潛能的特點。在胚胎和成熟組織中存在此類細胞,前者稱之為胚胎幹細胞(EmbryonicStemcell),後者則稱之為組織幹細胞(SsmaticStimcell).最近研究表明,成年動物的組織和器官中普遍存在幹細胞,對其損傷後的修復和再生起著關鍵性的作用,亦為利用成體幹細胞治療疾病提供了可能。
原位肝移植是目前治療終末期肝病的最理想的方法,但缺乏供體、手術費高昂和長期使用免疫抑制劑等因素阻礙了其推廣。目前幹細胞研究已在醫學領域取得了令人矚目的成就,也為終末期肝病的治療提供了新思路。骨髓幹細胞可以橫向分化為幹細胞而沒有細胞融合,且分化後為功能完備的幹細胞。Crosby等在臨床骨髓移植後,採用免疫熒游標記法探測到幹細胞可以分化成卵圓細胞、肝細胞、膽管細胞。應用骨髓幹細胞治療疾病較傳統方法具有很多優點:取材容易,體外培養、傳代及擴增容易,直接取材於患者本人,安全性高,沒有異體排斥反應,並且避免了胚胎肝細胞研究的倫理學爭論,故臨床應用前景非常突出。由於骨髓幹細胞有很強的可塑性,在生理或病理的情況下可能被“徵募”到迴圈中參與遠處多種組織的再生,但這種“自發”的“徵募”作用較弱,人們想到用骨髓幹細胞動員劑將骨髓幹細胞“驅趕”到外周血中,從而使外周血幹細胞得到治療數量,利用肝細胞“自發”的向損傷組織“歸巢”,並在特定的組織為環境作用下分化為受損組織細胞的特性,達到修復缺血損傷的作用。目前,被國際上批准使用與骨髓幹細胞動員的動員劑有幹細胞因子、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等。
研究發現,骨髓幹細胞不僅可向多種組織細胞分化,表現出很強的可塑性,而且還存在廣泛的遷移現象。2001年,wright等通過構建一對連體小鼠共同分享一套迴圈,發現骨髓幹細胞不僅大量存在於骨髓中,而且可見部分細胞進入到外周血迴圈,在骨髓及外周血之間活躍地遷移。並且當機體在應急、損傷、藥物(如干細胞動員劑)等作用下,外周迴圈中的幹細胞數量可明顯增加,即幹細胞的動員(mobilization),目的可能是促進組織修復。Orlic等報道在心肌梗死模型小鼠中,聯合應用幹細胞因子(stemcellfactor,SCF)和粒細胞集落刺激因子(granulocytecolony-stimulatingfactor,G-CSF)動員幹細胞進行治療,發現動員劑可提高外周血幹細胞數目增加正常量的250倍。同時,由試驗表明幹細胞有向損傷組織遷移的特性,即幹細胞的歸巢(homing),Helmuth形象地稱之為“幹細胞聽到損傷組織的召喚“。組織損傷時存在炎症反應,可表達多種趨化因子如白細胞介素-8、單核細胞趨化蛋白、腫瘤壞死因子等,同時血管內皮細胞多種黏附分子表達上調等一系列微環境的改變,可能是幹細胞歸巢的始動因素,那麼對於受損的肝臟,通過動員骨髓幹細胞以提高外周血幹細胞數量,是否存在幹細胞歸巢數量的增加?
目前國內外在心肌梗死領域應用骨髓幹細胞進行治療的報道較多,既往的研究認為骨髓幹細胞在心肌梗死後能遷移到悉尼受損部位,在心臟環境中分化為悉尼細胞核徐冠內皮細胞,參與壞死襲擊組織的再生。但美國華盛頓大學Field等赫斯坦福大學醫學院Balasm等研究認為,骨髓幹細胞最終不能分化為新的心跡細胞,但可促進受損組織的新生血管形成,心肌梗死患者可能收益於此。而血管內皮祖細胞(EPC)是成熟血管內皮細胞的全體細胞,屬於幹細胞群體。有學者從骨髓及外首血中分離到內皮祖細胞,體外誘導分化可表達內皮細胞特徵性的抗原,提示內皮祖細胞不但村與骨髓,也存在於外周血。在動物實驗中,已證實一直體外培養擴增的EPC可以有效增強缺血組織的血管再生和側枝迴圈。由此我們設想,骨髓幹細胞動員,也包括了促進血管內皮祖細胞的動員,即有可能促進受損肝組織的血管修復或血管再生,並進一步預防肝纖維化,改善肝功能。
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