领航干细胞首席科学家赵春华教授团队研究发现,在成体干细胞中存在一个干细胞亚群,该细胞亚群具有近乎全能分化的能力,这类细胞称为亚全能干细胞。通俗地说,亚全能干细胞除了不能发育成一个完整的个体外,理论上可以发育成人体的所有组织器官细胞,是干细胞家族中的全能战士。

赵春华教授团队在国际上最早分离出一种具有很强可塑性的Flk1+Lin-间充质干细胞亚群,并通过大量实验证实这类细胞在体内外均能分化为神经细胞、内皮细胞、肠上皮细胞、心肌细胞、造血细胞等三胚层多种组织细胞。

通过大量的Flk1+MSCs体外诱导多系分化实验,项目提出了再生医学新概念:生物成体组织中的多种干细胞群体依其分化能力的不同形成一种金字塔形的等级结构,而Flk1+MSCs处于这种等级结构的最上层,保留具有多系分化潜能的胚胎干细胞基因Oct-4和Nanog,由胚胎发育为成体后仍具有全能基因组,其中的组织特异性基因在适当微环境下可以被激活,并分化为生殖细胞以外的各种细胞,故称该类细胞群体为“亚全能干细胞”,它们存留在各种组织器官中,并可应需进入细胞增殖周期,以维持生物机体发育和组织代谢平衡,是生命过程中组织新陈代谢和修复再生所必需的细胞来源。

进一步的体内实验结果为该学说概念提供了有力证据:将供体来源的Flk1+MSCs移植给皮肤损伤、肝脏损伤、肺脏损伤、下肢缺血、心机梗塞等动物模型,可在受者体内检测到供体来源的Flk1+MSCs分化为特定损伤组织的成熟细胞,使受者组织功能得到明显改善。表明“亚全能干细胞学说”概念更符合生物机体在生命过程中自体修复、自我更新及生理病理的自然规则。

基于此研究结果,赵春华教授在国际上提出了人体“亚全能干细胞学说”的概念:人体多种组织在发育过程中存留有一种具备多系分化能力的成体多能干细胞,即亚全能干细胞,这类细胞在胚胎发育为个体后虽逐渐丢失部分原始干细胞表型,但仍具有全能基因组,如果在适当微环境下激活此类细胞的组织特异性基因表达程序,它们就能够跨系分化为各种组织细胞,以维持人体发育和新陈代谢的平衡,以此可通过移植该类细胞给受者,使其参与受损组织的再生与修复,为糖尿病、恶性血液病、脑血管疾病、肝脏损伤等多种严重疾病拓展了新的治疗途径,并显著降低移植排斥反应。

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