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血液疾病|身体有自我更新细胞的能力，来看看我们的再生防御系统( 三 )


当干细胞被需要再生的身体部位激活时 ， 会发生一系列的事件将干细胞从干细胞龛带入我们的循环系统 。 骨髓中的干细胞会受到该器官释放的生长因子信号的警告 。 一种叫做血管内皮生长因子的特殊生长因子是一种强大的干细胞激活因子 ， 这种信号会通过穿透骨头的血管到达骨髓 。 一旦进入 ， 这些信号就会沿着骨髓中的毛细血管系统传播 ， 并将信号传送给干细胞 。 这些干细胞将信号解读为一种化学警报并做出相应的反应 ， 以发出求救信号开始 ， 最后 ， 成群的干细胞就像蜜蜂从蜂巢中飞出来一样 ， 从骨髓进入到人体循环系统 。 这一重要的过程就是干细胞动员 。
接下来发生的事情有力地说明了干细胞是如何发挥作用的 。 当有紧急情况发生时 ， 干细胞会迅速到达受伤的前线 。 在血液的快速流动和心脏的泵血作用的推动下 ， 干细胞使用一种生物定位装置来定位发出求救信号的器官的确切位置 。 就像一枚瞄准目标的导弹 ， 干细胞找到了它的着陆点 。 干细胞上一种称为受体的蛋白质会附着在着陆区的蛋白质上 ， 确保干细胞只附着在受伤部位 。 这一切在遇险信号发出后发生得非常快 。 例如 ， 有研究表明 ， 外科医生在做了手术切口48小时后 ， 由于需要愈合 ， 循环系统中的内皮祖细胞数量比手术前增加了14倍 。
一旦干细胞附着在着陆区 ， 它们就会对它们着陆时所处的器官环境进行评估 ， 然后根据环境给出的指令执行它们的任务 。 如果它们在皮肤里 ， 它们就变成皮肤细胞 ， 并以满足皮肤需要的方式做出反应；如果在心脏中 ， 它们就会变成心肌细胞并对心脏的需要做出反应 。 在受伤后 ， 干细胞灾难反应小组的一部分发挥重要作用 ， 另外还包括炎症和其它免疫细胞、血管细胞以及凝血细胞 ， 各自执行它们特定的任务 。
血液疾病|身体有自我更新细胞的能力，来看看我们的再生防御系统
本文插图
干细胞进入受伤组织后究竟会发生什么仍然不是特别清楚 。 我们知道它们会分化并再生局部组织 ， 但是 ， 干细胞不会停留太久 ， 它们最多只能维持几天 。 科学家们正在努力研究它们实际发生了什么 ， 有两个理论：一是认为干细胞改变它们的外形 ， 然后消失在背景中 ， 与它们正在修复的正常组织没有区别；二是 ， 它们可能只是扮演了一个重要但短暂的角色 ， 然后在任务完成后死去 。
我们所知道的是 ， 干细胞是称为生长因子、细胞因子和生存因子的蛋白质的工厂 ， 这些蛋白质是器官生长或修复所需要的 。 它们还能释放被称为外泌体和微泡的特殊分子容器 ， 这些容器装满了蛋白质和遗传信息 。 当它们在一个器官中释放出来时 ， 它们会指示其它细胞接下来如何修复损伤 。 干细胞释放这些物质来鼓励其它细胞帮助在着陆区周围建立一个更健康的组织 。 这就是旁分泌效应 。 一项检查骨骼再生的研究表明 ， 至少43种生长因子可以被干细胞释放出来 ， 帮助改善附近受伤的骨骼 。
一些参与干细胞反应的生长因子也同样触发血管生成 ， 从而将这两个健康防御系统连接在一起 。 例如 ， 当细胞因缺氧或损伤而释放血管内皮生长因子时 ， 它会在局部触发血管生成 ， 而在更远的骨髓中 ， 干细胞会受到该因子的警告 。 如果一个新的组织再生 ， 它将需要新鲜的血液供应 。 血管生成从这个时候开始 ， 通过形成新的血管提供所需的营养来支持再生组织 。 相反 ， 干细胞也有助于新的血管生成 ， 所以这是一个双赢的关系 。 新生血管中2-25%的细胞来自干细胞 。
干细胞损伤的原因
我们的再生防御系统对健康和愈合是至关重要的 ， 干细胞在我们的一生中非常容易受到一些常见因素的攻击 。 其中 ， 最具破坏性的因素之一是烟草烟雾 。 当吸烟者吸入香烟烟雾时 ， 就会出现氧气不足 ， 这就开始了干细胞进入血流的招募过程 。 习惯性吸烟最终会耗尽储存在骨髓中的干细胞的数量 ， 随着时间的推移 ， 整体上能够再生和修复的细胞越来越少 。 更糟糕的是 ， 吸烟者体内剩余的干细胞也不能正常工作 ， 它们增殖的能力减少了80% ， 它们参与再生的能力减少了近40% 。 除了吸烟对血管的直接损害外 ， 干细胞数量和功能上的损害也有助于解释吸烟者患心血管和肺部疾病的风险增加 。


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