一文讀懂--幹細胞與免疫細胞之間的“兄弟情誼”

眾所周知，我們的身體是由一個個細胞構成的，人體細胞約有40萬億-60萬億個，它們一直在不斷地變化發展，極其精密複雜，而又高度有序。在人體這座細胞構築的城堡中，有兩大類細胞最值得我們為之點讚——幹細胞和免疫細胞。但很多人仍然有很大的疑問，幹細胞與免疫細胞有什麼區別以及兩者之間關系會是怎樣的呢？

什麼是幹細胞和免疫細胞？

幹細胞是一類具有自我更新和多種分化潛能的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫學界稱為“萬用細胞”。根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。根據幹細胞的發育潛能分為三類：全能幹細胞、多能幹細胞和單能幹細胞（專能幹細胞）。

免疫細胞，俗稱“白細胞”，是指與免疫應答有關的所有細胞，主要包括T細胞、B細胞、殺傷細胞（K細胞）、自然殺傷細胞（NK細胞）、單核吞噬細胞等。

幹細胞是建設者，免疫細胞是防衛兵

如果把人體比作城堡，那麼幹細胞對生命成長發育的重要性就如同建築中用到的鋼筋水泥等基本原材料。它是構築人類形態的原始細胞，通過分化源源不斷地提供新生細胞，根據需要發育成人體內各種類型的組織和器官。

當框架搭建好之後，後期的添磚加瓦等維修工作也是靠幹細胞來支持的。因為數量非常豐富，可塑性極強，又被醫學界稱為“萬能細胞”。
當城堡竣工後，就需要部署強大的安保體系——免疫系統。而免疫細胞正是免疫系統的核心，眾多類別的免疫細胞在人體內分區駐紮，各司其職，共同組成了一支強悍的“超能陸戰隊”。

當有外敵入侵時，如細菌和病毒，免疫系統就會派出作戰士兵，快速反應，將其清除。如果系統中出現叛變分子，如癌細胞，前線部隊就會主動出擊，將其識別並清除。但是，當安保體系的成員不足或是叛變分子實在過多，很多任務無法完成時，我們的身體就會生病。
不幸的是，隨著我們變老，體內的幹細胞和免疫細胞的數量與能力都會不斷減弱，久而久之疾病也就隨之而來。幸運的是，科學家開發了基於幹細胞和免疫細胞的生物醫學技術，為我們的健康保駕護航。

兩者如何分類

按照分化潛能分類，幹細胞分為：全能幹細胞、多能幹細胞和專能幹細胞。如果把人體比喻為一棵樹，深埋大地的種子就是全能幹細胞，可以分化出完整的人體，就如同種子可以發育成長為一顆參天大樹；大樹的主要枝幹可以比喻為多能幹細胞，主要成員間充質幹細胞，可以分化為神經細胞、心肌細胞、肝細胞、肌肉細胞、軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、血管內皮細胞等多系統的功能細胞，就如同每個樹冠能生出的蔥鬱的枝椏、樹葉和果實；末端的枝幹是專能幹細胞，如造血幹細胞，隻能分化為血液系統的紅細胞、白細胞、血小板等，就如同末端枝幹能生長出果實和樹葉。

人體成熟的功能細胞，如皮膚細胞，心肌細胞、腎細胞等，就如同大樹枝椏末端的葉子和果實，隨著季節的變化不斷凋零，需要幹細胞不斷分化補充和更新，以維持生命的運轉。
接下來說一下免疫細胞，主要闡述一下目前臨床應用較多的自然殺傷細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞和最近特別火的CAR-T細胞（指的是嵌合抗原受體T細胞免疫療法）。
NK細胞是固有免疫，可以隨時清除體內衰老、變異的細胞，就像是警察，隨時維持社會治安。
CIK細胞是進一步增強自身免疫力，彌補NK細胞的相對不足，就像是壞人太多就需要武警出動來幫忙。

CAR-T是腫瘤蛋白基因修飾的免疫T細胞。在腫瘤細胞被NK細胞和CIK細胞追殺的過程中，有些腫瘤細胞在戰爭中學會偽裝自己，不再被NK和CIK細胞識別。於是就有了CAR-T，可以靶向性殺死這些狡猾偽裝的腫瘤細胞。因此，CAR-T就像是帶走明確任務的軍隊，能夠徹底殲滅敵人。
需要注意的是，目前CAR-T隻能用於治療部分血液腫瘤患者，還不能用於實體腫瘤的治療，如肺癌、肝癌、乳腺癌等。免疫細胞如何與幹細胞“交流”？腸道幹細胞巢（ISC niche）是研究哺乳動物幹細胞微環境的最典型“案例”。腸道幹細胞分化、遷移的速度異常快速，這主要得益於腸道特有的潘氏細胞（Paneth cells）。潘氏細胞是一類位於小腸、防禦微生物侵犯的特殊細胞，由腸道幹細胞分化而來，保留在幹細胞巢內，負責分泌一種維持腸道幹細胞生命力的關鍵蛋白質。研究證實，潘氏細胞一旦失活，腸道幹細胞功能幾乎完全喪失。

除了幹細胞巢裏的細胞，幹細胞定期還會與免疫細胞互作。作為防禦入侵病原體的主要防線，免疫細胞被認為是維持體內穩態、促進損傷愈合的關鍵元素。值得注意的是，免疫細胞對於幹細胞的影響並不單一，要根據物種、發育階段、受損器官或組織、受傷程度、幹細胞池特性而具體分析。
在某些情況下，免疫細胞甚至會攻擊正常組織，促進癌變細胞的增殖和擴散。掌握免疫系統對於幹細胞功能發揮的影響，有利於科學家們更好的應用幹細胞治療多種疾病，例如貧血、多發性硬化症、肌肉萎縮症和心臟衰竭。

免疫細胞參與幹細胞分化：維持體內平衡

維持體內平衡的重要分支是細胞的持續更新，而幹細胞巢內的免疫細胞對於細胞更新過程至關重要,骨髓中的巨噬細胞被證實直接與紅血球母細胞（erythroblast）互作。
如果這種直接互作過程受阻，紅血球母細胞將不能正常成熟，補充血液中的紅細胞，最終易引發再生障礙性貧血。
大腦神經發生曾被認為僅僅發生於胚胎和妊娠後期，現有研究證實這一神經幹細胞再生的過程貫穿於整個成年時期，且發生在大腦海馬齒狀回和側腦室下區，因為這兩個區域是神經幹細胞的聚集地。神奇的是，科學家發現免疫細胞參與調節海馬體記憶和學習功能。
免疫細胞也參與青春期乳腺發育過程。出生時，乳腺由脂肪墊和小導管組成。進入青春期後，在卵巢激素的刺激下，乳腺導管向外增生。

同時，不同的免疫細胞（肥大細胞、嗜酸粒細胞、巨噬細胞）會遷移至導管周圍區域。其中，肥大細胞分泌降解蛋白的絲氨酸蛋白酶，該酶調控乳腺導管周圍膠原纖維的降解和重組。

巨噬細胞負責清理凋亡細胞碎片，直接作用於乳腺幹細胞，但是其作用機理並不清楚。

總結上述對於骨髓、乳腺、大腦的研究，我們可以發現幹細胞巢中的免疫細胞會調控幹細胞功能的行使，維持細胞增殖和凋亡的“收支平衡”。
免疫細胞與幹細胞“合作”：應對傷害驗證免疫細胞和幹細胞合作的最佳“案例”也許是骨骼肌損傷修複：
首先，免疫細胞負責清除受損的肌肉纖維。隨後，嗜酸性粒細胞促進纖維/脂肪母細胞（FAPs）生成纖維細胞和脂肪細胞，進一步分泌膠原蛋白和生長因子激活肌肉纖維再生。
同時，T細胞分泌雙調蛋白（amphiregulin），該蛋白參與肌肉幹細胞“衛星細胞”（satellite cells ）的分化，促進新肌肉細胞生成。

總結

幹細胞有著非凡的自我更新、多向分化的能力，且對於機體生存不可或缺。為了扮演好它們在組織再生、修複中的角色，幹細胞依賴於周圍環境提供的信號，包括免疫細胞。當下，研究進程正處於黎明階段，我們已經開始解析不同免疫細胞與幹細胞之間的關聯，這對於利用幹細胞治療、治愈疾病有著重要意義和前景。