一文读懂--干细胞与免疫细胞之间的“兄弟情谊”

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生命，是逐渐衰老的过程

老化，是生命的最终走向

一直以来，

人类都在试图与自然规律抗争

希望百病不侵，长生不老，

拥有不老容颜更是万千女性的梦想。

直到今天，

随着现代生物医学技术 的高速发展

细胞技术的研究与应用，

赋予了人类延缓衰老，打开健康宝库的金钥匙

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众所周知，我们的身体是由一个个细胞构成的，人体细胞约有40万亿-60万亿个，它们一直在不断地变化发展，极其精密复杂，而又高度有序。在人体这座细胞构筑的城堡中，有两大类细胞最值得我们为之点赞——干细胞和免疫细胞。但很多人仍然有很大的疑问，干细胞与免疫细胞有什么区别以及两者之间关系会是怎样的呢？

• 什么是干细胞和免疫细胞？

干细胞是一类具有自我更新和多种分化潜能的细胞，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”。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞（专能干细胞）。

免疫细胞，俗称“白细胞”，是指与免疫应答有关的所有细胞，主要包括T细胞、B细胞、杀伤细胞（K细胞）、自然杀伤细胞（NK细胞）、单核吞噬细胞等。

• 干细胞是建设者，免疫细胞是防卫兵

如果把人体比作城堡，那么干细胞对生命成长发育的重要性就如同建筑中用到的钢筋水泥等基本原材料。它是构筑人类形态的原始细胞，通过分化源源不断地提供新生细胞，根据需要发育成人体内各种类型的组织和器官。

当框架搭建好之后，后期的添砖加瓦等维修工作也是靠干细胞来支持的。因为数量非常丰富，可塑性极强，又被医学界称为“万能细胞”。

当城堡竣工后，就需要部署强大的安保体系——免疫系统。而免疫细胞正是免疫系统的核心，众多类别的免疫细胞在人体内分区驻扎，各司其职，共同组成了一支强悍的“超能陆战队”。

当有外敌入侵时，如细菌和病毒，免疫系统就会派出作战士兵，快速反应，将其清除。如果系统中出现叛变分子，如癌细胞，前线部队就会主动出击，将其识别并清除。但是，当安保体系的成员不足或是叛变分子实在过多，很多任务无法完成时，我们的身体就会生病。

不幸的是，随着我们变老，体内的干细胞和免疫细胞的数量与能力都会不断减弱，久而久之疾病也就随之而来。幸运的是，科学家开发了基于干细胞和免疫细胞的生物医学技术，为我们的健康保驾护航。

• 两者如何分类

按照分化潜能分类，干细胞分为：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

如果把人体比喻为一棵树，深埋大地的种子就是全能干细胞，可以分化出完整的人体，就如同种子可以发育成长为一颗参天大树；

大树的主要枝干可以比喻为多能干细胞，主要成员间充质干细胞，可以分化为神经细胞、心肌细胞、肝细胞、肌肉细胞、软骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞、血管内皮细胞等多系统的功能细胞，就如同每个树冠能生出的葱郁的枝桠、树叶和果实；

末端的枝干是专能干细胞，如造血干细胞，只能分化为血液系统的红细胞、白细胞、血小板等，就如同末端枝干能生长出果实和树叶。

人体成熟的功能细胞，如皮肤细胞，心肌细胞、肾细胞等，就如同大树枝桠末端的叶子和果实，随着季节的变化不断凋零，需要干细胞不断分化补充和更新，以维持生命的运转。

接下来说一下免疫细胞，主要阐述一下目前临床应用较多的自然杀伤细胞、细胞因子诱导的杀伤细胞和最近特别火的CAR-T细胞（指的是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法）。

NK细胞是固有免疫，可以随时清除体内衰老、变异的细胞，就像是警察，随时维持社会治安。

CIK细胞是进一步增强自身免疫力，弥补NK细胞的相对不足，就像是坏人太多就需要武警出动来帮忙。

CAR-T是肿瘤蛋白基因修饰的免疫T细胞。在肿瘤细胞被NK细胞和CIK细胞追杀的过程中，有些肿瘤细胞在战争中学会伪装自己，不再被NK和CIK细胞识别。于是就有了CAR-T，可以靶向性杀死这些狡猾伪装的肿瘤细胞。因此，CAR-T就像是带走明确任务的军队，能够彻底歼灭敌人。

需要注意的是，目前CAR-T只能用于治疗部分血液肿瘤患者，还不能用于实体肿瘤的治疗，如肺癌、肝癌、乳腺癌等。

免疫细胞如何与干细胞“交流”？

肠道干细胞巢（ISC niche）是研究哺乳动物干细胞微环境的最典型“案例”。

肠道干细胞分化、迁移的速度异常快速，这主要得益于肠道特有的潘氏细胞（Paneth cells）。潘氏细胞是一类位于小肠、防御微生物侵犯的特殊细胞，由肠道干细胞分化而来，保留在干细胞巢内，负责分泌一种维持肠道干细胞生命力的关键蛋白质。研究证实，潘氏细胞一旦失活，肠道干细胞功能几乎完全丧失。

除了干细胞巢里的细胞，干细胞定期还会与免疫细胞互作。作为防御入侵病原体的主要防线，免疫细胞被认为是维持体内稳态、促进损伤愈合的关键元素。值得注意的是，免疫细胞对于干细胞的影响并不单一，要根据物种、发育阶段、受损器官或组织、受伤程度、干细胞池特性而具体分析。

在某些情况下，免疫细胞甚至会攻击正常组织，促进癌变细胞的增殖和扩散。掌握免疫系统对于干细胞功能发挥的影响，有利于科学家们更好的应用干细胞治疗多种疾病，例如贫血、多发性硬化症、肌肉萎缩症和心脏衰竭。

• 免疫细胞参与干细胞分化：维持体内平衡

维持体内平衡的重要分支是细胞的持续更新，而干细胞巢内的免疫细胞对于细胞更新过程至关重要,骨髓中的巨噬细胞被证实直接与红血球母细胞（erythroblast）互作。

如果这种直接互作过程受阻，红血球母细胞将不能正常成熟，补充血液中的红细胞，最终易引发再生障碍性贫血。

大脑神经发生曾被认为仅仅发生于胚胎和妊娠后期，现有研究证实这一神经干细胞再生的过程贯穿于整个成年时期，且发生在大脑海马齿状回和侧脑室下区，因为这两个区域是神经干细胞的聚集地。

神奇的是，科学家发现免疫细胞参与调节海马体记忆和学习功能。

免疫细胞也参与青春期乳腺发育过程。出生时，乳腺由脂肪垫和小导管组成。进入青春期后，在卵巢激素的刺激下，乳腺导管向外增生。

同时，不同的免疫细胞（肥大细胞、嗜酸粒细胞、巨噬细胞）会迁移至导管周围区域。其中，肥大细胞分泌降解蛋白的丝氨酸蛋白酶，该酶调控乳腺导管周围胶原纤维的降解和重组。

巨噬细胞负责清理凋亡细胞碎片，直接作用于乳腺干细胞，但是其作用机理并不清楚。

总结上述对于骨髓、乳腺、大脑的研究，我们可以发现干细胞巢中的免疫细胞会调控干细胞功能的行使，维持细胞增殖和凋亡的“收支平衡”。

免疫细胞与干细胞“合作”：应对伤害

验证免疫细胞和干细胞合作的最佳“案例”也许是骨骼肌损伤修复：

首先，免疫细胞负责清除受损的肌肉纤维。

随后，嗜酸性粒细胞促进纤维/脂肪母细胞（FAPs）生成纤维细胞和脂肪细胞，进一步分泌胶原蛋白和生长因子激活肌肉纤维再生。

同时，T细胞分泌双调蛋白（amphiregulin），该蛋白参与肌肉干细胞“卫星细胞”（satellite cells ）的分化，促进新肌肉细胞生成。

• 总结

干细胞有着非凡的自我更新、多向分化的能力，且对于机体生存不可或缺。为了扮演好它们在组织再生、修复中的角色，干细胞依赖于周围环境提供的信号，包括免疫细胞。当下，研究进程正处于黎明阶段，我们已经开始解析不同免疫细胞与干细胞之间的关联，这对于利用干细胞治疗、治愈疾病有着重要意义和前景。