胎盘——人类发育造血干细胞的重要来源

2021-02-044356点击

  在我们体内,每时每刻都有细胞在工作、衰老和消亡,而干细胞是生命的种子,在一定条件下它可以分化成多种功能细胞,不断修复着各种组织器官。某种程度上,我们可以说,干细胞的不断更新和分化保证了各项生理活动的正常进行,相当于保证了生命的延续。
  
  根据发育阶段不同,干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞,如下图。


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  干细胞的来源广泛,新生儿胎盘、脐带,成人骨髓、脂肪等
  
  用于治疗的干细胞可以来自于成人,比如骨髓造血干细胞和脂肪间充质干细胞,也可以来自于胎盘、脐带和脐带血。成人干细胞的获取通常需要进行侵入性操作,如骨髓穿刺、脂肪组织抽吸,会给干细胞供者带来痛苦。另外,随着年龄的增长,干细胞也像身体里的其它组织一样,会逐渐衰老,扩增和分化能力都会减弱,治疗潜力也会降低。
  
  新生儿干细胞的提取来源为胎盘、脐带、脐带血,国际学术界简称为围产期干细胞(围产期是指怀孕28周到产后一周这一时段),是年轻的“0”岁干细胞,具有提取方便、无伦理障碍,干细胞数量丰富、免疫原性低,增殖分化能力强等优点。随着干细胞在医疗领域得到日益广泛的应用,为了给孩子和家人的健康多一份保障,妈妈们存储围产期干细胞也已成为一种新趋势。
  
  胎盘是人类发育造血干细胞的重要来源
  
  胎盘具有更适合造血干细胞增殖的内环境—包括造血因子的表达、血管内皮的类型、血流切力影响、表面分子的改变、血氧浓度等。以人类妊娠起始、妊娠中期到足月期的孕周数为时间轴,卵黄囊、AGM(人主动脉-性腺-中肾)造血集群、肝脏及胎盘中造血干细胞出现的时空顺序。红细胞系爆裂样生成单位代表最早的红细胞祖细胞,多能性祖细胞能产生红细胞及髓样谱系细胞。


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图片来源:Dzierzak E, Robin C. Placenta as a source of hematopoietic stem cells. Trends Mol Med. 2010 Aug;16(8):361-7. doi:10.1016/j.molmed.2010.05.005. Epub 2010 Jun 30. PMID: 20580607; PMCID: PMC3586314.


  不同的围产期干细胞(脐带血干细胞、脐带干细胞和胎盘干细胞)到底有什么区别?
  
  在过去的20年中,围产期干细胞经历三次技术变革,分别是:脐带血干细胞、脐带干细胞和胎盘干细胞。
  
  下面一一给大家介绍一下三代围产期干细胞技术革新。
  
  第一代技术:脐带血造血干细胞
  
  从脐带血中提取造血干细胞,是最早被发现和应用的围产期干细胞。此技术的问世,引发了围产期干细胞技术的第一次革命。
  
  然而,造血干细胞被称为单能干细胞,只能分化为血液系统的细胞,如红细胞、白细胞等。
  
  国家卫计委为了给人民群众提供更好的医疗服务,批准建立了多家脐血公共库。然而,由于国家财政投入有限,脐血库普遍实行“公自一体,以自养公”发展方式,由自体库的收益承担公共库的公益建设和社会服务,因此,脐带血造血干细胞库以及其他类型的干细胞库都是非公益性质的商业机构。
  
  第二代技术:脐带干细胞
  
  脐带干细胞是指从脐带组织,而非脐带血中提取的间充质干细胞。间充质干细胞是多能干细胞的一种,能够分化形成多种组织细胞,如骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞、肝细胞、神经细胞等,因此,在干细胞治疗和再生医学领域中的应用范围更为广阔。
  
  第三代技术:胎盘干细胞
  
  胎盘是迄今所知的最丰富的天然干细胞来源。从胎盘组织中可以提取4种干细胞:造血干细胞、间充质干细胞、亚全能干细胞、母亲干细胞。胎盘是人体中唯一一个既含有大量间充质干细胞,又含有造血干细胞的器官。
  
  胎盘造血干细胞弥补了干细胞数量不足,在治疗慢性再障有效
  
  对于这三代干细胞存储技术,美国国家卫生研究院发布的NIH数据统计中显示,人类一生中只有二十万分之一的几率会使用自体脐带血造血干细胞移植,其根本原因在于脐带血中含的造血干细胞数量较少,所针对的疾病也是发病率很低的罕见血液系统疾病。
  
  由于从胎盘中提取的造血干细胞数量是一份脐带血中造血干细胞数量的5-10倍,突破了脐带血造血干细胞30kg体重的使用瓶颈,所以潜在的应用前景更为广阔。
  
  2015年夏,解放军307医院对外宣布,由陈虎教授团队开展的世界首例胎盘造血干细胞治疗再生障碍贫血获得成功。这一事件证实了胎盘造血干细胞的临床应用效果良好。


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  胎盘造血干细胞免疫原性更低
  
  郑州大学第一附属医院儿科研究人员曾在中国实用医刊上发表一篇文献:胎盘较脐血及外周血造血干细胞免疫原性低。

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  研究人员在郑州大学第一附属医院妇产科随机收集8例健康产妇的胎盘及与其相对应的脐血,在郑州大学第一附属医院血液科和河南省肿瘤医院血液科随机收集造血干细胞移植健康供者的外周血8例。应用单向混合淋巴细胞培养的方法将胎盘、脐血和外周血三种来源单个核细胞的增殖情况进行比较。结果发现胎盘相对脐血和外周血来源的造血干细胞的免疫原性低,更适合用于异基因造血干细胞移植。这样低的免疫反应能降低移植物抗宿主病( GVHD) 的发生率和严重程度,也很有可能消除组织型匹配的问题。
  
  汉氏联合成立已有十几年历史,一直致力于干细胞技术服务,拥有成熟的胎盘干细胞提取、制备技术,标准化GMP级细胞技术生产车间,配套设施完善,所有环节均遵循科学严格的操作规范,车间采用美国TAYLOR-WHARTON气态氮智能超低温冻存系统,确保干细胞长期稳定存储,守护全家人健康。

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