第二章 再生
人体中大多数细胞,如红细胞和皮肤细胞,都有特定的功能。干细胞通过分裂和增殖可以转化成任意一种细胞。胚胎干细胞具有多能性,可分化为人体内任意的细胞或组织。胚胎发育成胎儿的过程中,胚胎干细胞分化为体内所有的基本器官。刚出生时,新生儿绝大部分的细胞都是特化细胞,只有很少一部分是干细胞。在成人体内,干细胞扮演着修复系统的角色,补充特化细胞,维持血液、皮肤、肠道组织的新陈代谢。成体干细胞是多能的,它们只能分化为某些特定的细胞,而非所有细胞。随着我们年龄的增长,干细胞可以使我们大部分器官再生。干细胞每隔一周便会再生一批免疫细胞。所以,如果干细胞消失不见,那我们很有可能迅速死于感染。
干细胞的治愈力量
1945年日本原子弹爆炸的一些生还者在不久之后还是去世了,原因就是核辐射破坏了他们体内骨髓细胞再生骨髓的能力。1961年,两名来自加拿大的研究人员詹姆斯·提尔和欧内斯特·麦卡洛在骨髓中发现了干细胞,并确认这些干细胞可以再生血细胞。他们还发现,倘若及时注射干细胞,便可挽救暴露在致死辐射量下的实验动物。
他们的发现带动了骨髓移植的发展。有些癌症患者骨髓中的干细胞已经被化疗和放疗破坏,骨髓移植可以挽救他们。没有了干细胞,他们的免疫系统就会崩溃,让他们死于大面积感染。通过将捐助者的干细胞植入癌症患者体内,可以帮助癌症病人重建免疫系统。
干细胞仅占人体中37.2万亿细胞总量的0.002%,即十万分之二。它们构成了体内可再生的健康防御系统,能够根据人体的需要修复、替换死亡和受损的细胞,再生形成新细胞。在受伤或患有疾病时,体内的干细胞可以重新形成新组织,帮助身体战胜疾病。最近的研究表明,摄取合适的食物可以帮助人体增加干细胞数量,增强干细胞的功能。我们可以通过吃来保护心脏、敏锐心智、治愈伤痛、保持青春活力。
干细胞和伤痛
成体干细胞隐匿在一些叫作干细胞壁龛的特殊位置,它们存在于许多组织器官中。骨髓内储备着至少三种类型的干细胞。造血干细胞分化成血细胞;间充质干细胞是肌肉、脂肪、软骨、骨骼和其他非血液组织的前身;内皮祖细胞(EPC)在器官再生时促进新血管的形成。
我们受伤时,受损细胞会释放出促生长信号,将干细胞召唤到受伤处,再生机体组织。这些促生长因子同样刺激血管再生细胞构建新生血管,为组织再生提供营养物质。
干细胞受损的原因
吸烟
人们吸烟时产生的缺氧会使干细胞涌入血液。因此,吸烟会损耗储存在骨髓中的干细胞,导致可用于再生和修复的干细胞数量降低。吸二手烟的后果几乎同样严重。
酗酒
酒精会毒害胚胎中的干细胞,还会损伤干细胞的再生能力。酗酒会降低大脑干细胞制造神经元的活性。而这对大脑的记忆中心——海马体影响更甚。好消息是停止酗酒便可逆转损害。
衰老
随着年龄的增长,我们骨髓中的干细胞越来越少,现存干细胞的活性也会大不如前。
高胆固醇
高胆固醇会损伤干细胞的功能。然而,并非所有胆固醇都会导致这一结果。奶制品富含高密度脂蛋白(HDL),可以保护干细胞,还可以防止动脉粥样硬化。
慢性病
I型和II型糖尿病患者干细胞较少,且体内的干细胞无法发挥作用。I型糖尿病是由于自身免疫造成的,免疫系统摧毁了自身产生胰岛素的细胞,导致身体无法产生胰岛素。II型糖尿病是胰岛素抵抗导致的,即人体对胰岛素不敏感。没有了胰岛素来调节血糖,两种糖尿病患者的血糖水平都会变得很高。干细胞无法在高糖环境中再生。研究表明,非糖尿病患者干细胞再生的能力是糖尿病患者的2.5倍。
糖尿病如今非常常见,世界上有超过4.22亿人患有此病。糖尿病是心脏病、中风、失明、肾衰、久伤不愈、下肢截肢致残的主要原因。这些并发症均和干细胞功能障碍有关。
周围血管疾病是一种严重的并发症,发生于长期患有糖尿病的人群中。在这种情况下,动脉严重阻塞,腿部供养受阻。腿部细胞缺氧坏死,导致皮肤溃烂,伤口难以愈合,即缺血性小腿溃疡。由于糖尿病患者伤口愈合缓慢,一旦感染,便会导致坏疽。医生往往只能给患者截肢保命。患有糖尿病血管并发症的患者体内干细胞数量比常人少47%。那些体内干细胞数量极少的人还会患上缺血性糖尿病足部溃疡。这表明干细胞对于伤口的愈合和修复具有非常重要的作用。而这一切都告诉我们,控制好血糖,干细胞才会更加健康。
增加干细胞的益处
干细胞在人体的心血管系统中具有独特的保护作用。受损组织的血管壁上会形成斑块,干细胞则能修复受损组织,从而减少斑块堆积。保持干细胞健康可以减少斑块堆积,防止心血管疾病的发生。研究表明,拥有较高水平内皮祖细胞的人,其死于心血管疾病的概率会降低70%。
有一种干细胞叫作少突胶质祖细胞,可以修复再生神经元。还有一种干细胞叫作造血干细胞,其产生的小胶质细胞可以清除引起阿尔茨海默症的β-淀粉样斑块。科学家发现,名为SDF-1的蛋白质可将造血干细胞引入大脑,产生更多小胶质细胞,清除大脑中的淀粉斑块。
干细胞在医疗上的应用
用于再生医学的干细胞来自骨髓、血液、脂肪和皮肤。诱导多能干细胞(iPSC)能让科学家们获得源源不断的人体细胞用于治疗。
一些再生治疗技术诱导患者自身干细胞发挥作用。有些外科医生使用胎盘的薄膜,即羊膜,来愈合伤口。羊膜内含超过256种促进生长再生的因子和激素,能够吸引干细胞。临床实验表明,相较于传统的伤口护理技术,使用这种薄膜治愈糖尿病足溃疡和静脉溃疡的效果更好。
另一种诱导患者自身干细胞的治愈方法是将超声波作用于皮肤。科学家们已将此方法用于治疗褥疮。这种疗法旨在恢复皮下受损组织。超声波将干细胞召集到皮下深层的受损组织部位,促进血液循环,治愈伤口。
食物可以增强干细胞的活力,提高内部再生和自愈的能力。无论你是身体健康,还是患有严重的慢性病,都可以通过饮食来引导干细胞,帮助你由内而外的自愈。
再生所需的发生条件
很多种情况下,人体都需要大量干细胞来保持健康。其中包括多种随衰老而来的疾病,如帕金森氏症和阿尔茨海默症。还有心血管疾病、外周动脉疾病、慢性创伤、脑功能障碍、癌症和骨质疏松症等常见疾病。