JMT日本干细胞-什么是干细胞？深入解释说明干细胞的两种能力、三种分类!

　　

 

　　这篇文章的概述

　　• 干细胞有“分化能力”和“自我复制能力”两种能力

　　• 干细胞根据能力分为“全能干细胞”、“多能干细胞”和“组织干细胞”

　　• 在某些情况下，伦理上存在问题，但医疗领域的期望值非常高

　　考虑在新闻等听说过“干细胞”一词。多与“再生医疗”一词配套使用，您知道干细胞是什么细胞吗?

　　简单地说，“细胞”一词出现在中学理科教科书中。想必有人还记得“动物的身体是由细胞构成的”这一内容吧。

　　这个构成“动物身体”的细胞分为生殖细胞和体细胞。

　　• 生殖细胞：用于制造下一代的细胞，如精子和卵子

　　• 体细胞：用于维持脑细胞、肌肉细胞等个体的细胞

　　体细胞除了像脑细胞、肌肉细胞这样有固定作用的细胞之外，也有没有固定作用，具有分化成各种细胞能力的细胞。这就是干细胞。

　　这篇文章中将围绕该干细胞，就“两种能力”和“三种分类”进行解释说明。

　　目录

　　1.细胞各有作用

　　2.干细胞具有的两种能力“分化能力”、“自我复制能力”

　　2-1.干细胞具有的“分化能力力”是什么

　　2-2.干细胞具有的“自我复制能力”是什么

　　3.干细胞分化能力的分类

　　3-1.干细胞分类①“全能干细胞”

　　3-2.干细胞分类②“多能干细胞”

　　3-3.干细胞分类③“组织干细胞”

　　4.来源于人类的干细胞

　　4-1.胚胎干细胞

　　4-2胎儿干细胞

　　4-3.成体干细胞

　　4-4.癌症干细胞

　　4-5.脱分化细胞

　　5.日本干细胞总结

　　1.细胞各有作用

　　构成人体的细胞有60兆个或37兆个等多种说法，但大致有几十兆个细胞，其中大部分都有某种作用。

　　请看一下自己的手。可以看到皮肤细胞(=具有皮肤作用的细胞)吧?下面是脂肪和肌肉细胞、血管细胞、神经细胞、血管中存在具有红细胞和白细胞作用的细胞，通过每个细胞发挥各自的作用，我们得以生存。

　　再举一个内脏器官的例子，肝脏具有合成身体所需的蛋白质、储存营养、分解从外部进入的物质等作用。当然，构成肝脏的细胞具有适合这种作用的性质。

　　那么，能不能让肌肉细胞和肝脏细胞一样……?

　　当然不能。即使能做到，也毫无疑问是效率非常低的。

　　但是人类是从仅有的一个细胞“受精卵”开始的。此时，这个细胞的“作用”还没有确定。受精后，反复进行细胞分裂，细胞数量不断增加，每个细胞都会在某个时机发挥作用。

　　2.干细胞具有的两种能力“分化能力”、“自我复制能力”

　　在谈论干细胞的时候，请将“分化能力”和“自我复制能力”这两种能力作为关键词记住。

　　简单来说，“分化能力”是“变化之术”，“自我复制能力”是“分身之术”。像忍者一样呢。

　　2-1.干细胞具有的“分化能力”是什么

　　从受精卵这一个细胞出发的人，通过多次的细胞分裂，不断增加形成人体所需的细胞。当增加到一定程度时，将发出成为各个器官・组织的命令。

　　接到命令变成肝脏细胞的细胞使用成为肝脏细胞的基因，变化成构成肝脏的细胞。这就是所谓的“分化为肝脏细胞”。

　　换句话说，决定没有固定作用细胞的作用，成为发挥这个作用的细胞，叫做“分化”。

　　然后，这个“没有固定作用的细胞”叫做“干细胞”。干细胞是通过接受命令，既可以成为肝脏细胞也可以成为心脏细胞的细胞。

　　干细胞根据具有的能力进行分类。在“3.根据干细胞分化能力的分类和例子”中，介绍大致的三种分类。

　　2-2.干细胞具有的“自我复制能力力”是什么

　　一般的细胞可以进行细胞分裂的次数是有限的。例如，当人工培养健康的肝细胞时，它们首先会分裂，但最终会停止分裂。

　　与此相对，干细胞在理论上是无限重复分裂的。但是，干细胞不是无序分裂，而是具有根据需要复制自己的能力，这样的解释是正确的吧。这叫做“自我复制能力”。

　　当一个干细胞分裂成两个的时候，有两种情况：

　　1. 一个分化为某一细胞，另一个保持干细胞的状态及原有的性质

　　2. 即使分裂，两者作为干细胞仍保持干细胞原有的性质

　　无论如何，干细胞具有保留与自身完全相同复制体的能力。

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　　“总是保留与自身完全相同的复制体”是指干细胞的数量不会变吗?也许有人会这么想，但是随着自身年龄增长(衰老)，干细胞本身的活动下降，自我复制能力下降且干细胞的数量减少。

　　有一种说法是0岁的婴儿拥有大约60亿个干细胞，但是从同一研究结果来看，20岁的时候会减少到10亿个，40岁的时候会减少到3亿个。

　　3.干细胞分化能力的分类

　　3-1.干细胞分类①“全能干细胞”

　　存在具有可以成为构成人体任何细胞的能力“分化全能性”的干细胞。这叫做“全能干细胞”。据说这种分化全能性是从受精卵到细胞分裂3次的细胞(8细胞期)所具有的能力。

　　通常是从一个受精卵产生一个个体(一个人)。然而，受精卵在第一次细胞分裂后，两个细胞可能会产生不同的个体。这叫做同卵双胞胎。

　　也就是说，从一个受精卵中分裂出来的两个细胞，每个都有能力制造一个个体(一个人)。

　　3-2.干细胞分类②“多能干细胞”

　　存在具有不能形成个体，但可以成为任何细胞的能力“多能性”的干细胞。这叫做“多能干细胞”。

　　反复细胞分裂而增加的“多能干细胞”大致分为“内胚层”、“中胚层”、“外胚层”这3个胚层。内胚层主要是形成消化系统等的细胞群，中胚层是心脏和血管等的细胞群，外胚层是皮肤和鼻子等的感觉器官，或包括大脑在内的神经系统细胞群。

　　如果成为内胚层细胞的话时，既可以成为大肠细胞，也可以成为肝脏细胞。如果成为中胚层细胞的话，也可以成为心脏和血管细胞。

　　也就是说，“多能干细胞”本身不能形成个体，但可以成为任何器官或组织……

　　3-3.干细胞分类③“组织干细胞”

　　当多能干细胞接受命令，成为造血的造血干细胞时，它可以成为血液系统细胞。如果是形成神经系统的神经干细胞，就可以成为神经系统的细胞。然而，造血干细胞不能成为神经系统的细胞。

　　像这样在较小规模群体中能够形成各种细胞的干细胞被称为“组织干细胞”。

　　4.来源于人类的干细胞

　　来源于人类的干细胞根据存在的地点和时机分成几类。

　　4-1.胚胎干细胞

　　胚胎干细胞存在于母体子宫中着床前的胚胎(从受精卵变成胎儿的过程中)。该细胞不是能用一个细胞制造个体的全能干细胞，但是具有分化成任何细胞的能力“多能性”的干细胞。

　　以下更详细地解释说明了胚胎干细胞(ES细胞)。

　　4-2胎儿干细胞

　　被分类为胎儿干细胞的细胞包括神经干细胞、肝干细胞、肾干细胞等。神经系统、肝脏和肾脏不是由一种细胞，而是由几种细胞构成的。肝干细胞是构成肝脏的细胞，有肝细胞、胆管细胞、库珀细胞等，肝干细胞可以分化为这些细胞中的任何一个。

　　也就是说，虽然决定了成为构成肝脏的细胞，但没有决定成为肝脏的哪个细胞，将这样的细胞称为胎儿干细胞。

　　4-3.成体干细胞

　　成体干细胞是出生后仍存在于体内的干细胞。

　　干细胞存在于细胞活跃替换的组织中，例如皮肤、肠道表面等，并为细胞替换而活动。此外，存在肌肉干细胞，用于帮助像肌肉一样容易损伤的细胞。

　　这些细胞的分化方向非常狭窄，也并并没有被赋予那么广泛的分化能力。

　　4-4.癌症干细胞

　　癌细胞和干细胞一样具有自我复制能力。因此，体内的癌细胞会继续增殖。在这种癌细胞中，存在能够分化成具有各种性质癌细胞的癌症干细胞。这个癌干细胞是怎么形成的?等等，至今还有很多不明白的地方。

　　当用抗癌药治疗的癌症复发时，治疗过的抗癌药可能不起作用。考虑这是当癌细胞死于抗癌药时，抗压性强的癌细胞转化成癌症干细胞，获得抗癌药的耐受性并再次增殖。

　　4-5.脱分化细胞

　　最近开始考虑这种细胞在哺乳动物中也是存在的。最有名的脱分化细胞是当壁虎的肢体被切断时出现的细胞。

　　当壁虎的肢体被切断时，被切断部分的肌细胞脱分化。脱分化是指一旦分化的细胞被解除其分化，几乎恢复到分化前的状态。分化前状态的细胞重新生成、再生被切断的肢体。

　　5.日本干细胞总结

　　全能干细胞是能够形成个体的干细胞，但人类要处理这种细胞，在技术上和伦理上都有很多课题。极端的说，如果有技术的话，就可以在实验室人工制造人。

　　但另一方面，如果能“从干细胞中制造出需要的器官”，医疗将有很大进步。例如，许多等待活体移植的人可能不会等待捐赠者出现，而是能够在风险较低的情况下移植生成的正常运作的器官。

　　或者，期待着某个受伤部位的恢复效果，集中注射至该部位，或者把干细胞注射至血液中，增加身体整体的数量，可以期待身体整体的活性化。

　　在伦理上存在着重大课题的同时，医疗领域的期待值非常高，日本自不必说，世界各国都在推进干细胞的研究，每天都有研究结果的报告。

　　国家允许的研究范围不同。建议有兴趣的人看看其他国家的研究成果。这个博客也会介绍。