干細(xì)胞與肺疾病呼吸科內(nèi)講座

干細(xì)胞與肺疾病呼吸科內(nèi)講座第一頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞大事記1967年，美國(guó)華盛頓大學(xué)的多納爾·托馬斯發(fā)表報(bào)告稱，如果將正常人的骨髓移植到病人體內(nèi)，可以治療造血功能障礙。1998年11月，美國(guó)威斯康星大學(xué)的科學(xué)家在美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)告說(shuō)，他們已成功地使人類胚胎干細(xì)胞在體外生長(zhǎng)和增殖。1999年12月，美國(guó)科學(xué)家在《美國(guó)科學(xué)院院刊》報(bào)告說(shuō)，小鼠肌肉組織的成體干細(xì)胞可以“橫向分化”為血液細(xì)胞。隨后，世界各國(guó)的科學(xué)家相繼證實(shí)，成體干細(xì)胞，包括人類的成體干細(xì)胞具有可塑性。1999年12月，干細(xì)胞研究進(jìn)展被《科學(xué)》雜志評(píng)選為該年度世界十大科學(xué)進(jìn)展之首第二頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日第四頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)容干細(xì)胞基礎(chǔ)知識(shí)干細(xì)胞與肺部疾病的當(dāng)前研究開(kāi)展干細(xì)胞治療肺疾病的思考第五頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞基礎(chǔ)知識(shí)干細(xì)胞(stemcell)：定義：干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞第六頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日按來(lái)源分類(1)胚胎干細(xì)胞：指胚胎早期的干細(xì)胞。這類干細(xì)胞分化潛能寬，具有分化為機(jī)體任何組織細(xì)胞的能力。如囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞(2)成體干細(xì)胞：指成體各組織器官中的干細(xì)胞，具有自我更新能力，但分化潛能窄，只能分化為相應(yīng)(或相鄰)組織器官組成的細(xì)胞。如骨髓造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、肺干細(xì)胞等干細(xì)胞分類（一）第七頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞分類（二）根據(jù)其分化潛能大小，可分為三類全能干細(xì)胞：具有形成完整個(gè)體的分化潛能(如胚胎干細(xì)胞)

多能干細(xì)胞：具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。如骨髓造血干細(xì)胞，它可分化出至少十二種血細(xì)胞，但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細(xì)胞單能干細(xì)胞：只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化。如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞、肺干細(xì)胞第八頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞的形態(tài)特征干細(xì)胞形態(tài)共性：細(xì)胞呈圓形或卵圓形，體積小，核質(zhì)比大，增殖力強(qiáng)干細(xì)胞的固定組織位置：多數(shù)的干細(xì)胞有固定存在部位與方式第九頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞的生化特性①端粒酶活性高：如造血干細(xì)胞具癌細(xì)胞的端粒酶活性，增殖能力強(qiáng)。隨著增殖與分化，端粒酶活性下降②蛋白標(biāo)志和免疫分子：不同干細(xì)胞有各異的蛋白質(zhì)標(biāo)志分子，可作為確定干細(xì)胞位置、分離提純干細(xì)胞的標(biāo)志。如：巢素蛋白—神經(jīng)干細(xì)胞；角蛋白15—表皮干細(xì)胞第十頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞有對(duì)稱與不對(duì)稱兩種分裂方式對(duì)稱分裂：干細(xì)胞

分裂干細(xì)胞干細(xì)胞對(duì)稱分裂：干細(xì)胞

分裂分化細(xì)胞分化細(xì)胞不對(duì)稱分裂：干細(xì)胞

干細(xì)胞分化細(xì)胞分裂干細(xì)胞的分裂方式第十一頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞的增殖特點(diǎn)干細(xì)胞增殖速度較慢：小腸干細(xì)胞的分裂速度(Tc=11小時(shí))

干細(xì)胞具有自穩(wěn)定性：干細(xì)胞在個(gè)體生命過(guò)程中自我更新并維持其自身數(shù)目恒定自穩(wěn)定性是區(qū)別腫瘤細(xì)胞的本質(zhì)特征第十二頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞分化具有可塑性干細(xì)胞的橫向分化在干細(xì)胞移植時(shí)，供體干細(xì)胞在受體中通常分化為與其組織來(lái)源一致的細(xì)胞。但有時(shí)供體干細(xì)胞會(huì)分化出與其組織來(lái)源不一致的其它細(xì)胞，這種現(xiàn)象稱干細(xì)胞橫向分化(trans-differentiation)。實(shí)驗(yàn)：小鼠肌肉干細(xì)胞→體外＋少量骨髓間質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)5天→接受致死量輻射的小鼠中→各種血細(xì)胞系第十三頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日橫向分化的調(diào)控機(jī)制與干細(xì)胞的微環(huán)境有關(guān)

干細(xì)胞進(jìn)入新的微環(huán)境后，對(duì)分化信號(hào)的反應(yīng)受到周圍正在進(jìn)行分化細(xì)胞的影響，從而對(duì)新的微環(huán)境中的調(diào)節(jié)信號(hào)做出反應(yīng)第十四頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日啟示干細(xì)胞橫向分化表明成體干細(xì)胞被移植入受體中具有很強(qiáng)的可塑性臨床上可尋找容易獲得的其它組織干細(xì)胞，大量擴(kuò)增后植入病變器官，在植入器官微環(huán)境誘導(dǎo)下向該系統(tǒng)細(xì)胞分化，這為干細(xì)胞治療提供了可能第十五頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞的逆向分化干細(xì)胞的逆向分化（去分化）一種干細(xì)胞向其前體細(xì)胞的逆向轉(zhuǎn)化第十六頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞增殖與分化的微環(huán)境

干細(xì)胞巢(stemcellnich，壁龕）：干細(xì)胞在組織中的居所干細(xì)胞生存的微環(huán)境：指干細(xì)胞巢中控制干細(xì)胞增殖與分化的外部信號(hào)第十七頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞分泌因子

TGFβ、Wnt家族的分泌信號(hào)分子受體介導(dǎo)的細(xì)胞-細(xì)胞相互作用Notch受體整合素和胞間基質(zhì)膠原氨基聚糖蛋白聚糖層粘連蛋白和纖粘連蛋白彈性蛋白細(xì)胞粘連分子干細(xì)胞的微環(huán)境

第十八頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日常見(jiàn)的干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞骨髓造血干細(xì)胞骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞表皮干細(xì)胞毛囊干細(xì)胞第十九頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞應(yīng)用研究重點(diǎn)

1．細(xì)胞治療干細(xì)胞可恢復(fù)因重大疾病而損害的細(xì)胞，這是干細(xì)胞潛在的最大優(yōu)勢(shì)第二十頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日

2．基因治療即通過(guò)胚胎干細(xì)胞和基因工程技術(shù)，矯正缺陷基因，將治療基因整合到干細(xì)胞，再將干細(xì)胞移植入人體中，能夠持久地發(fā)揮作用。肺囊性纖維化病是一種基因缺陷遺傳病，30歲以前致死。若在胚胎早期干細(xì)胞中將缺陷基因修正，再將修復(fù)后的胚胎干細(xì)胞嵌入胚胎中，將會(huì)生出一個(gè)健康的嬰兒支氣管肺發(fā)育不良第二十一頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日

3、癌癥治療設(shè)計(jì)多種方法，使特定細(xì)胞能擊中特定癌細(xì)胞，直接破壞或改變癌細(xì)胞。第二十二頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日4、器官移植

目前科學(xué)家已能在體外以干細(xì)胞為種子培育成功一些組織器官，來(lái)替代病變或衰老的組織器官有一天，真的會(huì)長(zhǎng)生不老!第二十三頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞與肺部疾病的

當(dāng)前研究進(jìn)展第二十四頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日小鼠胚胎干細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為肺細(xì)胞小鼠胚胎干細(xì)胞在含有Ⅰ型膠原的培養(yǎng)基中可以分化成無(wú)纖毛的分泌細(xì)胞Clara細(xì)胞

在含有小氣道生成因子的無(wú)血清培養(yǎng)基中,小鼠胚胎干細(xì)胞可以分化成Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞CorauxC,Nawrocki2RabyB,HinnraskyJ,etal.Embryonicstemcellsgenerateairwayepithelialtissue.AmJRespirCellMolBiol,2005,32(2)∶87-92.第二十六頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日研究表明骨髓干細(xì)胞可以分化為肺細(xì)胞[1]Krause等將雄鼠的骨髓干細(xì)胞注入經(jīng)放射線照射后的雌鼠體內(nèi),在雌鼠體內(nèi)20%的肺泡Ⅱ型細(xì)胞以及不到4%的氣管上皮細(xì)胞為Y染色體[2]Suratt等在一組同齡女性異體造血干細(xì)胞移植中發(fā)現(xiàn),約2.5%～8.5%的肺上皮細(xì)胞和37.5%～42.3%的肺內(nèi)皮細(xì)胞是男性供體來(lái)源[1]KrauseDS,TheiseND,CollectorMI,etal.Multi2organ,multi-ineageengraftmentbyasinglebonearrowderivedstemcell.Cell,2001,105:369～377[2]SurattB,CoolC,SerlsA,etal.Hunlgnpulmonarychimerismafterhematopoieticstemcelltransplantation.AmJRespirCritCareMed,2003,168:3l8～322第二十七頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日肺干細(xì)胞UhalB等多數(shù)研究認(rèn)為基底細(xì)胞是大氣道內(nèi)的固有干細(xì)胞，clara細(xì)胞是細(xì)支氣管內(nèi)的固有干細(xì)胞群，肺泡Ⅱ型細(xì)胞是肺泡細(xì)胞的干細(xì)胞Delplanque等將一個(gè)21周胎兒的氣管切成圓形薄片植入SCID小鼠皮下,可以見(jiàn)到正常人氣道黏膜的各種細(xì)胞演化，Delplanque等認(rèn)為這是氣道局部成體干細(xì)胞分化的結(jié)果。所有的肺干細(xì)胞生長(zhǎng)更新率極低和再生能力非常有限第二十八頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日現(xiàn)有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明干細(xì)胞能治療的肺疾病第二十九頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日第三十頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)前國(guó)外研究干細(xì)胞與肺疾病的方向第三十二頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞治療肺疾病的

思考

第三十三頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞治療肺疾病具有現(xiàn)實(shí)意義COPD、肺纖維化、矽肺、肺動(dòng)脈高壓、結(jié)核性肺毀損發(fā)病率高，危害大，但目前尚無(wú)特效的治療手段現(xiàn)有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明：干細(xì)胞在肺中可產(chǎn)生細(xì)胞因子，分化成新的肺泡，重建新的氣道，形成新的血管，好比為病人提供了新的肺葉，對(duì)這些疾病的治療將是一種革命性的變化干細(xì)胞技術(shù)相對(duì)成熟，在心肌梗塞、帕金森氏癥、糖尿病方面已提供了可成功借鑒的經(jīng)驗(yàn)干細(xì)胞研究是當(dāng)前乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的熱門領(lǐng)域，可以預(yù)見(jiàn)誰(shuí)掌握了干細(xì)胞誰(shuí)將在學(xué)術(shù)和效益方面取得成功第三十四頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞移植的技術(shù)路線細(xì)胞分離胚胎干細(xì)胞細(xì)胞來(lái)源骨髓干細(xì)胞肺干細(xì)胞傳代擴(kuò)增表型鑒定注入體內(nèi)細(xì)胞歸巢定向分化結(jié)果檢測(cè)第三十五頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞的選擇胚胎干細(xì)胞：較難得到，數(shù)量有限，需大量擴(kuò)增，必須體外誘導(dǎo)定向分化，異體移植存在免疫排斥骨髓干細(xì)胞：來(lái)源廣，容易獲取及擴(kuò)增，不必須體外誘導(dǎo)定向分化，自體移植，不存在免疫排斥問(wèn)題肺干細(xì)胞：只能取材于病人呼吸道和肺組織，傳代擴(kuò)增能力差我的思考：從骨髓中獲取干細(xì)胞可能是最現(xiàn)實(shí)的選擇第三十六頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞分離骨髓干細(xì)胞可能含有三個(gè)細(xì)胞群造血干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞前體細(xì)胞多數(shù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)利用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療肺病，也有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全骨髓移植我的想法：全骨髓，更易操作，含有內(nèi)皮細(xì)胞前體細(xì)胞或許有助于形成血管我的思考：1、采用全骨髓時(shí)，造血干細(xì)胞對(duì)COPD是否會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞增多癥加重？

2、治療肺部疾病全骨髓療效是否更好？第三十七頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日傳代擴(kuò)增骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量少，占骨髓細(xì)胞數(shù)的1/10萬(wàn)若不進(jìn)行有效的擴(kuò)增，將分離的干細(xì)胞直接輸入體內(nèi)，相對(duì)整個(gè)肺來(lái)講，猶如蒼海一粟，少量的供體細(xì)胞難以產(chǎn)生效應(yīng)我的顧慮：若體外擴(kuò)增，非常繁鎖，最終要回輸人體，實(shí)驗(yàn)條件及安全性難以符合要求我的想法：抽吸更多骨髓，獲得更多干細(xì)胞不行體外擴(kuò)增，直接回輸人體可能是條捷徑第三十八頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞表型鑒定利用免疫沉淀印跡技術(shù)、免疫磁珠技術(shù)和流式細(xì)胞技術(shù)可進(jìn)行標(biāo)記物測(cè)定骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可測(cè)粘附分子ICAM-1，CD49等肺干細(xì)胞sca-1、表面分子、細(xì)胞角蛋白、CCSP等我的無(wú)耐：行細(xì)胞表型鑒定，技術(shù)要求及費(fèi)用高，不做實(shí)驗(yàn)缺乏可信度第三十九頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞注入機(jī)體的途徑尾靜脈和腹腔注射：是當(dāng)前“干細(xì)胞治療肺疾病”動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中最常用的方式。陳舊性心梗、帕金森氏病多采用病灶處局部注射的方式。腦癱可采用腰穿注射。肝硬化采用肝固有動(dòng)脈局部灌注。我的思考：1、局部注射？靜脈點(diǎn)滴？氣管內(nèi)給藥？哪種方式效果最佳？2、我們能否借助介入技術(shù)行支氣管動(dòng)脈超選擇性葉段注入？第四十頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日如何保證干細(xì)胞由血管內(nèi)進(jìn)入病灶定居實(shí)驗(yàn)表明：通過(guò)靜脈輸注骨髓干細(xì)胞，只有極少部分到達(dá)了肺，絕大多數(shù)又歸巢到骨髓如何保證循環(huán)中足夠數(shù)量的干細(xì)胞由血管內(nèi)進(jìn)入肺部病灶定居分化是影響療效的關(guān)鍵因素我的思考：1、能否利用某些病毒載體轉(zhuǎn)染干細(xì)胞，使干細(xì)胞表面具有特殊的受體增強(qiáng)對(duì)肺組織的親合力？第四十一頁(yè)，共四十五頁(yè)，2022年，8月28日干細(xì)胞在肺組織內(nèi)的定向分化實(shí)驗(yàn)表明：干細(xì)胞的分化受局部微環(huán)境的影響，進(jìn)入肺組織中的干細(xì)胞有向40多種肺組織細(xì)胞自主分化的潛能我們的任務(wù)是只要把足夠量的干細(xì)胞送入肺組織，而不需要體外實(shí)驗(yàn)?zāi)菢尤パ芯考尤牒畏N因子去誘導(dǎo)第四