干细胞技术与抗衰老 姓名:董思瑶学号:15301050219 技术原理: 1.人体的衰老 人体衰老,即是指人体组织器官结构的退行性变和机能降低。关于衰老的机 制,在学术界中有诸多学说,在高中生物课本中提及的就有自由基学说,干细胞 学说和端粒学说,其中细胞水平的干细胞学说和分子水平的端粒学科一般被认为 是普遍认可的学说。 在细胞水平上,人体的衰老是由于人体内新生的细胞的数量少于死亡细胞的 数量所致。人体内细胞的数量和质量下降,而干细胞资源萎缩枯竭或长期处于休 眠状态,无法按照机体的要求产生健康细胞替换组织中的衰老细胞,从而导致细 胞新陈代谢失衡,最终引起人体的衰老和疾病 人体衰老的从内因上来看,主要是由于细胞寿命有限,新鲜细胞补充不足导 致衰老细胞无法被替换及有效细胞总量下降等原因造成,从外因上看还有一些影 响细胞更新的不良外部生活环境,如抽烟酗酒环境污染等影响因素。 2何为干细胞 干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化 成多种功能细胞,干细胞是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组 织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。 干细胞具有分化为内胚层、中胚层和外胚层的组织细胞的潜能,最终能够分 化成为神经、表皮和腺体的组织细胞。应用干细胞的这种特性,可以归巢在特定 部位,在微环境影响下分化为特定表型的细胞,从而起到抗衰老的作用。 内胚层祖细 肝脏细脑 陕腺细胞 造血祖细胺 肌肉细胞 外胚层 间充质干细胞肪细胞 图为干细胞的分类与分化示意图
干细胞技术与抗衰老 姓名:董思瑶 学号:15301050219 一、技术原理: 1.人体的衰老: 人体衰老,即是指人体组织器官结构的退行性变和机能降低。关于衰老的机 制,在学术界中有诸多学说,在高中生物课本中提及的就有自由基学说,干细胞 学说和端粒学说,其中细胞水平的干细胞学说和分子水平的端粒学科一般被认为 是普遍认可的学说。 在细胞水平上,人体的衰老是由于人体内新生的细胞的数量少于死亡细胞的 数量所致。人体内细胞的数量和质量下降,而干细胞资源萎缩枯竭或长期处于休 眠状态,无法按照机体的要求产生健康细胞替换组织中的衰老细胞,从而导致细 胞新陈代谢失衡,最终引起人体的衰老和疾病。 人体衰老的从内因上来看,主要是由于细胞寿命有限,新鲜细胞补充不足导 致衰老细胞无法被替换及有效细胞总量下降等原因造成,从外因上看还有一些影 响细胞更新的不良外部生活环境,如抽烟酗酒环境污染等影响因素。 2.何为干细胞: 干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化 成多种功能细胞,干细胞是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组 织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。 干细胞具有分化为内胚层、中胚层和外胚层的组织细胞的潜能,最终能够分 化成为神经、表皮和腺体的组织细胞。应用干细胞的这种特性,可以归巢在特定 部位,在微环境影响下分化为特定表型的细胞,从而起到抗衰老的作用。 图为干细胞的分类与分化示意图
3.千细胞抗衰老的具体机制: ①、干细胞分化为功能性细胞,代替衰退、损伤的功能性细胞 ②、启动再生相关基因的顺序表达,使组织器官的内源性衰退、损伤修复启 动 外源性干细胞进入体内,分泌多种生长营养因子,改善组织器官内部微 环境 ④、免疫调节作用可减轻了局部组织器官的炎性反应 4干细胞修复技术 干细胞修复技术又称为再生医疗技术,是指通过对干细胞进行分离、体外培 养、定向诱导、甚至基因修饰等过程,在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻 的细胞、组织或器官,并最终通过细胞组织或器官的移植实现治疗疾病、对抗衰 老的目的。截至2009年1月,经美国食品药品管理局(FDA)批准,干细胞已经 在近20多种疾病中得到广泛应用。其中以间充质干细胞(MSC)的临床应用较为 成熟和广泛。 充质干细胞的免疫调节作用 ②昌g aue Dc m 图为MG的免疫调节作用示意图 5.千细胞因子: 干细胞因子具有治疗抗衰老的功能。干细胞因子能激活机体整体上处于休眠 状态下的各种干细胞群,以替代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成组织细 胞的衰退和老化,达到组织器官功能的恢复,增强组织器官的活性和原有的抗耐 受力,改善因衰老等因素所造成的细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的信息传 递,增强和加快各组织细胞的新老更替等作用。 干细胞因子具有治疗抗衰老的功能。干细胞因子能激活机体整体上处于休眠
3.干细胞抗衰老的具体机制: ○1 、干细胞分化为功能性细胞,代替衰退、损伤的功能性细胞; ○2 、启动再生相关基因的顺序表达,使组织器官的内源性衰退、损伤修复启 动; ○3 、外源性干细胞进入体内,分泌多种生长营养因子,改善组织器官内部微 环境; ○4 、免疫调节作用可减轻了局部组织器官的炎性反应。 4.干细胞修复技术: 干细胞修复技术又称为再生医疗技术,是指通过对干细胞进行分离、体外培 养、定向诱导、甚至基因修饰等过程,在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻 的细胞、组织或器官,并最终通过细胞组织或器官的移植实现治疗疾病、对抗衰 老的目的。截至 2009 年 1 月,经美国食品药品管理局(FDA)批准,干细胞已经 在近 20 多种疾病中得到广泛应用。其中以间充质干细胞(MSC)的临床应用较为 成熟和广泛。 图为 MSC 的免疫调节作用示意图 5.干细胞因子: 干细胞因子具有治疗抗衰老的功能。干细胞因子能激活机体整体上处于休眠 状态下的各种干细胞群,以替代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成组织细 胞的衰退和老化,达到组织器官功能的恢复,增强组织器官的活性和原有的抗耐 受力,改善因衰老等因素所造成的细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的信息传 递,增强和加快各组织细胞的新老更替等作用。 干细胞因子具有治疗抗衰老的功能。干细胞因子能激活机体整体上处于休眠
状态下的各种干细胞群,以替代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成组织细 胞的衰退和老化,达到组织器官功能的恢复,增强组织器官的活性和原有的抗耐 受力,改善因衰老等因素所造成的细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的信息传 递,增强和加快各组织细胞的新老更替等作用。 干细胞一旦进入人体内后,由于生物学特征,它会有目的地迁移到该去的病 灶处,先是分泌多种营养因子,促进或保护损伤细胞的恢复等,然后与因病、伤, 退变而凋亡的细胞,亲密地终生结合,之后随着细胞数量的不断分化、增长、替 代、修复受损的细胞同时激活体内休眠的细胞,使机体重新获得细胞的动态平衡, 逐渐地恢复相应的功能,故干细胞移植治疗抗衰老的疗效多出现在治疗后两至三 个月,甚至在随后的岁月中也可能有持续的、进一步的改善。 6诱导性多能干细胞 诱导性多能干细胞(iPS细胞)一般来说是人体细胞经过诱导因子处理后转 化而成的干细胞,其功能与胚胎干细胞类似,具有发育成多种组织细胞的潜力。 在实际应用方面,iPS干细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细 胞或者胚胎,在技术和伦理上都比其他方法更有优势,在细胞替代性治疗以及发 病机理的研究、新药筛选方面潜在价值巨大。此外,iPS干细胞在体外已成功地 被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等,在临床疾 病治疗中具有巨大应用价值 干细胞治疗 鬱米 移植可疗如 海默辆 图为胚胎干细胞治疗的流程示意图
状态下的各种干细胞群,以替代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成组织细 胞的衰退和老化,达到组织器官功能的恢复,增强组织器官的活性和原有的抗耐 受力,改善因衰老等因素所造成的细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的信息传 递,增强和加快各组织细胞的新老更替等作用。 干细胞一旦进入人体内后,由于生物学特征,它会有目的地迁移到该去的病 灶处,先是分泌多种营养因子,促进或保护损伤细胞的恢复等,然后与因病、伤, 退变而凋亡的细胞,亲密地终生结合,之后随着细胞数量的不断分化、增长、替 代、修复受损的细胞同时激活体内休眠的细胞,使机体重新获得细胞的动态平衡, 逐渐地恢复相应的功能,故干细胞移植治疗抗衰老的疗效多出现在治疗后两至三 个月,甚至在随后的岁月中也可能有持续的、进一步的改善。 6.诱导性多能干细胞: 诱导性多能干细胞(iPS 细胞)一般来说是人体细胞经过诱导因子处理后转 化而成的干细胞,其功能与胚胎干细胞类似,具有发育成多种组织细胞的潜力。 在实际应用方面,iPS 干细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细 胞或者胚胎,在技术和伦理上都比其他方法更有优势,在细胞替代性治疗以及发 病机理的研究、新药筛选方面潜在价值巨大。此外,iPS 干细胞在体外已成功地 被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等,在临床疾 病治疗中具有巨大应用价值。 图为胚胎干细胞治疗的流程示意图
肝细胞 待检药物? 药物筛选或遗传学筛选 利用移植动物开展 利用细胞开展疾 疾病相关体内研究 相关体外而 图为iPs细胞的诱导与相关研究示意图 肾臟胞 副肾胞 七卜iPs和胞 中間中胚葉 生殖腺梱胞 为iPS细胞诱导形成肾脏细胞的示意图 二、应用实例: 1.干细胞移植挽救早衰症女孩 2016年7月4日,北京卫视全新医疗纪实节目《生命缘》讲述了了我国首 例胎盘间充质干细胞治疗早衰症的病例。身患科凯恩氏综合征的14岁女孩桐桐 拥有一副80岁老人的衰老身体:眼窝凹陷,骨瘦如柴,并且完全失去了听力。 科凯恩氏综合症即早衰症,是一种罕见病,其发病率仅仅为百万分之一,患病儿 童平均只能存活14年,大部分会因为呼吸衰竭、心脏衰竭等疾病而死亡, 主治医生提出了利用脐带血干细胞或者胎盘的间充质干细胞输入患儿体内, 达到延缓或者阻断衰老的目的的设想。 利用间充质干细胞移植治疗早衰症在全球并没有先例,但主治医生决定预计 先进行四次干细胞移植手术,然后将血液评估及其他可检测的各项指标进行比 对,观察这些数据后,再制定下一步治疗计划。让所有人欣慰的是,虽然距离治 愈尚远,但数次治疗之后桐桐的身体从食欲到精神状态都出现了明显的好转。 2.千细胞治疗“渐冻症”二期临床顺利收官 肌萎缩性侧索硬化是一种致命的渐进性神经退行性疾病,是由中枢神经系统
图为 iPS 细胞的诱导与相关研究示意图 图为 iPS 细胞诱导形成肾脏细胞的示意图 二、应用实例: 1.干细胞移植挽救早衰症女孩 2016 年 7 月 4 日,北京卫视全新医疗纪实节目《生命缘》讲述了了我国首 例胎盘间充质干细胞治疗早衰症的病例。身患科凯恩氏综合征的 14 岁女孩桐桐 拥有一副 80 岁老人的衰老身体:眼窝凹陷,骨瘦如柴,并且完全失去了听力。 科凯恩氏综合症即早衰症,是一种罕见病,其发病率仅仅为百万分之一,患病儿 童平均只能存活 14 年,大部分会因为呼吸衰竭、心脏衰竭等疾病而死亡。 主治医生提出了利用脐带血干细胞或者胎盘的间充质干细胞输入患儿体内, 达到延缓或者阻断衰老的目的的设想。 利用间充质干细胞移植治疗早衰症在全球并没有先例,但主治医生决定预计 先进行四次干细胞移植手术,然后将血液评估及其他可检测的各项指标进行比 对,观察这些数据后,再制定下一步治疗计划。让所有人欣慰的是,虽然距离治 愈尚远,但数次治疗之后桐桐的身体从食欲到精神状态都出现了明显的好转。 2.干细胞治疗“渐冻症”二期临床顺利收官 肌萎缩性侧索硬化是一种致命的渐进性神经退行性疾病,是由中枢神经系统
内控制骨骼肌的运动神经元退化所致。由于上、下运动神经元退化和死亡,肌肉 逐渐衰弱、萎缩。最后,大脑完全丧失控制随意运动的能力,大多数患者因呼吸 肌萎缩而死于呼吸衰竭。 日前,一项对肌萎缩侧索硬化症(ALS)病人进行的Ⅱ期临床试验表明,将 人类干细胞移植到病人的脊髓中已经具备安全性。值得庆幸的是, BrainStorm Cel1 Therapeutics公司近日宣布,其在研技术平台 NurOwn治疗ALS的2期临 床完美收官,达到主要终点,表现出了良好的安全性和耐受性,同时还显示有持 续长达24周的明显临床受益 3俄罗斯制出“不老药”可激发人体制造自身干细胞 据俄罗斯卫星网报道,俄罗斯阿尔泰国立大学学者证实研制出了可激发人体 制造自身干细胞,更新组织和防止衰老的制剂。据称,专家们已经在实验室小白 鼠身上对制剂进行了测试,对实验结果感到满意。斯米尔诺夫透露称,目前的实 体类似粉末,将来研制出来的制剂可能会有几种形态,内服为药片,伤口和擦伤 外敷为药膏或凝胶。 4.日本将进行世界首例他人iPS细胞移植手术 据日本媒体报道,大阪大学内的专项审查委员会于2016年9月9日透露消息 称,他们已经判定世界首例他人iPS细胞移植手术的相关实施计划是“适当”的, 手术将能够实施。在本次手术中,专家会使用他人的iPS细胞(诱导性多能干细 胞)制作视网膜细胞,并将制成的细胞移植给一位患有严重眼病的患者。 三、技术优缺点: 优点: 干细胞技术作为一门新的生物技术,有望解决部分人类医学史中难以攻克的 难题,对于神经系统退行性疾病及早衰等困扰人类多年的疾病研究提出了新的方 向和解决方案。同时在器官移植和神经修复等方面也推动了临床医学的进展。除 在治疗重大疾病的方面有着突破性的贡献外,干细胞技术在美容等方面也有着推 进作用,是人类新医学的希望 缺点 干细胞技术依然不够成熟,应用于再生医疗中的iPS技术虽然在一方面短时 间内解决了原有疾病的问题,另一方面却带来了细胞异常增殖甚至癌变的问题。 抑制iPS技术造成的异常细胞增殖的研究在近日才取得进展,但只应用于小鼠实 验,并未用于临床。同时,市面上的所谓干细胞技术美容,羊胎素和干扰素等绝 大多数都是美容机构的骗局,真正有价值的干细胞技术还未广泛推行于临床却已
内控制骨骼肌的运动神经元退化所致。由于上、下运动神经元退化和死亡,肌肉 逐渐衰弱、萎缩。最后,大脑完全丧失控制随意运动的能力,大多数患者因呼吸 肌萎缩而死于呼吸衰竭。 日前,一项对肌萎缩侧索硬化症(ALS)病人进行的Ⅱ期临床试验表明,将 人类干细胞移植到病人的脊髓中已经具备安全性。值得庆幸的是,BrainStorm Cell Therapeutics 公司近日宣布,其在研技术平台 NurOwn 治疗 ALS 的 2 期临 床完美收官,达到主要终点,表现出了良好的安全性和耐受性,同时还显示有持 续长达 24 周的明显临床受益。 3.俄罗斯制出“不老药” 可激发人体制造自身干细胞 据俄罗斯卫星网报道,俄罗斯阿尔泰国立大学学者证实研制出了可激发人体 制造自身干细胞,更新组织和防止衰老的制剂。据称,专家们已经在实验室小白 鼠身上对制剂进行了测试,对实验结果感到满意。斯米尔诺夫透露称,目前的实 体类似粉末,将来研制出来的制剂可能会有几种形态,内服为药片,伤口和擦伤 外敷为药膏或凝胶。 4.日本将进行世界首例他人 iPS 细胞移植手术 据日本媒体报道,大阪大学内的专项审查委员会于 2016 年 9 月 9 日透露消息 称,他们已经判定世界首例他人 iPS 细胞移植手术的相关实施计划是“适当”的, 手术将能够实施。在本次手术中,专家会使用他人的 iPS 细胞(诱导性多能干细 胞)制作视网膜细胞,并将制成的细胞移植给一位患有严重眼病的患者。 三、技术优缺点: 优点: 干细胞技术作为一门新的生物技术,有望解决部分人类医学史中难以攻克的 难题,对于神经系统退行性疾病及早衰等困扰人类多年的疾病研究提出了新的方 向和解决方案。同时在器官移植和神经修复等方面也推动了临床医学的进展。除 在治疗重大疾病的方面有着突破性的贡献外,干细胞技术在美容等方面也有着推 进作用,是人类新医学的希望。 缺点: 干细胞技术依然不够成熟,应用于再生医疗中的 iPS 技术虽然在一方面短时 间内解决了原有疾病的问题,另一方面却带来了细胞异常增殖甚至癌变的问题。 抑制 iPS 技术造成的异常细胞增殖的研究在近日才取得进展,但只应用于小鼠实 验,并未用于临床。同时,市面上的所谓干细胞技术美容,羊胎素和干扰素等绝 大多数都是美容机构的骗局,真正有价值的干细胞技术还未广泛推行于临床却已
经被“冒名顶替”的技术搞坏了名声,使群众对其缺乏信任感。 总而言之,干细胞技术是一门蓬勃发展的前景光明的医疗技术,我们一方面 应抱着积极的态度支持硏究,一方面也要谨慎对待干细胞技术的临床应用,警惕 因为技术不成熟而带来的不良后果,也应防范不法美容机构假借干细胞技术之名 四处招摇撞骗,期待干细胞技术能在治疗人类疾病,延缓人类衰老的硏究中发挥 新的作用
经被“冒名顶替”的技术搞坏了名声,使群众对其缺乏信任感。 总而言之,干细胞技术是一门蓬勃发展的前景光明的医疗技术,我们一方面 应抱着积极的态度支持研究,一方面也要谨慎对待干细胞技术的临床应用,警惕 因为技术不成熟而带来的不良后果,也应防范不法美容机构假借干细胞技术之名 四处招摇撞骗,期待干细胞技术能在治疗人类疾病,延缓人类衰老的研究中发挥 新的作用