生 命,是逐漸衰老的過程;老化,是生命的最終走向。一直以來,人類都在試圖與自然規(guī)律抗爭,希望百病不侵,長生不老,擁有不老容顏更是萬千女性的夢想。
直到今天,隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學技術(shù) 的高速發(fā)展,細胞技術(shù)的研究與應用,賦予了人類延緩衰老,打開健康寶庫的金鑰匙。
眾 所周知,我們的身體是由一個個細胞構(gòu)成的,人體細胞約有40萬億-60萬億個,它們一直在不斷地變化發(fā)展,極其精密復雜,而又高度有序。在人體這座細胞構(gòu)筑的城堡中,有兩大類細胞最值得我們?yōu)橹c贊——干細胞和免疫細胞。但很多人仍然有很大的疑問,干細胞與免疫細胞有什么區(qū)別以及兩者之間關(guān)系會是怎樣的呢?
什么是干細胞和免疫細胞?
干 細胞是一類具有自我更新和多種分化潛能的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫(yī)學界稱為“萬用細胞”。根據(jù)干細胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞。根據(jù)干細胞的發(fā)育潛能分為三類:全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞(專能干細胞)。
免疫細胞,俗稱“白細胞”,是指與免疫應答有關(guān)的所有細胞,主要包括T細胞、B細胞、殺傷細胞(K細胞)、自然殺傷細胞(NK細胞)、單核吞噬細胞等。
干細胞是建設(shè)者,免疫細胞是防衛(wèi)兵
如果把人體比作城堡,那么干細胞對生命成長發(fā)育的重要性就如同建筑中用到的鋼筋水泥等基本原材料。它是構(gòu)筑人類形態(tài)的原始細胞,通過分化源源不斷地提供新生細胞,根據(jù)需要發(fā)育成人體內(nèi)各種類型的組織和器官。
當框架搭建好之后,后期的添磚加瓦等維修工作也是靠干細胞來支持的。因為數(shù)量非常豐富,可塑性極強,又被醫(yī)學界稱為“萬能細胞”。
當城堡竣工后,就需要部署強大的安保體系——免疫系統(tǒng)。而免疫細胞正是免疫系統(tǒng)的核心,眾多類別的免疫細胞在人體內(nèi)分區(qū)駐扎,各司其職,共同組成了一支強悍的“超能陸戰(zhàn)隊”。
當有外敵入侵時,如細菌和病毒,免疫系統(tǒng)就會派出作戰(zhàn)士兵,快速反應,將其清除。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)叛變分子,如癌細胞,前線部隊就會主動出擊,將其識別并清除。但是,當安保體系的成員不足或是叛變分子實在過多,很多任務無法完成時,我們的身體就會生病。
不幸的是,隨著我們變老,體內(nèi)的干細胞和免疫細胞的數(shù)量與能力都會不斷減弱,久而久之疾病也就隨之而來。幸運的是,科學家開發(fā)了基于干細胞和免疫細胞的生物醫(yī)學技術(shù),為我們的健康保駕護航。
兩者如何分類
按照分化潛能分類,干細胞分為:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。
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胞,主要成員間充質(zhì)干細胞,可以分化為神經(jīng)細胞、心肌細胞、肝細胞、肌肉細胞、軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、血管內(nèi)皮細胞等多系統(tǒng)的功能細胞,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胞,如造血干細胞,只能分化為血液系統(tǒng)的紅細胞、白細胞、血小板等,就如同末端枝干能生長出果實和樹葉。
人體成熟的功能細胞,如皮膚細胞,心肌細胞、腎細胞等,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,需要干細胞不斷分化補充和更新,以維持生命的運轉(zhuǎn)。
接下來說一下免疫細胞,主要闡述一下目前臨床應用較多的自然殺傷細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞和最近特別火的CAR-T細胞(指的是嵌合抗原受體T細胞免疫療法)。
NK細胞是固有免疫,可以隨時清楚體內(nèi)衰老、變異的細胞,就像是警察,隨時維持社會治安。
CIK細胞是進一步增強自身免疫力,彌補NK細胞的相對不足,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細胞。在腫瘤細胞被NK細胞和CIK細胞追殺的過程中,有些腫瘤細胞在戰(zhàn)爭中學會偽裝自己,不再被NK和CIK細胞識別。于是就有了CAR-T,可以靶向性殺死這些狡猾偽裝的腫瘤細胞。因此,CAR-T就像是帶走明確任務的軍隊,能夠徹底殲滅敵人。
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。
免疫細胞如何與干細胞“交流”?
免疫細胞參與干細胞分化:維持體內(nèi)平衡
維持體內(nèi)平衡的重要分支是細胞的持續(xù)更新,而干細胞巢內(nèi)的免疫細胞對于細胞更新過程至關(guān)重要:
骨髓中的巨噬細胞被證實直接與紅血球母細胞(erythroblast)互作。如果這種直接互作過程受阻,紅血球母細胞將不能正常成熟,補充血液中的紅細胞,最終易引發(fā)再生障礙性貧血。
大腦神經(jīng)發(fā)生曾被認為僅僅發(fā)生于胚胎和妊娠后期,現(xiàn)有研究證實這一神經(jīng)干細胞再生的過程貫穿于整個成年時期,且發(fā)生在大腦海馬齒狀回和側(cè)腦室下區(qū),因為這兩個區(qū)域是神經(jīng)干細胞的聚集地。神奇的是,科學家發(fā)現(xiàn)免疫細胞參與調(diào)節(jié)海馬體記憶和學習功能。
免疫細胞也參與青春期乳腺發(fā)育過程。出生時,乳腺由脂肪墊和小導管組成。進入青春期后,在卵巢激素的刺激下,乳腺導管向外增生。同時,不同的免疫細胞(肥大細胞、嗜酸粒細胞、巨噬細胞)會遷移至導管周圍區(qū)域。其中,肥大細胞分泌降解蛋白的絲氨酸蛋白酶,該酶調(diào)控乳腺導管周圍膠原纖維的降解和重組。巨噬細胞負責清理凋亡細胞碎片,直接作用于乳腺干細胞,但是其作用機理并不清楚。研究發(fā)現(xiàn),小鼠的肥大細胞、巨噬細胞發(fā)生突變后,會抑制青春期乳腺導管細胞的快速增值和分化。
總結(jié)上述對于骨髓、乳腺、大腦的研究,我們可以發(fā)現(xiàn)干細胞巢中的免疫細胞會調(diào)控干細胞功能的行使,維持細胞增殖和凋亡的“收支平衡”。
免疫細胞與干細胞“合作”:應對傷害
驗證免疫細胞和干細胞合作的最佳“案例”也許是骨骼肌損傷修復:
首先,免疫細胞負責清除受損的肌肉纖維。
隨后,嗜酸性粒細胞促進纖維/脂肪母細胞(FAPs)生成纖維細胞和脂肪細胞,進一步分泌膠原蛋白和生長因子激活肌肉纖維再生。
同時,T細胞分泌雙調(diào)蛋白(amphiregulin),該蛋白參與肌肉干細胞“衛(wèi)星細胞”(satellite cells )的分化,促進新肌肉細胞生成。
總結(jié)
干細胞有著非凡的自我更新、多向分化的能力,且對于機體生存不可或缺。為了扮演好它們在組織再生、修復中的角色,干細胞依賴于周圍環(huán)境提供的信號,包括免疫細胞。當下,研究進程正處于黎明階段,我們已經(jīng)開始解析不同免疫細胞與干細胞之間的關(guān)聯(lián),這對于利用干細胞治療、治愈疾病有著重要意義和前景。
END
萬海細胞