随着再生医学技术研究的不断发展，干细胞治疗在多种疾病的治疗上展现出巨大潜力，具有广阔的应用场景，被称为“第三次医疗革命”。

干细胞是什么？为什么能这么厉害？它到底能治什么病？今天将带您揭开干细胞的神秘面纱，一篇文章读懂干细胞的原理和应用。

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干细胞是什么？

人体有200多种细胞，其中有传递信息的神经细胞，有携带氧气的血液细胞，有起到保护作用的皮肤细胞等等。

而还有一类细胞，是所有这些细胞的源泉，那就是干细胞。

我们毛发能够不断地生长，是因为有毛囊干细胞；血液能不断增殖，是因为有造血干细胞。

干细胞是一类具有自我更新能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。

在体内或者实验室适当条件下，干细胞要么分裂成新的干细胞（自我复制），要么分裂成具有特定功能的特化细胞，如血细胞、脑细胞等，进而形成血液、肌肉、骨骼、神经等组织和器官，是构成身体各种组织和器官的“始祖细胞”。

干细胞因其天然具有自我更新和定向分化的能力，被称为“种子细胞”，医学界也称其为“万用细胞”。

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为什么人体需要干细胞？

人体由40-60万亿个细胞组成，每天都有大量细胞更新、衰老、损坏，甚至产生癌变。如果受损的细胞得不到及时修复，衰老的细胞得不到及时更新，病变的细胞得不到及时抑制，器官功能就会衰弱，免疫力随之也会降低，到最后人就会生病。

一般人体细胞可以自我更新，但有大致为50-60次的最大分裂次数，一旦达到这一次数，细胞就会死亡；还有很多高度特化的细胞不再具有分裂更新的能力。

同时随着时间的推移,细胞还不断受到内外环境的影响而发生损伤，造成功能性下降，最终衰老并死亡。

内环境：体内炎症、端粒缩短、自由基侵袭

外环境：环境污染、社会压力大、不良生活习惯

因此，为了弥补这一过程中的不足，保证人体内细胞的完整、活性和健康，机体保留了一部分未分化的原始细胞，这些细胞保持了与亲代相同的特性。被保留的这些原始细胞即为干细胞，理论上可以终身分裂，当机体需要时，干细胞就沿着特定的发育途径产生分化的子细胞。

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干细胞在人体内的作用是什么？

干细胞在人体内发挥的作用本质上都是源于它的四大特性：

1.自我更新：干细胞能够通过细胞分裂成为与自己具有相同能力和特性的新干细胞，并在较长时间内保持未分化或低分化状态。这一特性使得干细胞在体内能够长期维持其数量，在需要时提供新的细胞来替代衰老或损伤的细胞。自我更新能力使干细胞在组织修复和再生中起到关键作用。

2.多向分化：干细胞具有分化为多种不同类型细胞的能力，如神经细胞、肌肉细胞、血液细胞等。这种多向分化潜能使得干细胞能够在不同的组织和器官中发挥作用，使得干细胞能够根据需要，转化为特定的细胞类型，以维持和修复受损的组织和器官。

3.旁分泌功能：干细胞可以分泌多种生物活性物质，包括可溶性细胞因子、趋化因子、生长因子、microRNAs、蛋白酶和胞外囊泡等，可以刺激细胞增殖和分化，促进组织修复和再生，加速衰老过程中受损组织的修复，恢复正常功能。这是干细胞治疗可以改善器官功能，起到抗炎、抗凋亡等作用的核心机制之一。

4.归巢效应：当机体损伤时，干细胞具有向损伤部位优势分布的特质，也就是说干细胞能够定向迁移到受损或老化的组织，并分化为相应的细胞进行修复。干细胞的“归巢效应”就好比导航定位的“GPS”，干细胞在外周血溜达一圈之后，会最终驻足在适当的干细胞生态位发挥作用；归巢性保证干细胞如何精准送达损伤部位、按需搬动。

干细胞存在的目的就是要利用其以上特性来维持人体器官的正常运作。科学家们将干细胞的 五大作用 总结为 “ 5R ” ：

1. Replace：替换和补充坏死细胞

2.  Repair：修复损伤细胞和组织

3.  Regenerate：促进组织和器官再生

4.  Restore：恢复或激活休眠细胞

5.  Regress：抑制或逆转癌细胞发展

具体可以体现为：

(1)替代和修复死亡和受损伤的细胞，促进伤口快速愈合和避免疤痕;
(2)促进器官组织细胞新生，使器官年轻化，延缓器官衰老;

(3)促进心肌细胞生长、增进心脏功能耐力、预防心脏病及中风；

(4)保护肝脏，治疗肝纤维化和肝硬化；

(5)稳定血压、平衡胆固醇;

(6)改善皮肤及问题性皮肤，恢复皮肤光泽与弹性、减少皱纹，使面部年轻化;

(7)能够增强性能力、提高性生活质量;

(8)提高运动系统能力，改善骨质疏松，腰腿疼痛的状况;

(9)恢复神经系统功能，提升记忆力，预防帕金森病和老年痴呆症等。

(10)提高睡眠质量，促进新陈代谢，增强体能和精力。

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什么是干细胞治疗？

干细胞治疗，是指在体外对干细胞进行分离、培养、增殖、定向诱导、甚至基因修饰，繁育出全新的、健康的、更年轻的干细胞，再通过静脉回输、病变部位局部注射以及蛛网膜下腔注射等方式送回患者体内。

这些经过培养的干细胞就像 “生命修复军”，能深入到受损之处，对失去正常功能的细胞和组织进行修复，助力其重新焕发生机，进而有效改善患者的病症，是极具潜力的干预修复手段。

不同种类的干细胞对应的 治疗原理 不同，根据《医学参考报干细胞与再生医学专刊》，主要包括以下三个方面：

1.体内分化，体内治疗在体外进行简单的分离之后，干细胞可以直接移植进入人体内修复损伤部位。其中，最具代表性及发展前景的是造血干细胞移植治疗，可以用于治疗血液系统疾病、免疫缺陷病、遗传代谢病等，甚至是某些疾病的唯一治愈手段。

2.体外分化，替代治疗在特定条件下，干细胞可以在体外被大量扩增并诱导分化为特定的功能细胞，再移植入人体内，修复损伤部位，治疗特定疾病。其中，最具代表性的是多能干细胞治疗，如胚胎干细胞与诱导多能干细胞。此外，该原理还被应用于诸多干细胞衍生技术，如类器官技术、3D细胞打印技术等。

3.分泌效应，药用信号大部分干细胞进入体内后，并不会直接分化为损伤部位的细胞，而是通过分泌活性因子促进组织的修复再生。其中最具代表性的是间充质干细胞治疗。MSC具有强大的分泌功能，能够表达、合成和分泌各类生长因子、细胞因子、调节因子、信号肽等生物活性分子，发挥免疫调控、抗细胞凋亡、促进血管生成、支持干细胞生长分化等功能，在组织修复过程中起着重要作用。

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干细胞可以治疗哪些疾病？

         神经系统疾病        

神经系统疾病是全球第二大死因，也是医学界面临的主要挑战之一。

帕金森病

干细胞就像是大脑里的 “特种部队”，能够分化为多巴胺能神经元，替代那些受损或死亡的神经元，重建神经传导通路，从而改善患者的运动功能。

脑卒中

脑卒中，也就是我们常说的 “中风”，具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点，很多患者在发病后会留下严重的后遗症，如肢体瘫痪、语言障碍等 。

干细胞可以通过分化为神经细胞，替代受损的神经元，促进神经功能的恢复；还能分泌多种细胞因子，如血管内皮生长因子（VEGF），能够促进血管生成，为受损的脑组织提供充足的血液供应，加速组织修复。

神经系统损伤

干细胞还可治疗多种神经系统损伤疾病/退行性疾病，例如脑缺血损伤、脑出血、脊髓损伤、多发性硬化症，避免患者致残致死。

          糖尿病          

糖尿病的传统治疗方法是使用降糖药来辅助胰岛素降糖的功能，或者是直接注射胰岛素，这些都不能从根本上完全修复胰岛细胞，也很难彻底治愈糖尿病。

干细胞疗法的优势在于，静脉输注的干细胞在胰腺组织微环境的诱导下分化增殖为胰岛细胞，替代受损的胰岛β细胞，分泌胰岛素，可大幅减少服用降糖药。同时，干细胞通过抑制过度激活的免疫细胞，还能调节免疫系统，减轻炎症反应，改善糖尿病患者的整体内环境。减轻慢性炎症对胰岛和血管的破坏，对于防控糖尿病并发症也有显著的作用。

      心血管疾病      

心血管疾病危害极大，但是目前的药物治疗和心血管介入干预手段难以对已经发生坏死的心肌进行修复再生，临床治疗效果不佳，往往只能缓解症状，无法逆转心脏功能的衰退。

而通过干细胞促进心脏前体细胞的分化，进而促进血管新生和改善心脏功能，提高心脏自我修复潜力，有望从根本上改善心脏功能，逆转心脏损伤。通过干细胞的外泌体干预降低细胞内炎症因子水平目前，大量的研究以及临床试验已经证明，干细胞治疗能够显著减少慢性、高风险、心力衰竭患者的心脏病发作和死亡的数量，尤其是对那些炎症程度较高的患者。

       自身免疫性疾病      

自身免疫性疾病，如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、多发性硬化症，堪称医学界的“顽疾”。它们源于免疫系统“误判”，攻击自身组织，导致炎症失控。传统治疗多依赖免疫抑制剂，但效果有限且副作用明显。干细胞疗法则以全新方式介入战场。

干细胞有着强大的免疫调节功能。它就像一个 “调解员”，通过细胞间直接接触和分泌生物活性因子这两种方式，对免疫系统进行精细调节，从而有效干预自身免疫性疾病和机体过度的炎症反应。

         骨关节炎      

骨关节炎是一种影响关节的退行性疾病。随着时间的推移，保护关节、防止骨头相互摩擦的软骨会断裂。软骨无法进行自我更新，人出生时体内只有这么多细胞，这意味着当这些细胞死亡之后，没有新的细胞取代它们。因此，关节和骨骼会退化。

传统治疗方法很难根治骨关节炎，干细胞可以转化成软骨细胞，更新曾经不可更新的软骨。并且干细胞可分泌多种生物活性分子，具有调节免疫和抗炎作用。这些特点不仅能缓解疼痛，更能通过关节软骨再生修复关节结构，从根本上改善了关节炎患者的软骨缺陷。

        脊髓损伤        

脊髓损伤或切断是人体最严重的创伤之一。患者可能再也不能走路，甚至不能移动手臂。长期以来，这种创伤是完全无法弥补的。虽然近年来的一些神经外科手术让患者恢复了部分功能，但结果仍然常常令人失望。

干细胞为这部分患者的未来带来了巨大的希望。在这其中，干细胞提供了替代受损神经的能力，而不是试图修复受损神经。通过将干细胞注射到损伤部位，脊柱可以自我修复，获取正常运作所需的所有成分。

       卵巢早衰        

利用干细胞治疗卵巢早衰，可恢复卵巢功能；促进受损组织的自身修复；对受损卵巢起到保护作用；直达损伤部位，分化成部分血管内皮细胞，提供营养支持；改善卵巢促卵泡激素微环境，恢复损伤卵巢的功能；防止卵泡闭锁，促进卵泡更新，从而增强生殖能力。

       男性功能减退        

通过干细胞治疗，可以靶向修复生殖系统的衰老退化，恢复或增强性功能；年轻体壮没有性功能障碍的人，通过干细胞治疗则可保持良好性能力的同时，促进性激素平衡，减少夜尿次数，改善前列腺增生症状。并对男性的生殖系统起到预防保健效果，使其不易出现前列腺肥大等症状。

         延缓衰老        

衰老的本质是干细胞的耗竭，使得细胞更新速度落后于衰老速度。人在30岁后，各项生理机能以每年0.75%—1%的速率下降。现代医学认为，人体衰老所表现的组织器官结构退行性变和机能降低，其本质都是细胞衰减。

补充干细胞和重新激活机体干细胞的活力，成为抗衰老的根本途径。通过补充干细胞，可以恢复体内细胞应有的活力，整体改善新陈代谢能力、增强身体活力；可以修复受损老化的皮肤和器官，改善皮肤状态、治疗部分慢性病；同时干细胞还有免疫调节的作用，增强免疫力，减少体内炎症从而延缓衰老进程，提高生活质量。