干细胞的记忆功能与特异性干细胞

所谓细胞记忆，就是细胞对信息的保留能力和再识别能力；通常意义上讲，人体有两类细胞具有记忆功能，一类是神经细胞，一类是免疫细胞；在人体的多个系统中，神经系统和免疫系统最为复杂，这可能与神经细胞和免疫细胞的记忆功能有关。

何为记忆

谈到记忆，大家并不陌生。人生当中，每个人都会对经历过的事情留下回忆，有的美好，有的痛苦，有的深刻难忘，有的模糊不清，这就是记忆。记忆的基础是什么？记忆是怎么形成的？到目前为止还没有十分明确的答案。从细胞水平讲，记忆的过程应该是由大脑神经元完成的，也就是说，神经元具有记忆功能。在人体内，另一类具有记忆功能的细胞是免疫细胞。外源病原或微生物经呼吸道、胃肠道、尿道或破损的皮肤组织进入人体后，人体的免疫细胞会对其进行及时清除。为了防止某一特定类型的微生物反复感染或侵犯人体，在进化过程中机体就产生了记忆的B细胞和T细胞。这也是接种疫苗预防微生物感染的理论和细胞学基础。所以，免疫细胞的记忆主要是针对外源病原或微生物。

所谓记忆，就是对信息的保留能力和再识别能力。在人体的多个系统中，神经系统和免疫系统最为复杂，这可能与神经细胞和免疫细胞的记忆功能有关。因为记忆，使神经元和免疫细胞的种类更加多样和复杂，如针对不同的病原可以产生不同类型的记忆型B细胞或T细胞；因为记忆，使大脑组织和免疫系统储备了海量的数据和信息，如同电脑的硬盘一样。为什么颅骨那么坚硬？为什么造血免疫系统的发生部位在骨髓？这是为了更好的保护大脑和免疫系统。这也解释了为什么大脑神经损伤难以修复，而骨髓损伤能够快速修复。大脑神经元损伤或坏死后，几乎不能再生。因为不仅是神经细胞坏死了，储备在其中的信息也随之丢失了。神经元的修复或再生并不能恢复其中记忆的信息，所以修复也没有太大的意义了。人生不能从新走过，所以神经元记录的信息如果丢失就永远丧失了。免疫系统则不同，只要病原微生物还存在，就可以重新建立起新的免疫体系。此外，人时时刻刻都会接触到各种病原微生物，免疫系统的快速修复可以避免原微生物对人体的侵害，甚至对生命的威胁。这就决定了造血免疫系统一旦损伤便需要快速修复。

基于记忆的人体软件和硬件学说

计算机可以对信息进行储存、加工和利用，如同人的大脑一样，所以也俗称电脑。反过来，也可以将人体看做一个能够自主移动的“移动电脑”。既然是电脑，自然就有硬件和软件系统。人体的硬件系统很好理解，就是解剖学上的各个组织脏器。人体的软件系统应该存在于大脑、血液系统和中医描述的经络和穴位中。软件在解剖中是看不到的，就像电脑拆分后看不到软件一样。所谓软件系统，就是储存在硬件中的信息加工和处理系统，是依赖于硬件存在的。免疫调节、心理咨询辅导和针灸按摩为什么能够治病，就是因为它们调理、修复和优化了机体的软件系统（包括了信息的储存、传递和加工等）。中医的一些理论体系实际上就是建立在人体的软件系统上的，是偏重精神的，而西医体系是建立在解剖学的基础上的，是偏重物质的。所以从西医角度是难以理解中医的博大理论体系的。因此，在医疗实践中我们提倡中西医结合，所谓中西医结合，就是在疾病诊疗时既要考虑人体的硬件（物质的一面），也要考虑其软件（精神的一面）。

干细胞的记忆功能理论与实验验证

将间充质干细胞经H2O2短暂（1-2小时）处理后，治疗缺血性心脏病，效果比没有处理的细胞明显增强。输注的干细胞虽然对缺血性心脏病有一定的治疗效果，但到达损伤部位的干细胞因局部的恶劣环境，影响了治疗效果。如果在体外对干细胞进行氧化应激预处理，可能会大大增强干细胞对氧化应激环境的适应能力。间充质干细胞有保留外界环境刺激信息的能力，能像神经元和免疫细胞一样具有记忆功能。

经研究发现，间充质干细胞具有短期的记忆功能，这种功能体现在三个方面：

• 对短暂刺激能够维持较长时间的反应；

• 对同一因素的二次刺激具有更加强烈的反应；

• 对不同的刺激具有不同的反应。

该发现具有重要的意义，体现在以下两个方面：

• 很好地解释了目前针对间充质干细胞的一些预处理策略；

• 知道研发更科学、更有效的针对不同疾病治疗的间充质干细胞的预处理方案。

间充质干细胞对外周血单个核细胞增殖具有抑制作用，这是其抑制免疫，用于自身免疫性疾病治疗的基础，如用于类风湿性关节炎、移植物抗宿主病和系统性红斑狼疮等的治疗。研究发现间充质干细胞在同一因素的二次刺激下会产生更强烈的反应。当间充质干细胞与外周血单个核细胞短暂共培养（首次接触）后分开培养，一段时间后再进行共培养（二次接触）。结果发现，第二次共培养时，间充质干细胞对外周血单个核细胞表现出了更强的抑制作用。这些研究结果表明，针对不同的疾病或组织损伤类型，可以对间充质干细胞进行不同因素的预处理，获得疾病或组织损伤修复相对特异性的干细胞。

除了上述的预处理方案外，针对缺血性疾病，包括缺血性脑病、缺血性心脏病、肢体血管闭塞和缺血性肾病的治疗，可以对干细胞进行低氧或氧自由基预处理，提高其对低氧和氧化应激的适应与对抗能力，达到更好的效果；针对糖尿病、肥胖和高血脂等代谢病的治疗，将干细胞进行高塘、高脂的预处理；针对肝脏损伤的治疗，可以对干细胞进行肝细胞生长因子的预处理等等。

间充质干细胞具有免疫细胞的很多特征，包括表达TLRs受体、具有抗菌活性和在不同条件下表现出抗炎和促炎两种表型等。间充质干细胞具有类似免疫细胞的短期记忆功能，表现在对短暂刺激维持较长时间的反应。针对间充质干细胞短期记忆功能特点，可以用不同的因素处理，强化其治疗特异性组织损伤或疾病的活性。

参考来源

解放军医学院学报

段海峰.《干细胞研究理论与应用》