干细胞元年
2025年1月2日,我国干细胞领域迎来历史性突破:干细胞疗法获国家药品监督管理局附条件批准上市。
艾米迈托赛注射液(商品名:睿铂生)是铂生生物自主研发的一款间充质干细胞(MSC)疗法,适用于14岁以上消化道受累为主的激素治疗失败的急性移植物抗宿主病(GvHD)。
从0到1的突破,意味着国内干细胞商业化元年的正式开启。这一首激昂乐章的奏响,标志着我国干细胞技术从实验室走向临床,从理论研究迈向实际应用,为干细胞的进一步发展和产业化奠定了坚实基础。
特别值得一提的是,睿铂生的获批上市仅仅比美国获批上市的MSC晚15天,这简直是火箭速度。2024年12月18日,美国FDA批准Mesoblast公司的Ryoncil上市,用于治疗2个月及以上儿科患者的类固醇难治性急性移植物抗宿主病(SR-aGvHD)。
恰似黎明破晓,干细胞治疗正逐渐从实验室走进临床,为人类健康带来新的希望。那么,干细胞是如何实现这一步的呢?今天,我们将一起走进干细胞的分化之路,探寻其中的奥秘。
干细胞分化的隐形指挥官
干细胞被誉为生命的“种子”,大自然赋予人类的“魔法盒”,拥有令人惊叹的多向分化潜能和自我更新能力,如同技艺精湛的“百变精灵”,分化成人体所需的各类细胞。
干细胞分化属于多层次、多因素共同作用的复杂过程,涉及遗传学、信号转导、微环境、物理化学刺激等内外多维度调控。其中细胞因子作为“隐形指挥官”,在干细胞培养分化中具有重要作用。
细胞因子如同魔法指挥棒一样,指挥干细胞进行特定分化,让它们奏响组织和器官形成的“生命乐章”。例如在神经干细胞培养中,NGF引导干细胞分化为神经元、星形胶质细胞等不同类型的神经细胞,构建复杂有序的神经网络。
细胞因子也可以像“导航仪”一样,指引干细胞分化的方向和路径。例如在胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中,BMP会引导干细胞沿着特定的分化路径,逐步发育为具有收缩和传导功能的心肌细胞。
细胞因子还是干细胞的“营养补给站”,为干细胞培养分化提供各种营养物质和信号,来维持其生存、分化和增殖。例如SCF为造血干细胞提供必要的“营养信号”,维持自我更新的能力,并分化为各类血细胞,如红细胞、白细胞、血小板等。
义翘神州已成功开发一系列高品质细胞因子,如EGF、FGF2、TGF beta、SCF、BMP、白介素等,具有高纯度、高活性、低内毒素、高批间一致性等优势,涵盖研究级和GMP级。此外,我们还提供干细胞标志物相关抗体和鉴定试剂盒,多方位支持不同类型的干细胞研究。
探索干细胞培养分化的细胞因子
干细胞培养是一项复杂而精细的工作,涉及多个阶段和步骤。不同类型的干细胞在培养分化增殖过程中需要的细胞因子也存在差异。
间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)是一类存在于多种组织(如脐带、骨髓和脂肪组织等)、具有自我更新和分化能力的成体干细胞。MSC在自身免疫性疾病、心血管疾病、炎症性疾病、神经退行性疾病等多种疾病治疗中具有重要作用。间充质干细胞因其获取便捷、遗传稳定性高、免疫原性低以及具有组织修复和免疫调节的治疗特性,在疾病治疗领域具有广阔的应用前景。
参与间充质干细胞分化的细胞因子示意图(义翘神州汇总文献制作)
胚胎干细胞(Embryonic stem cell, ESC)和诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)均属于多能干细胞,具有无限的自我更新能力,能够分化成任何类型的细胞。ESC来源于人类胚胎,潜在的伦理问题限制其广泛使用。iPSCs从成熟的体细胞转化而来,其特性与ESC十分相似,在再生医学、疾病建模、药物测试和创新的细胞/基因疗法方面拥有巨大的潜力。
细胞因子和生长因子,如GM-CSF、Activin A、DLL4、NOG、TNF-α、IL-2、VEGF、FGF、IL1β、EGF等,是将人iPSCs分化为各种细胞的重要组成部分。
参与胚胎和诱导多能干细胞分化的细胞因子示意图
(义翘神州汇总文献制作)
造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSC)是一种具有自我更新能力和多向分化为各类血细胞特性的细胞。HSC存在于多种血液系统中,例如外周血、骨髓和脐带血等。造血干细胞可以替代异常的造血组织和免疫组织,是治疗血液恶性肿瘤和肝病等疾病的有力工具。
参与造血干细胞分化的细胞因子示意图
(义翘神州汇总文献制作)
神经干细胞(Neural stem cell,NSCs)是存在于神经系统中,能进行自我更新,并具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞潜能的细胞群,能产生大量脑组织细胞。研究表明,NSC在特定条件下分化为相应的功能细胞,从而替代缺失细胞,恢复原有的功能,在神经发育和修复受损神经组织中发挥重要作用。
参与神经干细胞分化的细胞因子示意图
(义翘神州汇总文献制作)
显而易见,细胞因子在干细胞培养分化中起着至关重要的作用,能够调节干细胞的增殖和自我更新。细胞因子协同作用,共同维持干细胞的稳定生长和分化。如SCF作为干细胞研究的主要调节因子,可以与多种细胞因子组合发挥协同或拮抗作用,调节细胞的增殖和自我更新。白介素家族细胞因子,如IL-3、IL-4、IL-6、IL-33等,参与JAK/STAT信号通路,在干细胞动员和造血干细胞增殖中起着正向调控作用。
| 参与不同类型干细胞分化的细胞因子汇总表 |
| 细胞 |
细胞因子 |
| MSC |
EGF、GM-CSF、LIF、PDGF-AA、PDGF-BB、basic FGF/FGF2 、IL-2、IL-3、IL-6、BMP-2、BMP-4、BMP-5、TGF-B1、VEGF |
| ESC/iPSC |
EGF、LIF、basic FGF/FGF2、FGF4、Heregulin、IGF-1、Noggin、IL-2、IL-3、IL-6、IL-15、EPO、FLT-3 Ligand、Activin A、BAFF、BDNF、BMP-4、TGF-B1、GDF-3、VEGF、SCF、PDGF |
| HSC |
FLT-3 Ligand、SCF、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、ICAM-1、IL-3、IL-6、IL-7、VEGF165、SHH、EPO、TPO、SCF、VCAM-1 |
| NSC |
CNTF、EGF、Galectin-1、IGF-1、Noggin、IL-3、IL-6、LIF、basic FGF/FGF2、FGF8、FGF10、GDNF、Neuregulin、SHH、BDNF、BMP-2、PDGF-BB、VEGF |
义翘神州干细胞培养相关细胞因子
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