分娩后扔掉的脐带里藏着你不知道宝藏

文 / 领蔚生物
2021-09-03 18:13

脐带是连接胎儿和胎盘的一条管道,它的主要作用是把母亲所摄入的营养输送给胎儿,之后再把胎儿体内的废物,从脐带通过母亲体内排出去,起到清理作用。在我国,脐带在孕妇分娩后一直是被当作医疗废物处理的。

脐带由羊膜、3 条脐血管(1 条脐静脉、2 条脐动脉)、羊膜下组织、脐血管周围组织和血管间的基质组织5个部分组成。

近几十年的研究发现,脐带中的干细胞种类非常丰富,可以用于治疗多种疾病。

我们把脐带可以分成两部分,一个是脐带血,一个是脐带的基质组织。

脐带血

脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在脐带中的血液,含有大量干细胞。

01 造血干细胞

脐带血中存在的造血主细胞的种类比成人血液中观察到的多10倍。造血干细胞常以CD34为标记区分为CD34+细胞群和CD34-细胞群,其中 CD34+细胞群占95%以上,而CD34-细胞群不到 5%,通常所说的造血干细胞指的就是CD34+细胞群。

根据国家卫健委发布的《造血干细胞移植技术管理规范(2017年版)》,脐带血造血干细胞治疗技术现已应用于下列11大类疾病的治疗:

02 内皮祖细胞

脐带血不仅是造血干细胞的来源,同时也是内皮祖细胞的(血管内皮细胞的前体细胞)重要来源。内皮祖细胞可在体内外产生大量的子代内皮细胞,这些内皮细胞可迁移至受损部位发挥功能。脐带血中的内皮祖细胞的浓度比正常血液中的高很多。脐带血来源的内皮祖细胞比成人的内皮祖细胞可更加有效地修复缺血组织,可在缺血部位形成稳定的树枝状结构。这些发现为脐带血来源的内皮祖细胞治疗血管性疾病提供了应用前景。

03 非限制性体干细胞

脐带血中CD45-的干细胞,即非限制性体干细胞。体内外非限制性体干细胞有多方向分化能力,可分化成造血潜能细胞、骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经元、星形胶质细胞,有望应用于骨髓损伤、心肌梗死,以及可作为减低移植物抗宿主病的供体细胞。虽然脐带血中的非限制性体干细胞数量低于造血干细胞,但由于其即使在无血清状态下也能快速生长的特性,可在短期内提供大量的细胞用于移植。

04 免疫细胞

脐带血中并不只有干细胞,还有T细胞、B细胞和NK细胞等免疫细胞,它们在疾病治疗中也有一席之地。其中,脐带血来源的NK细胞受到了科学家的广泛关注。脐带血NK细胞更加年轻化,增殖能力更强,靶向杀伤癌细胞的效率也更高,数量也更丰富。一个单位的脐带血可以产生足以治疗5个病人的NK细胞,而且长期冷冻保存对脐带血NK细胞的扩增潜能和抗肿瘤活性没有影响。随着免疫技术的发展,脐带血来源的免疫细胞在未来可以被广泛应用于疾病的治疗,极大拓宽了脐带血的价值。


脐带的基质组织

华通氏胶是胎儿脐带除去外膜、剔除2 条动脉和1 条静脉后剩余的凝胶状物质,主要成分是黏多糖。从华通氏胶中可分离获得大量具有自我复制、自我更新、高度增殖和多向分化潜能的间充质干细胞。

因此脐带间充质干细胞(以下简称为hUCMSCs)属于原始干细胞群,在生物学特性、低免疫原性、负性免疫调节和多向分化潜能方面具有优越性,且因其具有取材简便,污染少,成本低,不涉及任何伦理争议,等特点,已成为干细胞研究领域的热点之一。

hUCMSCs 的生物学特性包括以下几点:

01 生长特性

显微镜下观察hUCMSCs 呈成纤维细胞样,胞质丰富,hUCMSCs 具有贴壁生长的特性,可稳定传代,且传代后细胞生长迅速,具有较高的增殖率。

02 表面标志物

流式细胞仪分析显示 hUCMSCs 表面均表达CD44、CD73、CD90 和 CD105,不表达CD34和CD45。

03 分泌功能

有学者研究表明,hUCMSCs 具有分泌血管内皮生长因子、胰岛素样生长因子1 和肝细胞生长因子的能力; 此外,hUCMSCs 还具有分泌成纤维样生长因子、转化生长因子和血小板生长因子等的能力。

04 多向分化能力

hUCMSCs 在不同的诱导分化条件下可分化为骨、软骨和脂肪细胞; 研究发现,在不同诱导环境下其甚至可分化为神经组织、心肌细胞、内皮细胞和生殖细胞等。

05 低免疫原性

hUCMSCs在体外或体内均具有低免疫原性,异体移植后不引起机体产生免疫排斥,主要由于其不表达能引起免疫排斥的共刺激信号表面抗原 CD40、CD80和 CD86,不会导致T细胞活化,并且能抑制 T细胞增殖。

06 抗瘤性

hUCMSCs 的抗癌效应可能是通过诱导细胞凋亡和免疫细胞的募集产生的,hUCMSCs 高度表达白细胞介素( interleukin,IL) 8、IL-1B 和 IL-6 等介导炎症免疫应答的介质,且其分泌的 IL-8 可在肿瘤部位吸引免疫细胞杀伤肿瘤。

很多学者在经过大量的研究和动物实验后认为,hUCMSCs 在神经系统疾病、心血管系统疾病、血液系统疾病、免疫系统疾病、糖尿病、肌肉变性病、肝脏疾病及慢性疼痛等的治疗中具有广阔的应用前景,并将hUCMSCs 运用于临床疾病的治疗,取得了不错的治疗效果,为临床疾病的治疗开辟了新思路,并留下了很多值得借鉴的经验。

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