1 .什么是祖细胞
在生物的身体中,“进行分化”的细胞不仅仅是干细胞。 一种叫做祖细胞( Progenitor cell )的细胞也具有分化的能力。
那么,祖细胞和干细胞有什么不同呢?
虽然祖细胞在现阶段没有明确的定义,但是在说明祖细胞和干细胞时,以下几点很重要。
干细胞处于未分化状态,根据各种刺激、条件开始分化。
开始分化的干细胞不是一下子进行分化,分化成目标细胞。
干细胞一旦分化为祖细胞,其祖细胞就会分化为目标细胞。
也就是说,祖细胞是即将分化为最终分化细胞的前体细胞。
综上所述,可以说存在于干细胞和最终分化细胞之间的就是祖细胞。
由此,由于祖细胞是分化完成细胞之前的细胞,所以并不是什么都可以分化,分化的方向是决定的。
但是,干细胞中也存在不具有全能性,只能向某个方向分化的干细胞,这使得干细胞和祖细胞的边界线更加复杂。
例如,胚胎干细胞具有多能性,而成体干细胞在分化能力上受到一定程度的限制。
成体干细胞的代表例子有皮下脂肪内含有的脂肪干细胞,但该脂肪干细胞只要不进行人为加工,就不能分化为心肌细胞等。
因此,这样的成体干细胞和祖细胞有什么不同? 这样的话,现状是边界线变得模糊。
成体干细胞、祖细胞都不具有多能性,被认为是少能性,因此有时也将其作为同一物质来处理,也有意见认为多数成体干细胞应该作为前体细胞来处理。
尽管如此,从干细胞到最终分化细胞的过程中出现的前体细胞,准确地说与成体干细胞不同的意见有所增加。
而且由于前体细胞自身复制能力受到限制,因此与前体细胞相比,自我复制能力限制较松的成体干细胞还是不同的。
2 .祖细胞的作用
祖细胞有迅速交换受伤细胞、老化细胞的作用。
细胞发生问题时,与其从干细胞分化出来,不如随时准备离最终分化细胞只差一步的前体细胞,这样可以迅速进行细胞交换。
一些前体细胞通过血流等途径输送到全身,这样的前体细胞经常在体内随着血流循环,在有必要时马上分化为目标细胞进行修补。
所以,在再生医疗中,前体细胞也备受瞩目。
由于干细胞的分化能力很高,有时即使移植也难以在组织等处固定。
其理由是,对该组织来说,虽然干细胞将来有分化成与自己相同的细胞的能力,但在分化前的阶段,性质等过于不同,因此有着无论如何也无法固定、排除的方向工作的倾向。
乳房重建等使用的脂肪干细胞与具有多能性的干细胞不同,是只分化为脂肪系细胞的干细胞。因此,乳房重建时可以通过添加大量脂肪干细胞进行移植来促进固定,从而重建乳房。
由于前体细胞与脂肪干细胞道理相同,将来分化为与我们相同的细胞的命运表现在细胞的性质等方面,因此移植时可以期待着固定率的提高。
在需要细胞移植的治疗时,人工诱导干细胞分化至祖细胞阶段,决定了一定程度的分化方向性,但在分化中具有柔软性的状态下移植的方法近年来开始使用。
前体细胞被认为是与干细胞一样对再生医疗有用的细胞,到前体细胞的分化诱导方法,以及在前体细胞的状态下保持一定时间(因为想在不分化为最终分化细胞的状态下移植)的方法等都在广泛研究中。
3 .祖细胞的例子
这里举几个祖细胞的例子。
骨髓间充质细胞和表皮基底层的细胞,在构成的细胞群中,约10%是祖细胞,但由于该前体细胞自身再生能力和分化能力较高,有时被分类为干细胞。
肌肉中存在的卫星细胞是分化为肌肉细胞、治愈创伤所需的祖细胞。
能够分化为成骨细胞、软骨母细胞的祖细胞主要包含在骨膜中。
特别重要的、正在广泛研究的祖细胞有以下3种:
1型糖尿病的治疗备受期待的是胰脏的祖细胞。
对于骨折、伤口治愈很重要的祖细胞是血管祖细胞和血管内皮祖细胞。
在各种大脑相关研究中备受瞩目的是神经祖细胞。
这三个细胞中,最引人注目的是神经祖细胞。
神经祖细胞是神经系统的未分化细胞,但有时也可以被分类为干细胞。
大脑皮质的神经细胞中含有很多谷氨酰胺活动性的神经细胞,这个神经细胞中分化有未分化型祖细胞、中间型祖细胞、oRG祖细胞这3种细胞。也就是说,形成了在一种最终分化型细胞中,可以分化成三种祖细胞的系统。
大脑是哺乳类大脑的特征部分,在胎儿期的发生研究中,神经的未分化型祖细胞可以和神经干细胞同义对待。也就是说,未分化型祖细胞几乎可以称为神经干细胞。
另一方面,中间型祖细胞是形成大脑皮质层非常重要的细胞,而且区域形成也是如果没有这个细胞的功能就无法完成的。并且,有人指出,中间型祖细胞增殖活跃,这可能是包括我们人类在内的灵长类的大脑皮质表面积所必须的。
也就是说,为了形成进行高度信息交换和信息处理的灵长类大脑,需要使用多个祖细胞,相反的说法是,可以利用多个神经祖细胞形成我们灵长类的高度大脑皮质。
一般来说,粗略的分类认为,脑室面分裂的是未分化型神经祖细胞,非脑室面分裂的是中间型神经祖细胞。
虽然需要对这些细胞的功能进行进一步的研究,但是在大脑相关疾病的治疗中,这些祖细胞的功能备受瞩目,可以用于事故引起的脑损伤、痴呆症等的治疗。
4 .干细胞与祖细胞的界线
如上所述,干细胞和祖细胞的区别很模糊,有些情况是混淆使用的。
这不可否认的是,在研究中有“与作为祖细胞相比,作为干细胞更合适”的部分。
这是因为,在研究资金筹措时,祖细胞作为资金筹措的研究主题,其影响很弱,所以还没有到最终分化的形态,也就是说,从现在的状态来看,其可以说是干细胞这个词的满足,这是原因之一。
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