移植

【概述】
    (stem cells, SC)是是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，它包括胚胎 和成体 。 胚胎 是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力 成年组织或器官内的成体 一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。 是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
【来源】
    在胚胎发育的过程中，造血 是以卵黄囊全能间叶细胞分化而来的最原始造血细胞。胚胎发育至3—5个月时肝脏和脾脏中含有大量的 HSC。 近年发现脐血中亦含丰富的造血 、其更原始，且免疫原性弱。成人时造血 主要分布在骨髓中，外周血中也有一定量的造血 。
    HSC移植最理想的供者是同卵双生子，因为他们之间的遗传物质是完全相同的。他们之间的HSC移植，效果好，排异反应少，但双胞胎毕竟少见。子女的HLA分型来自于父母，如父亲为A和B，母亲为C和D，那么子女有AC、AD、BC、BD四种分型可能，所以同胞间的HLA相配率为25%，因此患者从同胞中寻找供髓者较容易。然而家庭范围正在缩小，绝大多数的患者还是需要非血缘关系的HSC捐献者。适合捐献HSC的年龄为18-45岁，健康要求如同献血，即不能因捐HSC影响捐献者的健康，又不能因接受HSC而使患者增加新的不利因素，重要的是捐献者必须无可血液传播的传染病：如乙型肝炎、丙乙型肝炎等。 作为人体各种组织细胞的初始来源，其最显著的生物学特征是既有自我更新和不断增生的能力，又有多向分化的潜能。这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，同时在细胞培养和诱导剂的存在条件下可以进一步分化成为各种不同的组织细胞。因此，自体 移植治疗肾病成为国内外肾病专家和学者研究的新宠，临床应用前景广阔，必将大有可为。
【伦理之争】
    尽管人胚胎 有着巨大的医学应用潜力，但围绕该研究的伦理道德问题也随之出现。这些问题主要包括人胚胎 的来源是否合乎法律及道德，应用潜力是否会引起伦理及法律问题。从体外受精人胚中获得的ES细胞在适当条件下能否发育成人？ 要是来自自愿终止妊娠的孕妇该如何办？为获得ES细胞而杀死人胚是否道德？是不是良好的愿望为邪恶的目的提供了正当理由？使用来自自发或事故流产胚胎的细胞是否恰当？这些问题很难简单回答，必须认真研究人胚胎 研究涉及的伦理、社会、法律、医学、神学和道德问题。尽管目前有如此多的质疑声，但从长远来看， 技术必将会成为人类战胜疾病与克服衰老的有力武器。
【 的调控】
    的调控是指给出适当的因子条件，对 的增值和分化进行调控，使之向指定的方向发展。
内源性调控
    自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化，包括调节细胞不对称分裂的蛋白，控制基因表达的核因子等。
细胞内蛋白对 分裂的调控
    分裂可能产生新的 或分化的功能细胞。这种分化的不对称是由于细胞本身成分的不均等分配和周围环境的作用造成的。细胞的结构蛋白，特别是细胞骨架成分对细胞的发育非常重要。
转录因子的调控
    在脊椎动物中，转录因子对 分化的调节非常重要。比如在胚胎 的发生中，转录因子Oct4是必需的。Oct4缺失突变的胚胎只能发育到囊胚期，其内部细胞不能发育成内层细胞团。
外源性调控
    除内源性调控外， 的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素的影响。主要包括分泌因子、膜蛋白介导的细胞间的相互作用、整合素与细胞外基质。
【 的可塑性】
越来越多的证据表明，当成体 被移植入受体中，它们表现出很强的可塑性。通常情况下，供体的 在受体中分化为与其组织来源一致的细胞。而在某些情况下 的分化并不遵循这种规律。这种现象被称为 的横向分化。关于横向分化的调控机制目前还不清楚。大多数观点认为 的分化与微环境密切相关。可能的机制是， 进入新的微环境后，对分化信号的反应受到周围正在进行分化的细胞的影响，从而对新的微环境中的调节信号做出反应。
【 研究的意义】
的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎 ，并以这样的 为“种子”，培育出一些人的组织器官。 及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的 或由 所衍生出的新的组织器官来替换自身病变的或衰老的组织器官。因此说， 的应用预示着人类未来有可能会攻克一些目前无法治愈的疾病，并使得人类的寿命得以延长，对 的研究具有重大的临床意义与远大的前景。

【种类划分】
    分为很多种（胚胎 、造血 、神经 、骨髓间充质 ）

一、胚胎
    胚胎 （embryonic stem cell，ESCs，简称ES或EK细胞。）胚胎 是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺种分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。自1981年Evans和Kaufman首次成功分离小鼠ES细胞，国内外研究人员已在仓鼠、大鼠、兔、猪、牛、绵羊、山羊、水貂、恒河猴、美洲长尾猴以及人类都分离获得了ES细胞，而且已经证明小鼠ES细胞可以分化为心肌细胞、造血细胞、卵黄囊细胞、骨髓细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、内皮细胞、黑色素细胞、神经细胞、神经胶质细胞、少突胶质细胞、淋巴细胞、胰岛细胞、滋养层细胞等。人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。ES细胞不仅可以作为体外研究细胞分化和发育调控机制的模型，而且还可以作为一种载体，将通过同源重组产生的基因组的定点突变导入个体，更重要的是，ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命。
    进一步说，胚胎 （ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤 （EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高过一浪。
    胚胎 用途：生产克隆动物，生产转基因动物，用于器官组织移植，细胞治疗。
    二、造血
    造血 （ Stem cell ， SC ）的干，译自英文“ stem ”，意为“树”、“干”和“起源”。类似于一棵树干可以长出树杈、树叶，并开花和结果等。通俗地讲，造血 是指尚未发育成熟的细胞，是所有造血细胞和免疫细胞的起源，它不仅可以分化为红细胞、白细胞和血小板，还可跨系统分化为各种组织器官的细胞，具有自我更新、多向分化和归巢（即定向迁移至造血组织器官）潜能。因此是多功能 ，医学上称其为“万用细胞”，也是人体的始祖细胞。 是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，是形成人体各种组织器官的祖宗细胞。
造血 有两个重要特征：其一，高度的自我更新或自我复制能力；其二，可分化成所有类型的血细胞。造血 采用不对称的分裂方式：由一个细胞分裂为两个细胞。其中一个细胞仍然保持 的一切生物特性，从而保持身体内 数量相对稳定，这就是 自我更新。而另一个则进一步增殖分化为各类血细胞、前体细胞和成熟血细胞，释放到外周血中，执行各自任务，直至衰老死亡，这一过程是不停地进行着的。
    一般造血 来源于三个渠道： 
    1 、骨髓造血 。
    2 、外周造血 。
    3 、脐带血造血 。
    造血 （hemopoietic stem cell）又称多能 。是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。也可以说它是一切血细胞（其中大多数是免疫细胞）的原始细胞。由造血 定向分化、增殖为不同的血细胞系，并进一步生成血细胞。人类造血 首先出现于胚龄第2～3周的卵黄囊，在胚胎早期（第2～3月）迁至肝、脾，第5个月又从肝、脾迁至骨髓。在胚胎末期一直到出生后，骨髓成为造血 的主要来源。具有多潜能性，即具有自身复制和分化两种功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中，造血 多处于增殖周期之中；而在正常骨髓中，则多数处于静止期（G0期），当机体需要时，其中一部分分化成熟，另一部分进行分化增殖，以维持造血 的数量相对稳定。造血 进一步分化发育成不同血细胞系的定向 。定向 多数处于增殖周期之中，并进一步分化为各系统的血细胞系，如红细胞系、粒细胞系、单核-吞噬细胞系、巨核细胞系以及淋巴细胞系。由造血 分化出来的淋巴细胞有两个发育途径，一个受胸腺的作用，在胸腺素的催化下分化成熟为胸腺依赖性淋巴细胞，即T细胞；另一个不受胸腺，而受腔上囊（鸟类）或类囊器官（哺乳动物）的影响，分化成熟为囊依赖性淋巴细胞或骨髓依赖性淋巴细胞，即B细胞。并分别由T、B细胞引起细胞免疫及体液免疫。如机体内造血 缺陷，则可引起严重的免疫缺陷病。
    造血 是血细胞（红细胞、白细胞、血小板等）的鼻祖，是高度未分化细胞，具有良好的分化增殖能力， 可以救助很多患有血液病的人们（如白血病）。因为造血系统原始细胞恶性增生、不会凋亡，从而导致了白血病发病，而救助他们的方法就是将这些恶性细胞全部杀灭，但是化疗是敌我不分得，在杀灭癌细胞的同时也杀死了正常的造血 ，导致人体血细胞缺乏，危及病人生命。当病人需要根除白血病时，就要一次性杀灭癌细胞，但是这样超大剂量的化疗往往也将正常 杀灭的寥寥无几。为了让病人尽快恢复造血功能，挽救病人的生命就需要输注造血 ，这就是我们所知道的骨髓移植。但是自体的骨髓移植虽然成功率大，排异反应小，但是在采集的时候难免会混杂有白血病细胞，造成以后复发的来源，所以有时需要进行异基因骨髓移植。但是不是任何人的骨髓拿来都可以移植的，如果两个人免疫标记相差太大就会造成过强的排异反应，使得移植失败，病人死亡。您在血液中心采集的 样本，将会送到骨髓库进行基因存档，当有病人需要异基因骨髓移植，而他和您的骨髓配型相近的话，血液中心会通知你捐献 ，也就是献骨髓。它不是想象中的那么可怕，对身体也无害，就是将您的血液循环到一个采集机器中，机器自动采集，就像献血一样.
    造血 用途：用于治疗血液疾病和恶性肿瘤。如白细胞生成或功能缺陷，免疫缺陷病，溶酶体储积病，恶性肿瘤。

三、神经
    神经 (neural stem cell，NSCs)是一类具有分裂潜能和自我更新能力的母细胞，它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。需要强调的是，在脑脊髓等所有神经组织中，不同的神经 类型产生的子代细胞种类不同，分布也不同。
神经 的分类
    1.根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：
    1）神经管上皮细胞：分裂能力最强，只存在胚胎时期，可以产生放射状胶质神经元和神经母细胞；
    2）放射状胶质神经元，可以分裂产生本身并同时产生神经元前体细胞或是胶质细胞，主要作用是幼年时期神经发育过程中产生投射神经元完成大脑中皮质及神经核等的基本神经组织细胞；
    3）神经母细胞，成年人体中主要存在的神经 ，分裂能力可以产生神经前体细胞和神经元和各类神经胶质细胞；
    4）神经前体细胞，各类神经细胞的前体细胞，比如小胶质细胞是由神经胶质细胞前体产生的。
    神经 用途：用于治疗的疾病类型中风（脑梗塞、脑出血）、 小脑萎缩症（脑性瘫痪）、脊髓损伤、脑萎缩、共济失调、脑外伤后遗症、 帕金森氏综合症、运动神经元病（ALS）、 多发性硬化、 面瘫、多系统萎缩症（MSA）、老年痴呆症、视神经萎缩

四、骨髓间充质
    在 分类中，最符合肾病治疗需要的是“间充质 ”。
    间充质 (mesenehymal stem cell，MSC)是骨髓中除了造血 (hematoporetiestem cell，HSC)以外的另一类具有高度自我更新和多向分化潜能的 。在不同的诱导条件下，可分化为多种造血细胞以外的组织细胞，并具有造血支持、免疫调节、组织修复等作用。
治疗前景及展望
    越来越多的证据显示了不仅仅是胚胎 ，成体 也具有多向分化潜能 ，利用成体 研究解决目前许多尚无有效治疗手段的疾病，从而避开了胚胎 研究中的各种伦理道德和法律上的争议 。研究证明来源于骨髓的 ，尤其是其中的骨髓间充质 ，在损伤刺激下可分化成为各种肾脏细胞，从而修复肾损伤，为未来解决肾小球损伤、肾小管坏死及其导致的急、慢性肾功能衰竭提供了一种新型的治疗方案，具有广阔的应用前景。
    间充质 用途：用于肾脏疾病、心血管疾病、肝硬化、膝关节半月板部分切除损伤修复，自身免疫性疾病等。
    间充质 的特点是：
    骨髓间充质 具有多向分化的潜能 ，属于多能 ，其存在于成体骨髓中，是中胚层发育的早期细胞 ，在适当条件下，它不仅可以分化为同源于中胚层的间质组织细胞， 还可以突破胚层界限，分化为非中胚层组织， 由于骨髓间充质 比其他成体 更易获得，易于外源基因的导入和表达，所以作为细胞代替治疗的一种来源 ，骨髓间充质 被广泛应用于对 的研究中。由于 的可塑性、无限扩增性、便于遗传操作等优势， 疗法为现代肾脏疾病的研究提供了一个新的治疗途径。
    间充质 的免疫特性：
    间充质 具有低免疫原性，在体外细胞培养实验中，MSC可以不引起同种异体淋巴细胞的增殖反应。而且 MSC在分化为成骨细胞、成软骨细胞、成脂肪细胞等子代细胞时，也保 留这种低免疫原的特性。这种现象仅部分能用 MSC不表达主要组织相容性复合物(MHC)II 类分子和凋亡基因配体(FasL)、不表达或极低水平表达 MHC 1类分子、不表达 T细胞共刺激分子(B7-1、B7-2、CD40和 CD40L)的特点来解释。
    MSC具有抗原递呈细胞的作用：
    传统意义上的抗原递呈细胞(APC)主要是 指来源于 HSC的树突状细胞、巨噬细胞等，随着对 MSC的深入研究，发现 MSC可能是一种新类型的非造血细胞的 APC。Stagg等最近报道经 IFN-γ预处理过的 C57BL／6鼠MSC以及人MSC在对同系免疫反应中均可出现抗原递呈作用，并且主要通过 MHC II类分子途径产生保护性的免疫反应。Chan等进一步研究发现 MSC仅在 IFN-γ浓度较低而且在狭小的浓度波动范围内有 APC的作用，他们发现 MSC要表达 MHC II类分子需要低浓度的内源性的IFN-γ，但是随着 IFN-γ浓度进一步提高，MHCⅡ类分子表达随即下降，MSC的抗原递呈作用减弱，认为这可能是骨髓对于感染及炎症的一种保护性机制。
    MSC对免疫细胞的调节作用：
    已有许多研究结果表明，MSC在体外对 T细胞的增殖反应有抑制作用。MSC抑制 T细胞增殖作用，目前认为主要有以下几条途径：①通过细胞间直接接触或通过可溶的因子发挥作用：Blanc  报道在体外MSC和混合淋巴细胞培养的上清液(不含有 MSC能剂量依赖性地抑制淋巴细胞的增殖反应，也能抑制由 PHA引起的淋巴细胞增殖反应。认为可能是通过某些可溶性的因子起作用，但单独或联合使用间质细胞来源因子-1(stromalcell-derived factor-1，SDF-1)、骨保护素、肝细胞生长因子(HGF)、TGF-13的中和抗体不能阻断MSC的这种抑制作用。
    间充质 的提取人群有三种：
    自体（患者本人）和异体（直系亲属：父母、兄弟、姐妹）或夫妻的血液中提取间充质 进行培养。
    自体提取的 优于异体。但是考虑到很多重症患者因长期应用激素、免疫抑制剂等药物，或毒素过高，因此专家会结合患者具体情况来决定采用采血来源。
    提取的部位有两种：
    1、抽取骨髓；2、外周血
    间充质 移植治疗肾病的优势：
    无痛苦、风险小、费用低、且从更本上治疗肾病，是重症肾病患者实现康复的新希望
    间充质 在肾脏病中的应用：
1、IgA肾病（IgAN）：IgA肾病的发病机制尚不明确，有实验表明免疫功能紊乱在IgA肾病发病发展中起重要作用。多数学者倾向于认为IgA是抗原非依赖性抗体，认为IgA肾病可能是一种 疾病。IgA肾病患者的自身反应性T辅助细胞异常增高，外周血产生IgA淋巴细胞增多。Sakai采用异骨髓 移植治疗一名慢性粒细胞白血病伴IgAN患者，结果发现移植后不仅患者的白血病得以治疗，而且原来沉积在肾小球系膜上的IgA也消失了。Marina等认为IgA肾病发病机制主要是胸腺内自身异常的IgA不能充分呈递，使辅助T淋巴细胞得以活化并刺激了外周B淋巴细胞产生异常IgA。 移植能治疗IgA的原理主要是异基因骨髓 的供者抗原呈递细胞在胸腺能有效呈递异基因抗原，阻止异常自身反应性T淋巴细胞产生，使异常IgA的产生减少。                           
2、急进性肾小球肾炎：急进性肾小球肾炎:Herry等用自体造血 移植 治疗新月体性肾小球肾炎动物模型SCG/Kj小鼠，发现移植后SCG/Kj小鼠生存率明显提高，中位生存时间延长，自身抗体双链DNA、单链 DNA、抗中性粒细胞胞浆的产生减少，血尿、蛋白尿及外周淋巴结肿大的发生减少，纤维蛋白沉积及新月体形成受到了抑制。然而，将SCG/Kj小鼠的骨髓移植给CH3/He小鼠，很快就死亡或发生移植物抗宿主病，故研究者认为异基因骨髓移植可治疗新月体性急进性肾小球肾炎。                                                                   
3、狼疮性肾炎：系统性红斑狼疮（SLE）患者的主要死亡原因之一是肾功能衰竭。由于SLE是一多因素参与的特异性自身免疫病，参与病态免疫的T、B淋巴细胞来源于共同的淋巴系干祖细胞，因此SLE被认为是一组异常干/祖细胞增殖分化的多克隆T、B淋巴细胞病。 移植可重建正常免疫细胞体系，可能成为根治本病的有效方法。Adachi等，用SLE模型鼠做骨髓 移植后血细胞和血小板计数恢复正常。抗DNA抗体和抗血小板抗体水平下降，肾功能改善，生存期明显延长， 移植治疗SLE不仅局限于动物试验，现已用于临床。Traynor等以大剂量环磷酰胺加自身外周血 移植治疗9例环磷酰胺耐药的多器官损伤的SLE（其中2例因感染退出移植），术后随访15~40个月，所有患者均无狼疮活动迹象，血清学标记、T细胞表形及亚群都恢复正常。                             
4、急性肾功能衰竭:目前，在急性肾功能衰竭的发病机制和治疗上进行了诸多研究，但收效甚微。目前惟一可选择的治疗方法为透析治疗和在等待肾功能恢复过程中的支持治疗，对于该疾病的治疗效果仍不十分理想。 由于 具有多向分化潜能，这给急性肾功能衰竭的患者提供了一条可能有效的治疗方法，包括造血 和骨髓间充质 ，被认为可向多种组织器官分化。形成多种组织细胞甚至传统上认为终末细胞的神经细胞。在肾脏研究方面，已有学者认为骨髓间充质 具有向肾脏实质细胞分化的潜能，并参与肾脏损伤后的再生和修复。Gupta等也发现在急性肾功能损伤后修复再生的肾小管中，接受雄性供肾的雌性患者有 1 ％的肾小管有Y染色体表达。Linq 做了进一步的研究， 他们将转基因小鼠的 分 离并纯化出 Lin —Scal 一1 +  kit +细胞，经静脉注入建立肾脏缺血再灌注模型的同系雌性小鼠体内，1周后在受体小鼠肾脏尤其在肾近曲小管S3段可见供体骨髓的标记，说明细胞参与了肾小管最易损伤和再生修 复的部位。在肾小球系膜细胞方面， 研究人员也发现骨髓间充质 的分化潜能。Ito等报道骨髓间充质 可重建损伤后的肾小球系膜，该研究将骨髓移植后的小鼠制成肾小球肾炎模型，一周后观察发现有骨髓间充质 向系膜细胞分化。同时，关于肾损伤修复过程中检测骨髓间充质 进入血液循环数量的方法依然有争议。Kale等报道在肾脏损伤修复后的24h时，血循环中的Lin - Scal - 1+升高，但Duffield却没有发现骨髓间充质 的移动情况。
5、局灶节段性肾小球硬化:局灶节段性肾小球硬化起病隐匿， 主要表现为大量蛋白尿和肾病综合征Nishmura等研究发现， 局灶节段性肾小球硬化小鼠在接受正常BALB/C小鼠的骨髓移植6周后尿蛋白量明显减少，至第11周已转阴，同时肾活检发现移植后的局灶节段性肾小球硬化小鼠光镜下的肾组织未见异常，免疫荧光检查也显示IgG及IgM沉积明显减少。 

【 移植广泛应用】
    移植技术在糖尿病、血液疾病、骨髓疾病等方面已经广泛应用。但在肾病治疗方面还较少见，由于“ ”的功能很多，在肾病治疗领域有很大潜力。
    肾脏病的发生最根本的原因是，由于各种原因使人体肾脏的固有细胞受到损害，从而使肾脏发生纤维化，破坏肾脏的固有功能。因此，最大程度的挽回正在受损的固有细胞，阻止肾脏纤维化进程成为肾病治疗的关键所在。目前治疗肾病大部分都是治标不治本的对症治疗。而 以其独特的生物学特性、极强的自我更新能力和多向分化潜能，使其成为获得正常“固有细胞”的最佳“种子”细胞，为临床治疗肾病提供了一个崭新的方法。
    随着我国乃至全球肾病爆发式激增趋势的形成， 移植技术已经成为肾病治疗领域的一个亮点，在国内也引起了广大肾病病医生和肾病患者前所未有的关注。在国际上， 移植治疗肾病病目前还属于尖端治疗技术，在我国广大肾病患者更是知之甚少，肾病患者在手术前、后都需要特殊的检测和护理，对进行 移植手术的肾病病人除了要进行相应的专门医学护理和跟踪检测外，还要进行相关的肾病心理辅导和个体化精细营养学指导，以提高患者对 移植治疗肾病的正确认识，减低心理压力，增强体质对抗，才能够真正地促进更多肾病患者在术后的快速康复或痊愈。