可以說，我們機體本身就是由一個干細胞產(chǎn)生的——胚胎干細胞。

在成人體內(nèi)，每天干細胞都在分化為肌肉、骨骼、器官、神經(jīng)、血液···可以說，沒有干細胞，人體的組織就無法得到修復(fù)。

讓我們來盤點一下，目前干細胞應(yīng)用類型最多的間充質(zhì)干細胞（MSCs）多向分化能形成的細胞類型：

間充質(zhì)干細胞可以分化為心肌細胞，促進心肌細胞內(nèi)源性修復(fù)，改善心肌功能，治療心肌缺血、心力衰竭等心臟疾病。

如下圖所示[2]，在體外成功觀察到了間充質(zhì)干細胞再生修復(fù)大鼠心肌細胞的過程，圖中藍色DAPI染色代表細胞核，紅色aSarc蛋白染色代表心肌細胞，紅色HuNu蛋白染色代表間充質(zhì)干細胞。圖A顯示間充質(zhì)干細胞未分化的狀態(tài)，圖C和圖D分別顯示了間充質(zhì)干細胞開始分化，圖E和圖F展現(xiàn)了隨時間推移，間充質(zhì)干細胞越來越多的分化為心肌細胞的狀態(tài)。

△??圖[2]

間充質(zhì)干細胞可以分化為腎小球，從而幫助身體過濾血液，并定向修復(fù)腎臟細胞，緩解腎虛等癥狀。

如下圖所示[3]，和對照（Control）相比，尾靜脈輸注間充質(zhì)干細胞（ADR+MSCs）可以再生腎損傷大鼠腎小球中的腔壁上層細胞、足狀突細胞和內(nèi)皮細胞，從而修復(fù)腎小球，恢復(fù)腎臟功能。

△??圖[3]

間充質(zhì)干細胞可以分化為胰島β細胞，該細胞可以分泌唯一智能調(diào)控人體血糖穩(wěn)定的胰島素，使I型糖尿病患者擺脫終身注射胰島素的痛苦，徹底治愈。

如下圖所示[4]，圖A當(dāng)用STZ（鏈脲菌素）成功構(gòu)建I型糖尿病小鼠模型后，該小鼠與正常小鼠相比，不能分泌胰島素（綠色染色）。此時，如果給予I型糖尿病小鼠移植MSCs（CO-transplantation），如圖B所示可以看到，疾病小鼠恢復(fù)了分泌胰島素的能力。

間充質(zhì)干細胞可以分化為血管內(nèi)皮細胞，不斷新生的血管能夠增加血管彈性和血管通透性，從而改善血管微循環(huán)，預(yù)防血管老化。

如下圖所示[5]，是間充質(zhì)干細胞在體外分化為血管的全過程記錄，3D的視角展現(xiàn)了間充質(zhì)干細胞在VEGF-A（血管內(nèi)皮生長因子）、FGF-2（成纖維細胞生長因子）、BMP-4（骨形成蛋白）的刺激以及WNT信號通路激活下，由萌芽新生血管逐漸形成血管網(wǎng)絡(luò)的能力。而圖e也顯示了間充質(zhì)干細胞分化失敗的結(jié)果，以作對比。

△??圖[5]

間充質(zhì)干細胞可以分化為神經(jīng)細胞，修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，是治療神經(jīng)退行性疾病如帕金森等的最佳途徑。

如下圖所示[6]，當(dāng)間充質(zhì)干細胞在特殊的“NDM（神經(jīng)分化基質(zhì)培養(yǎng)基）”中培養(yǎng)時，不同來源的MSC可以分化出具有神經(jīng)突觸形態(tài)的新細胞，而區(qū)別于原來的梭形細胞。

間充質(zhì)干細胞可以分化為肝細胞，有助于恢復(fù)急慢性肝損傷的肝細胞活力，改善脂肪肝、肝纖維化的狀態(tài)，從而預(yù)防肝硬化，甚至肝癌的發(fā)生。

如下圖所示[7]，圖A羅列了體外間充質(zhì)干細胞分化為肝細胞的步驟和條件，主要是一些因子如Activin-A（人活化素A），BMP4，F(xiàn)GF的參與和WNT信號通路的激活等，圖B檢測了分化后的細胞表面標(biāo)記，可以看到一些肝細胞的標(biāo)簽蛋白（HNF4a，AFP，AAT，ALB）含量確實顯著提高，證明分化完成的確實是肝細胞，圖C是分化完成的肝細胞。

間充質(zhì)干細胞可以分化為上皮細胞、表皮組織，從而促進傷口愈合，深層肌膚修復(fù)，改善皮膚狀態(tài)等。

如下圖所示[8]，當(dāng)用紫外線（UVB）照射小鼠造成皮膚損傷之后，尾靜脈輸注間充質(zhì)干細胞（ADSC）2-6周時，小鼠上皮細胞的表面標(biāo)簽P63，a6整合素，CD34蛋白等和間充質(zhì)干細胞的共定位增強，提示間充質(zhì)干細胞在小鼠皮膚損傷之后，會促進上皮細胞方向的分化。

間充質(zhì)干細胞可以間接分化為肺芽細胞，繼而在氣管和肺泡中進一步分化為肺細胞，修復(fù)肺組織中的受損細胞，改善呼吸，重塑健康。

如下圖所示[9]，圖A是由間充質(zhì)干細胞經(jīng)過3F培養(yǎng)基（FGF7，GSK-3抑制劑，RA）刺激培養(yǎng)后分化為“類肺器官”的概念過程，圖B是刺激后逐漸形成肺芽細胞的過程，圖C檢測了分化好的肺芽細胞表面的標(biāo)簽蛋白NKX2.1和SOX2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如圖D統(tǒng)計所示，分化好的肺芽細胞確實已經(jīng)沒有了干細胞的標(biāo)記，而接近97%都是肺細胞的特性。

間充質(zhì)干細胞可以分化為肌腱細胞，修復(fù)肌腱組織，作為新興生物材料治療肌腱損傷、撕裂等疾病。

如下圖所示[10]，間充質(zhì)干細胞在肌腱轉(zhuǎn)錄因子Scx的刺激下（hMSC-Scx），可以在體外分化為與正常肌腱祖細胞hTSPC相比，無論在細胞外形、組織內(nèi)細胞分布、細胞數(shù)量等都十分相似的肌腱組織，甚至在分化6周后，間充質(zhì)干細胞來源的肌腱細胞，在肌腱延長性方面的優(yōu)勢更大。圖A是兩種來源肌腱的外觀，圖B是蘇木精&伊紅染色下觀察的細胞核與細胞質(zhì)形態(tài)，圖C是細胞骨架的染色結(jié)果，圖D是軟骨細胞的染色結(jié)果。

間充質(zhì)干細胞可以分化為軟骨細胞，修復(fù)軟骨磨損等關(guān)節(jié)損傷，從而緩解關(guān)節(jié)炎癥。

如下圖所示[11]，蘇木精&伊紅染色顯示間充質(zhì)干細胞在滲透膜生物材料上，可以體外逐漸分化為軟骨細胞，隨著分化的推進，軟骨組織的細胞厚度逐漸增多，由單層（single layer），變?yōu)樗膶?/span>（quadruple layer），再依次增多。

△? 圖[11]

“萬能細胞”的秘密：多向分化機制

我們知道，干細胞它是一類具有自我復(fù)制和多向分化能力的細胞。

通常認為干細胞具有兩個能力——干性和功能性，它們相互牽制，彼消此漲?！案尚浴贝砀杉毎顒荽l(fā)的分化能力，“功能性”代表干細胞朝著特定方向分化為成熟細胞的能力。

中胚層來源的間充質(zhì)干細胞（MSC）作為一種“多向分化”的干細胞，它仍然保有較強的分化能力，干性強于功能性，這一點和造血干細胞稍稍不同，造血干細胞是功能性強于干性。

間充質(zhì)干細胞是目前科學(xué)界得到最多研究的干細胞。間充質(zhì)干細胞雖不能發(fā)育成完整個體，卻能夠多向分化產(chǎn)生多種類型細胞。

它不僅可以分化為同胚層來源的相關(guān)細胞、組織，如脂肪、骨骼、軟骨等，近來的研究還發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細胞還具有跨胚層分化的特點（如下圖所示[1]）。

△??[1]間充質(zhì)干細胞的各類分化示意圖

比如分化為外胚層來源的神經(jīng)細胞，內(nèi)胚層來源的肺細胞等，多向分化的機制使得間充質(zhì)干細胞在臨床上應(yīng)用組織再生的范圍更加廣闊。

作為新興的醫(yī)療技術(shù)，很多人對干細胞能治療哪些病癥的了解十分有限，其實干細胞在臨床應(yīng)用上是非常廣泛的，也代表了未來醫(yī)療發(fā)展的趨勢。

目前，充分的科學(xué)研究已經(jīng)證明，間充質(zhì)干細胞由一個種子，可以通過多向分化機制，再生修復(fù)心肌細胞、腎細胞、胰島β細胞、血管內(nèi)皮細胞、神經(jīng)細胞、肝細胞、上皮細胞、肺細胞、肌腱細胞和軟骨細胞等，用于改善或治療心腦血管疾病、腎功能不全、I型糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、肝功能不全、皮膚傷損、肌腱損傷和骨關(guān)節(jié)炎等疾病。

相信隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，干細胞必將引發(fā)醫(yī)療變革，成為繼藥物、手術(shù)后的第三種治療方式，一系列傳統(tǒng)手段難以治療的疑難雜癥也終將會被干細胞逐步取代與救治。

內(nèi)容來源：SNCgroup

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