有很多人，在支持干細(xì)胞這項(xiàng)生物

科技翹楚的同時也會懷疑

“無論我身體哪里有毛病，是肝臟，關(guān)節(jié)，還是大腦，為什么每次都是靜脈回輸干細(xì)胞？這些通過靜脈進(jìn)入我身體的干細(xì)胞，到底去哪里了，能到達(dá)我的傷患處嗎？”

干細(xì)胞能夠用于治療的原理除了增殖以及定向分化能力外，起重要作用就是歸巢效應(yīng)。

干細(xì)胞可以自己找到自己的“家”，而這個家是適合她自己生存的地方，就像自帶導(dǎo)航系統(tǒng)一樣，永遠(yuǎn)知道自己的家在哪里。這就是我們所說的“歸巢”。

內(nèi)源或外源的干細(xì)胞可以在外周血中“溜達(dá)”一圈后，尋找到并進(jìn)入微環(huán)境適宜的“niche（干細(xì)胞巢）”中并定居其中，安居樂業(yè)。

01

從“歸巢”一詞說起

“歸巢（homing）”這個概念早在1983年科學(xué)家就曾提出過，原本是指循環(huán)在血液中的淋巴細(xì)胞，有遷移回派生出它們的淋巴組織部位（如淋巴結(jié)）的傾向，這一回歸現(xiàn)象稱為“淋巴細(xì)胞的歸巢”。后來“歸巢”這一概念也逐漸引申到干細(xì)胞。

干細(xì)胞歸巢就是指自體或外源性干細(xì)胞在多種因素的作用下，能定向趨向性遷移，越過血管內(nèi)皮細(xì)胞至靶向組織，并定植存活的過程，類似于人體局部炎癥反應(yīng)后大量白細(xì)胞遷移至炎癥周圍。

干細(xì)胞的歸巢能力就像自帶了GPS，通過定位系統(tǒng)自動導(dǎo)航去身體需要它的地方，及時修復(fù)受損細(xì)胞。

02

間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢

在治療方面發(fā)揮不可替代的優(yōu)勢

除了造血干細(xì)胞之外，干細(xì)胞的歸巢性主要是指的間充質(zhì)干細(xì)胞MSCs。

2009年，Krap等建議將“間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢”定義為：MSCs在目標(biāo)組織的脈管系統(tǒng)里被捕獲，隨后跨越血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移至目標(biāo)組織的過程。大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)體缺血、缺氧、損傷時，機(jī)體內(nèi)或者外源性MSCs具有向損傷部位優(yōu)勢分布的特質(zhì)。

歸巢是MSCs安全有效的應(yīng)用于臨床的關(guān)鍵。

干細(xì)胞周圍的細(xì)胞形成像搖籃樣的環(huán)境保護(hù)著干細(xì)胞，這一環(huán)境被稱為微環(huán)境（干細(xì)胞巢，niche），它是干細(xì)胞存在的基礎(chǔ)。微環(huán)境由和干細(xì)胞相鄰的各種細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)以及多種細(xì)胞因子等構(gòu)成。微環(huán)境不僅給干細(xì)胞提供養(yǎng)分，同時還指導(dǎo)干細(xì)胞的行動，決定干細(xì)胞的分化方向。

微環(huán)境改變是MSCs 歸巢的始動因素，組織損傷局部表達(dá)多種趨化因子、黏附因子、生長因子等各種信號分子。

不同的微環(huán)境分泌不同的信號分子，吸引MSCs定向到達(dá)該組織。干細(xì)胞歸巢，最終歸巢至骨髓，歸巢至各個臟器，歸巢至炎癥及創(chuàng)傷部位，甚至歸巢至腫瘤部位。

近年來，大量干細(xì)胞的研究成果不斷涌現(xiàn)，其中的一些研究表明，干細(xì)胞的歸巢性使其在治療疾病尤其是難治性疾病方面，表現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。

03

和你的大腦一樣

干細(xì)胞具有記憶功能

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞具有記憶功能，它可以記住曾經(jīng)發(fā)生的損傷，并儲存創(chuàng)傷和炎癥的記憶。

干細(xì)胞常常與免疫系統(tǒng)合作利用這些記憶來改善組織對后來的損傷和致病性攻擊的反應(yīng)，從而促進(jìn)新的傷口的愈合。

傷口或其他有害的觸發(fā)炎癥的經(jīng)歷會給駐留在皮膚中的上皮干細(xì)胞帶來持久的記憶，讓它們更快地愈合隨后發(fā)生的皮膚損傷。這些補(bǔ)充皮膚外層的上皮干細(xì)胞從炎癥中獲得線索。

初始的炎癥讓這些干細(xì)胞變得敏感：當(dāng)它們再次感知炎癥來臨時，它們更快地作出反應(yīng)。干細(xì)胞的記憶功能主要體現(xiàn)在三個方面：對短暫刺激能夠維持較長時間的反應(yīng)；對同一因素的二次刺激具有更加強(qiáng)烈的反應(yīng)；對不同的刺激具有不同的反應(yīng)。

干細(xì)胞在同一因素的二次刺激下會產(chǎn)生更強(qiáng)烈的反應(yīng)。

紐約大學(xué)的免疫學(xué)家蘇魯?shù)佟つ慰搜芯苛擞嘘P(guān)皮膚及其他組織干細(xì)胞記憶損傷和炎癥的關(guān)系。

正如2017年發(fā)表在《自然》論文中所描述的那樣：如果小鼠身上的皮膚斑塊發(fā)炎并愈合，那么那個部位的傷口愈合速度將是原來的2.5倍，這種效果可能長達(dá)6個月。在實(shí)驗(yàn)中保留在干細(xì)胞中的記憶大有益處，因?yàn)樗{(diào)節(jié)細(xì)胞使其在傷口愈合和再生方面更強(qiáng)大。

干細(xì)胞具有類似免疫細(xì)胞的短期記憶功能，表現(xiàn)在對短暫刺激維持較長時間的反應(yīng)。干細(xì)胞記憶功能特點(diǎn)，可以用不同的因素處理，強(qiáng)化其治療特異性組織損傷或疾病的活性。

04

中國科學(xué)家首次揭秘

揭示造血干細(xì)胞歸巢全過程

盡管早在上世紀(jì)五十年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了造血干細(xì)胞的歸巢現(xiàn)象，可這群總數(shù)只有數(shù)千個、直徑只有10微米左右、游蕩在血液中的“小不點(diǎn)”，怎會乖乖進(jìn)入自己該去的工作站，行使使命的呢？這始終是個謎。

然而這個謎終于被科學(xué)家解開了！11月20日，《自然》雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究院潘巍峻研究員最新發(fā)現(xiàn)：他們在全球率先通過活體成像觀察到了造血干細(xì)胞歸巢的全過程，還找到了影響其歸巢的關(guān)鍵因素-先導(dǎo)細(xì)胞。

《自然》封面采用了敦煌壁畫中鳳凰棲梧桐的畫面，比喻造血干細(xì)胞就如鳳凰一般，只有歸巢到梧桐樹上，才能完成分化、增殖，實(shí)現(xiàn)自己的使命。

2012年，潘巍峻回國后，就開始這方面的探索。

“就像衛(wèi)星可以俯視地面，這讓我們可以監(jiān)視整個器官內(nèi)的活動，然后找到一些核心區(qū)域，去察看更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。”潘巍峻說，除了看到結(jié)構(gòu)，他們還運(yùn)用了流體力學(xué)的原理，來測量細(xì)胞在血液中行進(jìn)的速度，進(jìn)行了大量的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，才發(fā)現(xiàn)了造血干細(xì)胞歸巢的時空規(guī)律。

原來，造血干細(xì)胞的歸巢之路是這樣的：

斑馬魚胚胎中，在心臟泵出的血液的沖刷下，造血干細(xì)胞在主動脈血管腹側(cè)壁誕生了。

它循著血液在體內(nèi)流轉(zhuǎn)，當(dāng)它經(jīng)過CHT時，這里的血管內(nèi)皮細(xì)胞上有一種粘附分子，讓高速奔流的造血干細(xì)胞降速。減速之后的造血干細(xì)胞來到血管的“三岔路口”時，就會遇到在路口轉(zhuǎn)圈巡邏的先導(dǎo)細(xì)胞。它們是巨噬細(xì)胞的一種亞型，以前還從未被報道過。

這些先導(dǎo)細(xì)胞帶有血管細(xì)胞黏附分子VCAM-1，它就像魔術(shù)扣一樣，對準(zhǔn)造血干細(xì)胞身上的另一半“魔術(shù)扣”ITGA4搭上去，將造血干細(xì)胞帶到附近的靜脈微血管中——就這樣，造血干細(xì)胞就完成了“歸巢”。這是世界上首先發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞熱點(diǎn)區(qū)域的三維精細(xì)結(jié)構(gòu)。

有時，先導(dǎo)細(xì)胞也會將干細(xì)胞固定到血管壁，此時血管壁會掀起一片薄膜，半包住干細(xì)胞，這也是干細(xì)胞歸巢的一種方式。

“我們統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有75%的干細(xì)胞通過進(jìn)入靜脈微血管發(fā)生停留。而其余則通過被血管壁半包住而發(fā)生停留。而干細(xì)胞的增值、分化是以干細(xì)胞停留為前提的。”

該工作不僅回答了“體內(nèi)的干細(xì)胞歸巢如何發(fā)生”這一世界造血干細(xì)胞研究領(lǐng)域的科學(xué)問題，而且發(fā)現(xiàn)了對于干細(xì)胞歸巢起關(guān)鍵引導(dǎo)作用的“先導(dǎo)細(xì)胞”，為提高造血干細(xì)胞移植效率的轉(zhuǎn)化研究提出了新理論，開創(chuàng)了新思路。

來源：網(wǎng)絡(luò)

以上內(nèi)容僅供科普參考，不具備治療建議。