干细胞作用下的细胞因子和“再生医疗”~脐带血干细胞培养上清液

再生医疗是指

“再生医疗”以iPS细胞为契机受到人们关注。
这种疗法与传统医疗完全不同, 极大改变了以往的概念。

所谓再生医疗,是指通过给皮肤、血管等组织以及心脏、肾脏等内脏器官补充特定的细胞,使因疾病和受伤等而丧失的组织及内脏器官在细胞水平上再生。
普遍认为它能使各组织及内脏器官等恢复到原来状态。

细胞

每个细胞都有一定寿命,长短各不相同。
其中有些细胞具有使丧失的细胞再生的能力。
干细胞”就具备这一特殊能力。

目前应用于再生医疗中的干细胞中有一些就存在于我们体内。它们是能特化形成若干不同组织和内脏器官的“成体干细胞”、由受精卵培育得来的“ES细胞”(胚胎干细胞)以及人工将特定基因导入细胞中所形成的“iPS细胞”。

iPS細胞
这些干细胞当中,最广泛应用于医疗的是“成体干细胞”。
目的在于活用人类体内存有的细胞,与iPS细胞相比安全性更高。
其次,由于iPS细胞是一种多能性干细胞,将基因人工导入细胞中得来,医学界担心会有癌变的风险。

iPS细胞、ES细胞和成体干细胞的差异

要说iPS细胞、ES细胞和成体干细胞的差异,iPS细胞和ES细胞可以说是能够分化成各种组织、内脏器官的万能细胞

ES细胞(Embryonic Stem Cell:胚胎干细胞)是一种从受精后第6/7天的胚胎细胞中提取细胞培养制成的干细胞

Embryonic-Stem-Cell

能分化成神经细胞和皮肤细胞等各种各样的细胞,拥有几乎无限增殖的较强增殖能力。
然而,因其从受精卵(被称之为生命的萌芽)得来,所以会有“以将来会发育为一条生命的受精卵为代价怎么样呢?”这一伦理问题。

其次、iPS细胞(induced pluripotent stem cell:人工多功能干细胞)则能从皮肤、血液等处提取的体细胞培养制成。
将若干基因导入该细胞,人工使之恢复到未分化状态。

2012年,京都大学的山中伸弥教授因发明iPS细胞获得诺贝尔生理学·医学奖。
iPS细胞由世界上首次成功开发iPS细胞的山中伸弥教授命名。

iPS细胞最早诞生于2006年。
作为一种新型多功能干细胞,iPS细胞被视为是实现再生医疗的关键,此外,在弄清病因和开发新药方面也起着重要作用,现在正持续推进研究。

和ES细胞一样,iPS细胞通过培养几乎能实现无限增殖,分化成为肌肉、心肌、神经、肝脏、骨质等各种各样的细胞,被寄予在未来能使内脏器官自生的厚望。

虽说如此,iPS细胞也被叫做万能细胞,朝用途不明的细胞分化或致癌风险等较高,这些也是不争的事实

从成体干细胞看再生医疗的可能性

成体干细胞有若干种类,包括具有造血功能的“造血干细胞”和能分化为组成骨骼、肌肉和脂肪等各种组织和内脏器官的细胞的“间叶系干细胞”等。

由于成体干细胞只能分化为特定细胞,所以它同像iPS细胞、ES细胞一样几乎能分化成为所有细胞的“多功能干细胞”不同。

顺便说一下,此外还有名为“全能性干细胞”的细胞,可以分化成为所有细胞。
它就是受精卵。

骨髓

1970年代,科学家发现骨髓当中存在间叶系干细胞。
期待运用于棘手的脊椎损伤和肝功能障碍等治疗上,为了使骨髓来源“间叶系干细胞”的治疗能够运用到实际,展开了大量临床研究。

但是,骨髓来源间叶系干细胞有一个问题。
能提取的数量是有限的

为此,人们展开了一系列研究课题。比如研究间叶系干细胞的体外培养·繁殖机制,用以确保移植所需用量;建设干细胞培养设施,用以防止感染、异物混入等。

因此,人类脂肪来源间叶系干细胞开始受到人们关注
2001年,与骨髓来源间叶系干细胞具同等功能,能确保产生更多干细胞的人类脂肪来源间叶系干细胞被发现。

以此为契机,近年来已证实,人类脂肪来源间叶系干细胞能分化为神经细胞、肝脏,将人类脂肪来源间叶系干细胞应用于以重建神经、心肌、骨骼为目标的再生医疗的相关研究也在轮番上演。

此外,还发现人类脂肪来源间叶系干细胞具有免疫抑制作用以及在肿瘤内积累的性质。预防成体干细胞移植后排斥反应的研究和活用将癌症基因治疗药运送至患病部位这一功用的研究等也正在进行。

婴儿

间叶系干细胞在婴儿时期大量存在,但随着年龄增长数量减少。
据说新生儿时期拥有的间叶系干细胞占骨髓内部细胞总量的1/10000,随年龄增长人体内间叶系干细胞占骨髓细胞总量的比例如下, 10岁时占1/100000,30岁时占1/400000,80岁时则减少到1/2000000。※1

虽然因年龄差异数量不同,但是因为每个人体内都有干细胞,假设从骨髓和脂肪中提取间叶系干细胞进行培养,分化成目标细胞的话,能作为再生医疗的新材料加以活用。

总之,间叶系干细胞拥有很多的可能性。

干细胞培养过程中分泌的“培养上清液”

采用那种干细胞的再生医疗当中有新手段。
即“培养上清液”。

“培养上清液”是将人体内的干细胞放在培养液中培养时,干细胞所分泌的肽成分

干细胞培养上清液中,干细胞分泌的信息传递物质——蛋白质“细胞因子(生长因子)”约有800种以上。
含有大量细胞因子的培养上清液,担任辅助职责,用于恢复因衰老等而衰败的细胞,对健康、美容有诸多功效。

抗衰老
体内组织及内脏器官受损,细胞因子可促使其中细胞恢复功能,活跃起来。
比如,在炎症恢复、内脏器官和血管的再生、美容改善、抗衰老、毛发再生等方面就有很大的功效。

主要的细胞因子

  • EGF:上皮细胞生长因子
    促进肌肤上皮组织(皮肤、粘膜等)的生长、再生、修复和新细胞的产生。促进皮肤新陈代谢,预防色素沉积、肤色暗沉。
  • IGF:胰岛素样生长因子
    调整细胞内DNA合成。具有辅助坏死细胞再生之功效,借此功效可促进皮肤新生细胞生成,增加胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸含量,恢复肌肤弹性。
  • VEGF:血管内皮细胞生长因子
    在血管新生(从现有的血管分枝伸出形成新血管)方面发挥出重要作用。
  • TIMP:MMP抑制因子
    可抑制由MMP※1产生的组织胶原蛋白和弹性蛋白的分解,预防组织化。
  • KGF:角质细胞生长因子
    约占表皮细胞的80%,可促进角质细胞(主管表皮细胞角质化)的生长、分裂、增殖。调整皮肤新陈代谢,锁住肌肤水分,维持屏障机能,为此承担重要职责。此外,还有效增强毛母细胞的活性。
  • TGF-β1・β3:转化生长因子
    促进像胶原蛋白一样的结缔组织合成、增殖。在细胞组织的再构建、创伤治愈、炎症、免疫等方面发挥重要功效。
  • FGF:纤维芽细胞生长因子
    促进真皮纤维芽细胞分裂,增加胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸含量。有利于皱纹改善、美白、创伤治愈。

 

具有使体内细胞再生机能的干细胞

在这里,让我们再一次试着对干细胞进行思考。

我们的身体大约由37兆个细胞构成,其中皮肤、血液细胞的寿命特别短,需要不断地有新细胞加入替换。
使丧失的细胞再生,补充新细胞,维持体内各组织运转的就是干细胞。

干细胞

干细胞拥有的能力

自我复制能力
干细胞重复分裂,促使其能够创造和自身同形态同机能的细胞。

多向分化能力
根据需要可以变化为体内各种各样的组织细胞

干细胞有使损失的细胞重生并补充新细胞的作用。

因此,遍布全身的干细胞游走于血管和淋巴管之间。
接收到受损伤部位细胞的求救信号后,往该处移动。这叫做“归巢效应”、是干细胞的特性之一

干细胞在目标场所集合分裂变身成为新的组织、血管等所需细胞。
变化为骨骼、脂肪、神经等,使特定部位恢复、再生。

前面介绍过的干细胞培养上清液。
其中发挥重要作用的是细胞因子

细胞因子在干细胞分泌的细胞间担任信息传递的工作,在细胞增殖、细胞分化、细胞修复机能的发现、免疫调节、抑制炎症反应等方面起着多种多样的作用。

应用于再生医学的细胞因子,用于衰老和受到外部损伤的细胞机能恢复。

源自干细胞的培养上清液※

  • 源自乳齿齿髓干细胞
  • 源自骨髓干细胞
  • 源自脂肪干细胞
  • 源自脐带血干细胞

 

通过“‘脐带血’干细胞培养上清液”进行治疗

我们在此介绍一下,源自干细胞的培养上清液之一,最近备受瞩目的“源自脐带血干细胞”的培养上清液。

脐带是肚脐的开端。
其中含有婴儿成长必需的血液“脐带血”。
脐带内的血液含有的干细胞,可以通过过反复的增殖、分化等生成生物体组织、血液等物质。

新生儿

也就是说,脐带血内的干细胞有很强的再生能力

在脐带血干细胞培养上清液疗法中,可以从婴儿脐带提取脐带血干细胞培养,使用从中分泌的细胞因子
细胞因子有多重功效,可形成体内各组织等,可获得各种效果。

尤其在美容和抗衰老领域应用广泛。

可靠干细胞培养上清液疗法改善的症状

  • 肌肤暗沉
  • 色斑、雀斑
  • 干性肌肤
  • 红脸膛
  • 黑眼圈
  • 小皱纹
  • 毛孔黑头
  • 脸部线条等松弛
  • 粉刺
  • 痘印等色素沉积
  • 特应性皮炎
  • 秃头
  • 勃起功能障碍 等

 

含有胶原蛋白、透明质酸、胎盘等公认对美容和抗衰老有显著成效的物质。
利用细胞因子治疗的主要手段有营养辅助食品、点滴、注射等。

最近,又诞生了一种新疗法,也能获得以上的效果。这就是“脐带血干细胞培养上清液疗法”。

与胎盘相比较的话,胎盘可以说是母亲的血液。
婴儿血液–脐带血要有更强的再生能力。

“再生医疗”能激发出自身体内的力量

干细胞培养上清液疗法是使用培养拥有再生机能的干细胞的“再生医疗”

运用每个干细胞的特有机能,使组织和内脏器官内的细胞重生。
再生医疗的这种新疗法,可以使体内细胞状态复原。

年龄增长

每个人都无法避免的衰老现象。
比如,感觉、神经、骨骼衰退,免疫力低下,皮肤和肤质状况下降。
这些变化都是细胞机能的老化引起。之所以这么说,是因为随着年龄增长细胞的数量会减少。

干细胞疗法可以使老化倒退,重现年轻的身体。

毫无疑问再生医疗是一种“再次激发自身体内失去的力量的医疗”。

※1)“利用间叶系干细胞实现内脏器官再生”

※2)MMP(基质金属蛋白酶):
分解胶原蛋白、蛋白多糖、弹性蛋白等细胞间的蛋白质的一种酵素。研究显示,MMP的异常表现通常和癌症、炎症、多发性硬化症、牙周炎等各种各样的疾病相关。

※3)
培养上清液:
含有细胞因子之外的生长因子等有效成分,是一种细胞再生活性物质。

 

博客记述者

博客记述者

理事长 松山 淳

毕业于杏林大学医学部医学科。曾任庆应义塾大学医学部助理、医学部附属厚生女子学院(现:庆应义塾大学看护医疗学部)讲师、国立医院临床研究部病理室长等,后在美国抗衰老医学研究所、诊所进修。现为日本首位抗衰老专家,担任美国雅典娜诊所国际抗衰老部门的部长以及日本多家抗衰老医疗研究所、诊所的医学顾问。