3.2 干细胞相关治疗
（1）干细胞移植
干细胞（stem cells）是一类具有自我复制能力（self-renewing）的多潜能细胞，在一定条件下，可以分化成多种不同器官的功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞（embryonic stem cell）和成体干细胞（adult stem cell）。在健康医学中使用的干细胞根据分化潜能分为三类：全能干细胞（totipotent stem cell）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。
·胚胎干细胞
胚胎干细胞是从人胚胎胚囊阶段的内层细胞群衍生的细胞。胚囊是4～5 天的人早期胚胎，由50～150 个细胞组成。胚胎干细胞是全能的，在发育过程中可形成三种基本胚层：外胚层、内胚层和中胚层。内胚层可发育成全部内脏和肺，外胚层产生神经系统和皮肤，中胚层产生肌肉、骨骼和血液。换句话说，在足够的专一性刺激下，胚胎干细胞可发育成200 多种体细胞。
人胚胎干细胞也可定义为特异性地表达几种转录因子和细胞表面蛋白，转录因子Oct-4、Nanog 和Sox2 形成主要调节网络，确保引发分化的基因受到抑制，以维系多能性。用于鉴定人胚胎干细胞的细胞表面抗原是阶段特异性胚胎抗原3、4 和Tra-1-60 及Tra-1-81。
·诱导多能干细胞
2006年，日本科学家Shinya Yamanaka 发现向小鼠体细胞转入胚胎干细胞特异因子（OCT4，SOX2，KLF4，c-MYC）可以完成体细胞的重编程，即可使成体细胞去分化，使之成为多能干细胞，重新获得分化成多种细胞的能力。这种干细胞称为诱导多能干细胞（iPS）。在此之后，细胞重编程领域普遍认为向目标细胞状态的转变需要依赖于在目标细胞中特异高表达因子的诱导。因此目前发现的能在细胞重编程中发挥作用的因子，均在胚胎干细胞中高表达并且与细胞干性维持紧密相关。Yamanaka 获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
传统观点认为分化因子与干性因子是相互拮抗、相互抑制的。干性基因在胚胎干细胞中高表达，抑制分化基因；分化基因在胚胎干细胞中不表达或低表达，高表达这些分化因子将抑制干性因子，破坏胚胎干细胞多能性的状态，导致其分化。
2013年北京大学邓宏魁教授团队通过大规模筛选发现，细胞重编程中至关重要的干性因子OCT4 能够被调控中内胚层（ME）发育和分化的因子（如GATA3，GATA6，PAX1）代替；SOX2 能够被调控外胚层（ECT）发育和分化的因子（如GMNN）代替。他们根据这一发现创新性地建立了“跷跷板模型”，该模型可更好地理解中胚层基因和外胚层基因在重编程过程中相互抑制和相互平衡的关系，这种关系可能决定了细胞命运的维持和改变。这一模型提供了诱导体细胞重编程的其他方法的预测，甚至还有一个出乎意料的模拟结果：如果同时过表达中内胚层和外胚层基因，就可以达到平衡，从而同时替代SOX2 和OCT4。
进一步的实验结果也证实了这一可能，首次实现了用ME 分化因子和ECT分化因子同时替代细胞重编程过程中最关键的两个干性因子OCT4 和SOX2。这一发现改变了向目标细胞状态的转变，为研究细胞命运转变提供了新的视角，为理解细胞重编程和细胞命运决定的机制提供了新的认识。2013年5 月23 日，邓宏魁等人这项成果的研究论文，以“Induction of pluripotency in mouse somatic cells with lineage specifiers”为题在美国Cell 期刊以封面文章形式发表［57］。
·成体干细胞
成体干细胞属于多能或单能干细胞，数量较小，但确实存在于脐带血和许多组织中。骨髓是成体干细胞的重要来源之一。成体干细胞已用于许多疾病的治疗，如脊髓损伤、肝硬化、心脏衰竭等。骨髓干细胞的数量随着年龄下降，在育龄女性中比在相同男性中数量较少。目前成体干细胞的研究主要集中在这种干细胞的无限分裂或自我复制的能力以及分化潜能（图7.9）。
图7.9 干细胞分裂和分化。A.干细胞；B.祖细胞；C.分化的细胞；1.干细胞对称分裂；2.干细胞非对称分裂；3.祖细胞分裂；4.终端分化
大多数成体干细胞有种系局限性，一般通过其组织来源进行命名，如间充质干细胞、脂肪干细胞、内皮干细胞、造血干细胞、牙髓干细胞等。
人自体成体干细胞有三个来源：①骨髓。需要进行收集抽提；②脂肪组织（脂肪细胞）。需要通过脂肪抽吸进行抽提；③血液。需要从捐赠者抽提血液，经由机器抽提干细胞，再将血液的其他部分回输到捐赠者。
干细胞移植可治疗的疾病种类很多，包括治疗心脏病（增强心脏修复功能）、卵巢功能早衰、抗感染、帕金森病、不孕症、肺部疾病、眼部灼伤导致的中至重度角膜缘干细胞缺乏症、脂肪肝、镰刀型贫血症、胃肠道神经疾病、修复放射性损伤、乳腺癌脑转移、黄斑变性等［58-59］。干细胞与基因组编辑技术的结合，也已在治疗地中海贫血等遗传病方面取得重大进展［60］，这些新技术在健康医学中也得到了广泛应用。
（2）干细胞激活素与干细胞分泌因子
·干细胞激活素
是一种特定的干细胞（胎儿干细胞）在体外增殖分化过程中分泌的活性物质，主要包括三类活性分子： ①基因表达调节蛋白，包括转录因子和DNA 结合蛋白，这些蛋白可调节信使RNA 的产生，在基因转录水平影响基因表达；②参与细胞周期和细胞分裂的激活因子，这些激活因子可靶向并激活处于休眠状态的成体干细胞，使其分裂和活化，修复受损的细胞或使器官再生；③各种营养物质，包括ATP、肽或氨基酸，为干细胞的生存、复制和激活提供能量来源。
包括这三类活性分子的干细胞激活素，可使处于休眠状态的干细胞激活，进而大量自我复制，增加成体干细胞的数量，这些成体干细胞可源源不断地产生新的分化的细胞；这些新的分化细胞可修复因各种应激源，如炎症、外伤或其他各种疾病造成的细胞损伤，使组织器官再生，恢复和提高受损的脏器功能，使衰老的速度减慢甚至逆转衰老，使机体保持青春活力状态。
干细胞激活素的特点：
①同源性（安全性）。同种来源，不产生免疫排斥反应，可以安全地在人体内发挥激活作用；②靶向性（特异性）。特异性针对需要修复或发生病变的组织细胞，靶向性发挥作用；③多能性。可激活体内多种组织的成体干细胞，修复各种受损的组织器官，使这些器官的功能得以恢复和改善；④调动机体的自组织修复机制，切断超负荷的应激源，治疗各种慢病，如通过β-胰岛细胞再生治疗糖尿病；通过心肌细胞再生治疗心脏病；通过神经元再生治疗老年痴呆/帕金森病；通过T、B 淋巴细胞再生提高免疫力，增强机体抗肿瘤能力；通过成骨细胞再生治疗骨质疏松；通过上皮细胞再生达到美容和从内到外整体抗衰老效果。
·干细胞分泌因子
干细胞分泌因子是在人胚胎干细胞以及成体干细胞（如造血干细胞、神经干细胞、肝脏干细胞、皮肤干细胞等）增殖分化过程中分泌出的物质，包括各种生长因子、蛋白质、活性多肽、氨基酸、微量元素等［61］。使用多种现代生物分子分离技术，对这些分泌因子进行分离纯化，制备成符合健康医学使用要求的制剂。
根据10 多年来已接受干细胞分泌因子治疗的579 人的临床数据，没有发现任何毒副作用，证实了分泌因子的长期安全性。
干细胞分泌因子的药理和药效有①激活机体干细胞；②调整内分泌；③活化免疫细胞，增强免疫功能；④清除自由基防止氧化；⑤抑制糖基化产物的生成；⑥消炎作用，改善机体炎症状态；⑦安定精神、改善睡眠、给机体充分的自愈时间。