干细胞研究进展及其应用探讨

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干细胞研究进展及其应用探讨

作者：李敏黄旭东马强郭亚慧

来源：《绿色科技》2012年第05期

摘要：分析了干细胞研究现状、前景、科学意义、生物医学价值和伦理问题,阐述了近年

来干细胞研究进展以及干细胞的应用情况。

关键词：胚胎干细胞;成体干细胞;应用

收稿日期：

作者简介：李敏（1990—），女，内蒙古乌拉察布人，内蒙古呼大学生命科学学院学生。中图分类号：R730.2文献标识码：A文章编号：

1干细胞生物学

干细胞（stem cell）是机体内存在的一类特殊细胞,具有自我更新及多向分化潜能［1］。干细胞根据发生来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。胚胎干细胞（embryonic stem cell,ES细胞）是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养而筛选出的细胞,具有发育全能性,理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。成体干细胞是存在于已经分化组织中的未分化细胞,能够自我更新并特化形成该类型组织的多能细胞［2］。

1.1胚胎干细胞

胚胎干细胞是从动物早期发育的原始未分化细胞团（Inner Cell Mass,ICM）或原始生殖细胞(Primordial Germ Cell,PGC)分离得到的一种未分化的永久性细胞系［3］。ES 细胞具有具有以下特性：①ES 细胞具有自我更新的能力：可以通过自我更新来维持其干性；②ES 细胞具有发育的全能性：任何一个ES 细胞都具有发育成一个完整个体的潜能。在体外,ES 细胞可诱导分化出包括三个胚层在内的所有分化细胞,若将ES 细胞注射到严重联合性免疫缺陷（SCID）

小鼠或同源动物体内,可产生出三个胚层组织构成的畸胎瘤；③ES细胞具有生殖系嵌入特性,具有种系传递功能,能与另一个正常胚胎嵌合,获得包括生殖系在内的动物个体。而且在体外对ES 细胞进行遗传操作选择,通常不会改变选择后的ES 细胞本身的遗传性能。即理论上经遗传操作后的ES细胞仍能保持其扩增、发育的全能性。全能性是ES 细胞具有可塑性的基础,也是ES

细胞优于成体干细胞的地方［4］。

此外,细胞还可以通过细胞重编程（cell programming）而获得。目前认为实现体细胞重编程的方法：体细胞核转移技术（somatic cell nuclear transfer,SCNT）；细胞融合技术（cell fusion）；诱导多能干细胞技术（induced pluripotent stem cell,iPS细胞）。

1.2成体干细胞

胚胎干细胞研究进展-干细胞的研究进展

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 胚胎干细胞研究进展-干细胞的研究进展胚胎干细胞研究进展-干细胞的研究进展干细胞的研究进展干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。 近年来干细胞的应用几乎涉及到所有生命科学和生物医学领域。 本文概述了干细胞的生物学特性，并综述了干细胞的可塑性、分离培养及其在基础研究及临床上的应用的研究进展。 最后，展望了今后研究的方向。 干细胞；生物学特性；可塑性；分离培养；应用 Advances in study of stem cells Stem cells are non-specialized cells which have the ability of self-renewal and multiple differentiation potential. The application of stem cells has nearly involved in all the research field on life sciences and biomedicine in recent years. This article summarizes the biological characteristic of stem cells, and reviews the latest progress in the study on stem cells plasticity, isolation, culture in vitro, and its extensive application in basic research and clinical application. The prospects of stem cells are also discussed. stem cells; biological characteristic; plasticity; isolation; culture in vitro; application 干细胞（stem cells）是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细 1 / 10

国内外干细胞研究进展

国内外干细胞的研究进展 摘要：干细胞研究是近年来生物医学领域的热门方向之一，干细胞产业具有巨大的社会效益和市场前景，受到世界各国的高度重视。美国、欧盟、日本、韩国和中国在干细胞领域投入重金支持基础和临床研究，大力推动干细胞产业化发展。本文通过对比世界干细胞研究的热点领域，分析了中国在该学科取得的成绩和存在的差距，进一步提出了针对中国干细胞研究发展的政策建议。 关键词：干细胞，研究现状，前景与展望 Abstract: Stem cell research is one of the hot research fields in biomedicine nowada ys. Many countries attach importance to the stem cell industry because of the great s ocial benefits and market potential. USA,EU,Japan,Korea and China have increased the input of capital dramatically to promote the basic and clinical research of stem cel l as well as stem cell industry. By comparing the situation of stem cell research at ho me and abroad,we found that,in recent years,an obvious progress has been made in stem cell research, however, the gap between China andthe developed countries still exists. And further puts forward the policy suggestions in the development of stem c ell research in China. Key words：stem cells，research status，prospect 1、前言 20世纪90年代以来，随着细胞生物学技术的发展及体外分离、培养人胚胎干细胞的成功，干细胞经适当诱导分化可发育为不同类型的细胞、组织和器官，成为移植供体的新来源，作为“种子细胞”的干细胞可以通过细胞工程的方法在体外发育为各种特异性的细胞供移植和细胞替代所需，并可作为基因疗法的靶细胞用于治疗和研究。由于干细胞有广泛的应用前景，它已成为近年来医学和生物学领域研究的热点。 干细胞（stem cells）是人体及其各种组织细胞的最初来源，是一类具有自我更新、

干细胞研究进展综述

干细胞研究进展(综述) Advances in the research of stem cells（LR） 【摘要】：干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点，势将导致一场医学和生物学革命。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究作为一门新兴学科已成为生命科学中的热点。本文对近几年来国内外对干细胞的研究现况作一综述。 【关键词】：干细胞因子帕金森病神经干细胞糖尿病 ABSTRACT：Stem cells are the body and cells of various tissues of origin, has high self replication, high proliferation and multilineage differentiation potential. Stem cell technology is the field of biotechnology has the most development prospect and potential of cutting-edge technology, it has become a new bright spot in the world of high-tech, will lead to a revolution in medicine and biology. The research of stem cell is to modern life science and medical fields intersection, stem cell technology from a laboratory concept gradually transformed to be able to see the reality. Stem cell research as a new discipline has become the hotspot of life science. Based on the domestic and abroad in recent years on stem cell research summarizes. Keywords:Stem cell factor Parkinson disease Neural stem cells Diabetes mellitus 干细胞技术最显著的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症。 干细胞研究是一门新兴的学科,干细胞生物学研究与应用几乎涉及所有的生命科学和生物 医学领域。 一、目前干细胞的主要研究热点

人胚胎干细胞的研究发展

人胚胎干细胞的研究发展 摘要：叙述了人胚胎干细胞（hES细胞）的研究现状，并对hES 细胞的研究进展及其应用前景等全面综述。 关键词：人，胚胎干细胞，原始生殖细胞，全能性，多功能性干细胞(Stemcell)是一类具有自我更新能力的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件下或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，又称其为“万用细胞”。干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织。根据发育阶段，干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。1998 年Thomson等第一次从胚胎中分离培养了人体胚胎干细胞(hES C)，并随后发现它能分化为体内几乎所有的细胞后，由此掀起全球范围内的hESC研究热潮。 人胚胎干细胞的生理意义：人胚胎干细胞最有价值的应用是用来修复甚至替换已丧失功能的组织和器官，因为它具有发育分化成所有类型组织细胞的能力。任何导致丧失正常细胞的疾病都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗，如用神经细胞治疗神经变性疾病（帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等），用造血干细胞重建造血功能，用胰岛细胞治疗糖尿病，用心肌细胞修复已坏死的心肌等。 1 人胚胎干细胞的来源 胚胎干细胞来源于着床前的囊胚内细胞团或早期胚胎的原始生殖细胞是一大类未分化的二倍体全能干细胞，具有无限增殖、自我更新

和多向分化的潜能。 2 人胚胎干细胞的生物学特性 (1)具有分化的多潜能性，在体外可诱导分化出属于三个胚层的分化细胞; (2)具有种系传递功能; (3)具有长期的未分化增殖能力，细胞不仅能分化成各种器官组织，而且能增殖生成新的保持同种性状的ES 细胞; (4)易于进行基因改造操作; (5)保留了正常的二倍体的性质且核型正常; (6)胚胎干细胞端粒酶活性呈阳性,具有维持端粒长度,保持干细胞增殖能力的重要作用。 3 人胚胎干细胞的培养 (1) 常规培养液常用的基础培养基有改良伊格尔培养基(MEM)α、达氏修正依氏培养基(DMEM)、组织培养基(TCM)199、F12 等合成培养基，以DMEM应用最为普遍。它的主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机离子和一些其他辅助物质。 (2) 无血清培养基血清中含有许多未知的成分和一些分化诱导因子，不利与ESC未分化状态的维持。为此人们尝试使用无血清培养液、化学合成培养液’进行ESC的培养，加入刺激细胞生长的激素、细胞因子等，实验表明ESC增殖旺盛，且能保持未分化状态，并认为无血清培养基优于血清培养基。但也有学者认为含血清培养液更利于胚胎干细胞向中胚层细胞分化,是因为血清中富含中胚层诱导因子,

干细胞研究发展历程.

1950：将骨髓细胞移植到遭受致死剂量辐射的动物，发现能够挽救生命，重建骨髓造血免疫系统 1960：真正认识和了解人和哺乳动物干细胞始于20世纪60年代 1961：Till 和Mc Culloch 提出多能干细胞概念 1967：多纳尔–托马斯完成第一例骨髓移植，后于1990年获得诺贝尔医学和生理学奖 1980：造血干细胞移植成为治疗多种疾病的重要手段 1981：Evans等首次成功建立小鼠胚胎干细胞系 1981：胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）的分离和培养首先在小鼠中获得成功 1988：美国科学家James Thomson分离出人类胚胎干细胞 1998：美国两个科研小组分别报告从胚胎和生殖脊成功建立人类胚胎干细胞系，使人类胚胎干细胞能在体外生长和增殖 同年，美国科学家在《美国科学院院刊》上报告：小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化为血液细胞”。此后，世界各国科学家相继证实，包括人类的成体干细胞具有可塑性，从而掀起了全球成体干细胞研究高潮。干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世界十大科学成就之首。人类ES (hES)细胞建系获得成功，由此推动了干细胞研究的兴起。 2000： 日本把以干细胞工程为核心技术的再生医疗列为“千年世纪工程”之一，当年投资108亿日元；同年，全世界有10622例造血干细胞移植。 成体干细胞移植使糖尿病大鼠恢复正常 神经干细胞能够进入脑组织并修复脑损伤 角膜干细胞有助于恢复视力 发现成人骨髓干细胞形成肝细胞 成人骨髓干细胞可以在合适的条件下转化为神经细胞 成人骨髓干细胞可以在体外大规模培养 证实成人骨髓干细胞可以形成多种类型组织

造血干细胞移植临床应用研究进展

造血干细胞移植临床应用研究进展

解放军医学院 《血液系统》 论文题目：造血干细胞移植临床应用研究进展 学员姓名： 学号： 研究专业： 2016年月日

造血干细胞移植临床应用研究进展 何艳 ZS15078 造血干细胞移植是现代医学发展的一个重要里程碑，造血干细胞是最早发现，研究最多和最先用于治疗疾病的成体干细胞。血干细胞移植是从60年代逐渐发展起来的一种医疗技术,由于最初是通过抽取供体骨髓而获得造血干细胞,所以又称为骨髓移植。造血干细胞移植(HSCT)是通过大剂量放化疗预处理，清除受者体内的肿瘤或异常细胞，再将自体或异体造血干细胞移植给受者，使受者重建正常造血及免疫系统。目前广泛应用于恶性血液病、非恶性难治性血液病、遗传性疾病和某些实体瘤治疗。造血干细胞移植主要包括骨髓移植、外周血干细胞移植、脐血干细胞移植。由于骨髓为造血器官，早期进行的均为骨髓移植。近10年来，由于科学的进步，人们已可通过一些药物将骨髓中的造血干细胞"动员"到外周血中，通过血细胞分离机分取造血干细胞,称为"外周血干细胞移植"。 一般来说，人体有三个部位生产和存储造血干细胞，大部分在骨髓里，所以叫骨髓造血干细胞。还有一部分在外周血液中，也就是在血管里面有少量的造血干细胞。第三就是在脐带里有大量丰富的造血干细胞。一般根据患者的疾病种类、疾病状态及预后、HLA配型结果及供者年龄等因素综合考虑来选择造血干细胞移植方式。目前异

基因造血干细胞移植绝大多数为配型相同的同胞间、半相合父母与子女间、不全相合同胞间的移植，而随着全世界及我国骨髓库的增加，非血缘供者的异基因造血干细胞移植数量也在不断增加。不同移植类型各自优劣不同，自体造血干细胞移植的优点在于不受供者的限制，移植后不发生移植物抗宿主病，不需要使用免疫抑制剂，严重并发症较少，费用较低，缺点是复发率高。异基因造血干细胞移植治疗恶性疾病，植入的供者细胞有持久的抗肿瘤作用，复发率低，但严重并发症多，费用相对较高。近年来,全球每年的骨髓移植病例已超过1万例。中国造血干细胞移植已进入有序健康深入发展的状态,21世纪中国将成为造血干细胞移植的需求大。 骨髓移植技术使众多白细胞患者得到救治，使急性白血病患者的长期生存率提高到50%-70%。为发展此项技术做出了重要贡献的美国医学家托马斯因而获得了1990年度的诺贝尔医学奖。1976年托马斯报道100例晚期白血病病人经HLA相合同胞的骨髓移植后，13例奇迹般长期生存。从此全世界应用骨髓移植治疗白血病，再生障碍性贫血及其他严重血液病，严重血液功能缺陷病，急性放射病，部分恶性肿瘤等方面取得巨大成功，开创临床治疗白血病及恶性肿瘤的新纪元。目前异基因干细胞移植数一直占我国的半数以上，长期存活率已达75%，居国际先进水平以达到75%以上。 造血干细胞移植可以治疗多种血液病、实体瘤、免疫缺陷病和重度急性放射病，这已被很多人所熟悉。然而科学家们在对造血干细胞的研究中还取得了许多新进展并发现许多新功能，研究结果表明造

人胚胎干细胞研究进展

人胚胎干细胞的研究进展 周进学号10170807 【摘要】干细胞( Stem Cell)是一类具有分化潜能和自我复制的早期未分化细胞。胚胎干细胞( Embryonic stem cells, ES细胞)是一种早期胚胎内细胞（inner cell mass, ICM）或原始生殖细胞（primordial germ cell, PGC）经体外分化抑制培养，分离和克隆得到的具有发育全能性的高度未分化细胞。人类胚胎干细胞系的建立是人类发育生物学研究的重大突破,揭示了人体发生发展奥秘的进程,可能为现代临床医疗模式带来革命性的变化。现对人类胚胎干细胞的来源,建系、生物学特性、应用前景及所涉及的伦理学问题作一综述。 【关键词】胚胎干细胞；克隆；伦理学,医学;综述 1、胚胎干细胞的概念 胚胎干细胞是从哺乳动物早期胚胎内细胞团(ICM)或桑椹胚分离出来的、能在体外长期培养的、高度未分化的全能细胞系,可在适合的条件下分化为胎儿或成体的各种类型的组织细胞。 胚胎干细胞属全能干细胞。ESCs 这一名词因其来源于胚胎而得名, 但从研究角度来说, 其概念一直没有一个特殊的标准, 2001 年美国国立卫生院根据Austin Smith 对小鼠ESCs 的研究, 概括了ESCs 的一些基本特征, 对其概念提出了一系列标准[1]: ①、来源于内细胞团或囊胚上胚层; ②、能够无限地进行对称分裂并保持未分化状态( 长期自我更新) ; ③、显示并维持正常、完整( 二倍体) 和稳定的染色体核型; ④、全能的ESCs 能够分化成三个胚层( 内胚层、中胚层、外胚层) 来源的所有细胞类型;⑤、在发育过程中能整合到所有胚胎组织中( 体外经长期培养的小鼠ESCs, 被植入另一胚胎形成嵌合体动物后, 仍能产生所有组织) ; ⑥、具有能克隆形成胚胎细胞系的能力, 并能产生卵子或精子细胞; ⑦、基因克隆, 即一个单一的ESCs 能产生一群具有相同遗传特性的细胞( 克隆) , 这些细胞有着与亲代细胞

苏教版高中生物选修3 3.2《胚胎干细胞的研究及其应用》学习要点

第二节胚胎干细胞的研究及其应用 学习目标 1.理解干细胞的概念与分类。 2.掌握胚胎干细胞来源、特点及分离途径与方法。 3.举例说明胚胎干细胞的应用。 4.了解胚胎干细胞的研究进展及其所面临的各种挑战。 学习重、难点 学习重点 1.理解干细胞的概念。 2.简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。 学习难点 简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。 知识要点梳理 一、胚胎干细胞及其研究进展 1.干细胞的概念：是动物（包括人）胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。 2.干细胞作用：具有重建、修复病损或衰老组织、器官功能。 3.干细胞分类 （1）专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。（2）多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞等。（3）全能干细胞：可以分化为全身的多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官。 二、胚胎干细胞的应用 1.如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖，将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响。 2.在研究新药对各种细胞的药理和毒理试验中，提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，从而降低了成本。 3.胚胎干细胞研究为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，用于疾病治疗等，给人类带来全新的医疗手段。

4.通过胚胎干细胞，结合基因工程等还可以在试管中改良并创造动物新品种，培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种等。 三、胚胎干细胞研究面临的挑战 1.胚胎干细胞的应用给法律、伦理、国家和社会安全带来的冲击是空前的。 2.胚胎干细胞在体内或者是体外都具有自我分化的潜能，极易分化成其他细胞，对培养条件的优化仍需要进一步研究。 3.对胚胎干细胞向不同组织细胞定向分化的条件还不清楚。 4.创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因，其可行性仍不清楚。

国内近期干细胞研究进展

干细胞研究进展消息 干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源, 具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透, 干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究已成为生命科学中的热点。介于此, 本刊将就干细胞的最新研究进展情况设立专栏, 为广大读者提供了解干细胞研究的平台。 干细胞专题近期国外干细胞研究进展 Geron抗癌药GRN163L选择性瞄准癌症干细胞据美国BussinessWire 1月10日报道称, 杰隆(Ge-ron)发表临床前研究数据显示, 其端粒酶抑制剂药物imetelstat (GRN163L)在小儿科神经肿瘤当中可选择性瞄准癌症干细胞, 这一发现为儿童肿瘤的临床试验提供了支持。该研究发表于2011年1月1日的Clinical Cancer Research杂志上。近年来有关端粒酶抑制的研究日益增多, 成为癌症治疗的一个热点方向, GRN163L是此类药物开发中最前沿的一个候选药物。2002年3月, Geron从Lynx Therapcutics获得了用GRN163和GRN163L两种化合物的核心专利。早期研究显示, GRN163对十四种不同癌症细胞均表现出有意义的端粒酶活性抑制作用, 它可以抑制黑色素瘤等细胞的生长。因脂质修饰物GRN163L更易进入细胞发挥端粒酶抑制作用, 后续临床前及临床试验均为GRN163L。2005年, FDA同意GRN163L在患慢性淋巴细胞白血病患者的临床实验。2007年, Geron公司开始GRN163L单独治疗多发性骨髓瘤的I期临床试验。2008年开始了GRN163L治疗乳腺癌的I期临床试验。同年12月, Geron发布了有关GRN163L治疗再发的和难治的多发性骨髓瘤的暂时性临床试验数据。2009年, Geron发布了Geron163L对抗癌症干细胞的实验活动, 包括非小型细胞肺癌、乳癌、胰脏炎、前列腺癌、小儿科神经肿瘤。公司发表Geron163L治疗乳癌的假定癌症干细胞与胰脏炎症系数据。数据显示, 在以Geron163L治疗后, 人类乳癌细胞MCF7的假定干细 胞数量与自我再生的能力大幅减弱。目前Geron163L正处于临床II期试验中。(来源: 生物谷2011-01-11)Cell Stem Cell: iPS细胞具更高基因畸变频率加州大学圣地亚哥分校医学院及斯克里普斯研究所的干细胞科学家领导的跨国研究团队, 记录了在人类胚胎干细胞(hESC)和诱导功能干细胞(iPSC)系中特殊的基因畸变, 研究结果在1月7日的Cell Stem Cell上发表。该公布的发现强调了需要对多能干细胞进行频繁的基因检测以保证其稳定性和临床安全性。该研究的第一作者, 加州大学圣地亚哥分校再生医学系的路易斯·劳伦特博士认为, 人类多能干细胞(hESC和iPSC)比其他类型细胞有更高的基因畸变频率。最令人吃惊的是, 与其他非多能干细胞样本相比较, 观察到hESC的基因扩增和iPSC的缺失方面出现的频率更高。人类多能干细胞在人体内具有发展成其他类型细胞的能力, 可成为细胞替换治疗的潜在来源。斯克里普斯研究员再生医学中心主任珍妮·罗伦教授谈到, 由于基因畸变常常与癌症相关联, 免受癌症相关的基因突变对于临床使用的细胞系来说至关重要。研究团队确认了在多能干细胞系中可能发生突变的基因区域。对于hESC而言, 可观察到的畸变大多是靠近多潜能相关基因区域的基因扩增; 对于iPSC而言, 扩增主要涉及细胞增殖基因及与肿瘤 抑制基因相关的缺失。传统的显微技术, 如染色体组型分析可能无法检测到这些变化。研究组使用一种高分辨率的分子技术, 称为“单核苷酸多态性(SNP)”, 能观察到人类基因组里一百多万个位点里的基因变化。 劳伦特说, 我们惊喜地发现在较短时间培养中的基因变化, 例如在体细胞重编程为多能干细胞的343过程以及在培养中细胞的分化过程。我们不知道这会有怎样的影响, 如果有的话, 这些基因畸变都会对基础研究或者临床应用的结果产生影响, 对此应当深究。劳伦特总结到, 该研究结果解释了有必要对多能干细胞培养进行经常性的基因监控, SNP分析仍不失为人类胚胎干细胞和多能干细胞日常监控的一部分, 但是这一结果提醒我们应当予以重视。(来源: 中国干细胞网2011-01-12)美用胚胎干细胞制造出血小板美国先进细胞技术公司的实验证明, 使用人类胚胎干细胞研制出的血小板可修复实验鼠的受损组织, 人类未来有望源源不断地

简述干细胞的形态特征及其研究进展

简述干细胞的形态特征及其研究进展 干细胞是一类具有自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类各组织器官的原始的多潜能的细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。干细胞在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。根据它所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。 胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。 干细胞的形态特征： 干细胞具有自我更新复制的能力，能够产生高度分化的功能细胞。 1 胚胎干细胞：胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的 细胞即为胚胎干细胞。具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。进一步说，胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。 2 成体干细胞：成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具 有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。 3 造血干细胞：造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在 于骨髓、外周血、脐带血中。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。 4 神经干细胞:理论上讲，任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经 干细胞功能的紊乱。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应。除此之外，神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面，对判断药物有效性、毒性有一定的作用。 5 肌肉干细胞:可发育分化为成肌细胞，可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。

干细胞及其移植技术初步临床应用的研究进展

干细胞及其移植技术初步临床应用的研究进展 发表时间：2014-07-25T09:12:50.280Z 来源：《中外健康文摘》2014年第23期供稿作者：赵淑艳 [导读] 干细胞研究是目前生物医学研究的前沿领域，其在生物学、胚胎发育学、医学、药学等方面展示出愈来愈明显的应用前景。赵淑艳(淄博市中心血站 255033) 【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2014）23-0022-02 干细胞是具有多分化潜能和自我复制的细胞系，无论在体内还是体外培养都能表现为长期存活，不断地自我繁殖，在一定的微环境中可以诱导分化为所需要的组织细胞，有很强的可塑性。干细胞研究是目前生物医学研究的前沿领域，其在生物学、胚胎发育学、医学、药学等方面展示出愈来愈明显的应用前景。 1.干细胞的相关背景知识 1901年，Reguard[1]等人在研究精子形成过程的实验中首次提出了干细胞的概念，之后学者们对干细胞不断地研究探索，随着新的血液分析方法的建立，研究发现某种细胞克隆可以使遭受致命放射损伤的小鼠造血功能恢复，从而推动了干细胞的研究[2,3]，之后随着对成体干细胞与胚胎干细胞的深入研究，根据分化能力的不同将干细胞分为3 类：（1）全能干细胞；（2）多能干细胞；（3）兼能干细胞；按其来源分类可分为外周血干细胞、骨髓干细胞和脐血干细胞。 2.胚胎干细胞与血细胞治疗 胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)是从早期胚胎的内细胞团或原始生殖细胞分离出来的多潜能细胞系。 由人ES细胞发育而来的各种细胞可为器官移植、组织损伤修复和细胞治疗等临床应用提供可靠的细胞来源，从而为许多由于供体缺乏而难以根治的疾病提供了治愈的机会，如肾衰竭或白血病等的治疗。有学者成功地向神经系统有缺陷的实验鼠体内移植了由胚胎干细胞分化成的神经胶质细胞，结果表明这种人工培育的细胞能真正取代动物自身的细胞[4]。由此可见，胚胎干细胞移植技术和其它先进生物技术的联合应用，在未来的几年内可能在移植医学领域的革命性进步。 3.脐血干细胞及其移植技术的临床应用 脐血干细胞与骨髓干细胞和外周血相比，具有采集方便、细胞免疫性不成熟、移植过程中不需要严格配型等优点，具体如下：首先，脐血干细胞来源丰富，且相对于自体骨髓干细胞，脐血干细胞获得较简便，受感染几率减少；其次，脐带血中T淋巴细胞表型及功能均为不成熟表现，人类白细胞抗原Ⅱ类抗原表达率低，几乎没有抗体，移植后排异反应弱或不出现；再次，脐带血干细胞比外周血干细胞和骨髓干细胞更为原始，其自我繁殖能力最强，繁殖速度最快。 由于以上诸多优点，因此脐带血造血干/祖细胞具有极大的临床应用价值。《血站管理办法》等法规将脐血库作为“特殊血库”，明确干细胞的采集与供应属于血站的工作范畴。 有学者通过对脐带血进行采集、分离和检测，制备脐带血干细胞制剂进行局部移植，用来治疗肝硬化失代偿和股骨头坏死。结果发现制备的脐带血干细胞制剂有核细胞计数，均达到治疗剂量，肝硬化失代偿期患者治疗后白蛋白水平逐步升高，1个月后与治疗前相比有明显升高（P<0.05）。肝硬化和股骨头缺血坏死患者治疗后临床症状均有好转。由此可见，脐带血干细胞移植可为临床多种疾病的有效治疗提供一种新手段[6]。 然而，脐血干细胞移植技术目前仍不够成熟和完善，需要扩大移植病例数，要结合回顾性研究或前瞻性、随机对照研究这种技术的优缺点，还需长期的临床评估。 4.外周血干细胞及其移植技术的临床应用 外周血干细胞作为成体干细胞的主要来源之一，是一种兼能干细胞，具有只能向一种或密切相关的几种细胞类型分化的潜能，在器官损伤疾病的治疗中有广泛的应用。应用外周血造血干细胞的优点在于移植的产品纯度高，对供者造成的痛苦小，治疗效果明显，费用低廉，技术风险小，不会产生排异反应，具有广泛推广的应用价值。 体外造血干细胞的扩增在临床应用方面是一直未能解决的难题，最近的研究表明，利用Notch配体可以在体外高效扩增脐带血造血干细胞，并且利用该方法扩增造血干细胞为临床造血干细胞移植开展了前期的临床试验。有学者通过研究比较了脐血干细胞移植与自体外周血干细胞移植对治疗肝硬化腹水患者的效果，结果发现两种治疗方法的患者的谷丙转氨酶、白蛋白及总胆红素等肝功能指标数据比较无明显的统计学意义（P>0.05）；脐血干细胞移植组大量腹水患者11例，治疗后腹水消失6例，明显减少5例；自体外周血干细胞移植治疗组大量腹水患者9名，治疗后腹水消失5例，明显减少4例。可见两种治疗方法具有相类似的疗效[7]。 值得注意的是，在外周血干细胞采集过程中，人们通常更加关注如何提高采集效率，而忽略了供者血小板损伤对整个移植过程的影响。血小板的降低不但危害供者生命安全，还会直接影响干细胞的采集量及采集次数，这是关系到患者移植成功与否的重要因素之一。 5.展望 干细胞移植在临床上的应用前景十分广泛，同时，还需考虑到临床真正应用干细胞技术,必然牵涉到干细胞工程化问题，显然自体干细胞移植不适合工程化生产，而应用同种异体或异种干细胞移植需要解决免疫排斥问题。另外，现今还无有效的手段来防止移植遗传性疾病的可能，各种干细胞移植技术的远期效果还需长期的临床观察。 参考文献 [1] Regaud C.Etudes sur la structure destubes semenifere et sur la spermatogenese chez les mammiferes. Part 1.Archives d’Anatomie microscopiques et de Morphologie experimentale,1901;4:101. [2] Baserga A,Zavagli G.Ferrata’s stem cells:an historical review on hemocytoblasts and hemohistioblasts.Blood cells,1981;7(3):537. [3]Thomson JA,Kalishman J,Golos TG,et al.Isolation of a primate embryonic stem cell line.Proc Natl Acad Sci USA,1995;92(17):7844. [4]王常勇，吕双红，李贤仁.人胚胎干细胞研究的现状与前景.中华医院管理杂志,2001,6(17):381-384. [5]裴雪涛.干细胞研究进展与血细胞治疗.中国输血杂志,2010,10（23）：756-757. [6]范娅涵,蒋天伦,黎儒青,等.治疗用脐血干细胞的制备及初步临床应用.中国输血杂志,2010,3(23):179-182. [7]李翠莹，赵景兰,张利,等.脐血与自体外周血干细胞移植治疗肝硬化腹水的疗效比较.中国输血杂志,2010,3(23):182-184.

牙髓干细胞 研究进展综述

牙髓干细胞 1牙髓干细胞概念 牙髓组织位于牙齿内部的牙髓腔内，是牙体组织中唯一的软组织。2000年Gronthos[1]等通过对人牙髓细胞的研究，发现了一种与骨髓间充质干细胞有着极其相似的免疫表型及形成矿化结节能力的细胞，细胞中形态呈梭形，可自我更新和多向分化，有着较强的克隆能力。这些由牙髓组织中分离出的成纤维状细胞就称为牙髓干细胞(Dental Pulp Stem Cells,DPSCs)。现在普遍认为牙髓组织中具有形成细胞克隆能力和较强增殖能力的未分化间充质细胞即DPSCs[2]。 2牙源性干细胞 至今，已从人类牙齿相关组织中分离和鉴定出7种干细胞: (1)牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)[1]，来自恒牙牙髓；张巍巍等[3]以人牙髓干细胞为种子细胞与PLGA支架材料在体外进行复合培养，表明PLGA 有利于于牙髓干细胞的粘附与增值。Lindroos等[4]得到DPSC与其他间充质源性干细胞具有相似的表面标志物和骨相关性的标志物的结论，支持DPSC在硬组织再生方面的可能性。从成人第三磨牙牙髓中分离的DPSC在适宜的条件下可诱导分化为有功能活性的神经细胞，并在基因和蛋白水平表达神经组织专有的标志物[5]，为治疗神经系统方面的疾病提供了新的途径。DPSCs不表达成牙本质细胞特征性蛋白DSP、DMP，则表明DP-SCs尚处于未分化状态[6]。我国学者通过对根髓和冠髓进行比较时发现：DPSCs 存在于全部牙髓之中,在根髓中的密度更高[7]。 (2)人类脱落乳牙牙髓干细胞(stem cell from the pulp of human exfoliated deciduous teeth, SHED),来自儿童脱落乳牙的牙髓;Miura等[8]研究发现，正常脱落的乳牙牙髓中的细胞经培养会表现出成纤维细胞样生长，其增殖率和群体倍增数均比骨髓基质干细胞(BMMSC)、DPSCs高，于是首次提出了SHED的概念。Shen YY等[9]发现SHED在体外培养过程中可以表达成骨细胞的标志，如RUNX-2、OCN、BSP，表明SHED在体外可以分化为成骨细胞;将SHED与人类牙齿切片复合后，在体外培养或是植入免疫缺陷小鼠皮下，均表达成牙本质细胞分化的标志( DSPP，DMP-1，MEPE)[10]。一系列实验表明SHED在体内只能诱导宿主细胞分化为成骨细胞[11]，而其自身无法分化为成骨细胞，但在体外培养过程中却可以分化为成骨细胞。SHED 可能还具有参与机体的免疫调节等功能[12]。李丽文[13]等用不同密度接种培养DPSCs,计算细胞产量、倍增次数, 观察细胞形态、检查克隆形成率和钙结节形成能力的方法得到，1.5～3cells/cm2低密度接种培养DPSCs 有利于细胞快速扩增,扩增后的细胞保持较高的增殖和分化潜能。SHED 的增殖能力、克隆形成效率和钙结节形成能力均优于DPSCs。 (3)根尖乳头干细胞(stem cell from the apical papilla,SCAP)[14,15]，来自牙根发育未完成的根尖乳头；Abe等[16]从人年轻第三磨牙根末端分离根尖周牙乳头，并采用酶消化法从中分离出细胞进行研究，结果发现这种细胞在低密度下培养时，

干细胞研究进展与应用综述

干细胞研究进展与应用综述 摘要: 本综述通过举例，简要阐述了近年来干细胞研究进展以及干细胞的应用情况。 关键词：胚胎干细胞；成体干细胞；应用 前言： 干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究己成为生命科学中的热点。同时，干细胞的研究对人类的疾病的治疗等也有着其绝对的重要意义。 1干细胞的分类及其研究进展 干细胞（stem cell）是机体内存在的一类特殊细胞，具有自我更新及多向分化潜能。能根据来源的不同，干细胞可分为胚胎干（embryonic stem cell，ES）细胞、诱导性多潜能干（induced pluripotent stem cells，iPS）细胞及成体干（adult stem cell）细胞。不同种类的干细胞具有各自的优势和不足。胚胎干细胞是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养而筛选出的细胞，具有发育全能性，理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。成体干细胞是存在于已经分化组织中的未分化细胞，能够自我更新并特化形成该类型组织的多能细胞。 1.1ES 细胞胚胎干细胞是指当受精卵分裂发育成囊胚时内细胞团的细胞，发育等级较高，可以分化为人体的所有体细胞，是全能干细胞。ES 细胞是目前研究最广泛、最成熟的干细胞体系。自2009 年起，全球共批准了3项人ES（hES）细胞的临床试验，标志着hES 细胞向临床应用迈出了重要的一步。然而，hES 细胞临床应用面临的一个瓶颈问题是免疫排斥反应。体细胞核移植（SCNT）技术能够制备携带患者基因型的hES 细胞，可解决免疫排斥的难题。2013 年，美国Mitalipov 研究团队将人类皮肤成纤维细胞核移植到供体去核卵细胞中，成功建立了SCNT 的hES 细胞[1]，标志着治疗性克隆又向前迈出关键性的一步。然而，hES 细胞建系必须摧毁人类早期胚胎，故存在剧烈的伦理学争议。此外，hES 细胞来源的分化细胞移植到体内存在发展为肿瘤的潜在风险。 1.2iPS 细胞2006 年Yamanaka 实验室利用Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc 4 种因子将鼠成纤维细胞重编程为诱导多功能干细胞，标志着一种新型类胚胎干细胞的问世。PsCs 诱导的本质是使终末分化的细胞重新获得多能干细胞相似的调控网络和表观遗传学特征,迄今,已建立了大鼠[2, 3]、人[4, 5]、猪[6, 7]、猴[8]、兔[9]和绵羊[10]的iPSs细胞系,并证实具有ES细胞的发育全能性。采用体细胞重编程技术可从患者自体细胞获得的iPS 细胞，这不但可解决免疫排斥的难题，而且避免了hES 细胞和SCNT 研究存在的伦理学争论。近年来，采取非整合的病毒载体、mRNA 转染、小分子化合物化学诱导等方法均可将体细胞重编程为iPS 细胞[2,3]。这些技术的改进既可避免肿瘤形成和DNA与宿主整合的相关风险，又可降低iPS 细胞的制备成本，使得大规模制备自体干细胞成为可能。Yamanaka 带

干细胞研究进展及应用前景展望

干细胞研究进展及应用前景展望 摘要： 干细胞是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定条件下可以分化为多种功能的组织和器官，具有重要的理论研究意义和临床应用价值。近年来的研究成果不仅揭示了许多有关细胞生长发育的基础理论难题，也在创伤修复、神经再生、抵抗衰老、糖尿病、帕金森氏症、老年痴呆、白血病、肿瘤等疾病的治疗方面显示了巨大的应用潜力，是应用生物学进入一个崭新的领域。 关键词： 干细胞；分化；诱导性多能干细胞；糖尿病；肿瘤；伦理争议； 正文： 1.干细胞 在人类生命形成的开始，单个受精卵可以分裂发育形成不同的组织和器官，并通过进一步分裂分化，形成生命个体。在成体细胞中，大部分高度分化的细胞则失去了再分化的能力，而特定组织正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生，这种具有在分化能力的细胞，即为干细胞。 干细胞（Stem Cells，SC）是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定的条件下，它可以分化成多种功能的器官组织。这些细胞呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比大，具有较强的端粒酶活性，因此具有较强的增殖能力。 干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，其再生各种组织器官和人体的潜在功能，吸引着越来越多人的眼球。 2.干细胞的研究历史 干细胞的研究被认为起始于二十世纪六十年代，加拿大科学家James E. Till和Ernest A.McCulloch发现并命名造血干细胞之后。 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明，其来源于胚胎干细胞，确立了胚胎癌细胞是一种干细胞； 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子； 1978年，第一个试管婴儿Louise Brown 在英国诞生。 1981年，Evan, Kaufman 和Martin从小鼠胚泡内细胞群分离出小鼠ES细胞，建立了小鼠干细胞体外培养条件，将干细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。 1984-1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、克隆化的胚胎癌细胞，克隆的干细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元细胞和其他类型的细胞。 1992年，Reynolds和Richards先后在成年鼠的纹状体和海马中分离出神经干细胞。

干细胞研究进展

科学前沿论坛 近年来，随着分子生物学、细胞学等基础医学的不断发展，干细胞研究取得了较大的进展，干细胞技术也得到了较高水平的提升。自从1998年报道第一例人类干细胞前体细胞株被成功的分离和培养，干细胞成为了生物医学研究的前沿领域和生命科学研究的热点。干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，其在细胞多能性维持机理、疾病发病机制等基础研究中都有着重要的研究价值。除此之外，干细胞作为体外器官构建和遗传性疾病治疗的首选细胞以及其在再生医学治疗中也是重要的研究对象。目前，国内外科学家在干细胞领域的研究主要有诱导多样性干细胞、单倍体干细胞、成体干细胞以及干细胞在再生医学治疗和其他疾病治疗中的应用。本文首先介绍了干细胞的概念、分类及特征等基础内容，然后重点阐述了干细胞在临床医学领域的研究现状和进展，以求为今后该领域的相关研究提供有价值的参考。 1 干细胞的分类及研究进展 干细胞是指来自于胚胎、胎儿、成人的具有自我更新和不断繁殖以及分化为多种细胞能力的一类细胞，是机体及其他各种组织细胞的初始来源。根据干细胞的来源不同可以将干细胞划分为胚胎干细胞（embryonic stem,ES）、成体干细胞（Adult stem cell）和诱导性多潜能干细胞（Induced pluripotent stem cells, iPSCs）。 1.1 胚胎干细胞 胚胎干细胞（embryonic stem,ES）是由未着床的早期胚胎内细胞团中分离得到的一类干细胞。1981年，小鼠胚胎干细胞被成功的分离和培养，并随着今后的深入研究成为了最为成熟的干细胞体系。此后，科学家相继成功分离和培养得到了牛、羊等大型哺乳动物的胚胎干细胞。1998年，人胚胎干细胞得以分离和培养，并建立了人胚胎干细胞系，而且证明了人胚胎干细胞可以在一定条件下定向分化为心肌细胞、骨细胞以及神经细胞等细胞类型，这也为疾病的治疗提供了种子细胞。胚胎干细胞在体外培养时有较强的增值能力，且染色体的核型和带型都比较稳定；胚胎干细胞无论是在体外和体内培养的条件下都具有多向分化的潜能，可以分化为内胚层、中胚层和外胚层，并进一步被定向诱导分化为相应类型的组织细胞；此外，由于其端粒酶的活性较高，胚胎干细胞还具有高度未分化状态的保持能力。 1.2 成体干细胞 成体干细胞（Adult stem cell）是一种可以在特定的组织中通过其自我更新能力产生来源一致的特异性细胞类型的一类未分化细胞，因此可以作为生成某种细胞的前体。成体干细胞的来源有很多，包括皮肤、肝、肾、骨髓、牙髓、胰腺、脑、视网膜、外周血等，但是成体干细胞并不能定向分化为人体所需的全部类型的组织细胞，而且成体干细胞的数量相对较少，在分离和纯化以及鉴定方面均具有一定的难度。成体干细胞与胚胎干细胞都可以自我更新，并分化成为特定类型的细胞，而且在移植后会出现免疫排斥，但是不同于胚胎干细胞的是成体干细胞在培养过程中不能产生多种细胞类型，分化功能有一定的局限，不能保持长时间的不分化，同时受到多种生长因子的影响，其分化能力会随着年龄的增大而降低，DNA变异增加，这就在一定程度上限制了其应用。但成体干细胞具有较强的可塑性，可以通过核转移技术进行器官移植，有利于降低免疫排斥反应。 1.3 诱导性多潜能干细胞 诱导性多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)首次成功建系是在小鼠体内，2006年，科学家在小鼠的成纤维细胞中导入c-Myc、Oct4、Klf4、Sox24个转录因子，在此条件下成功获得了小鼠多潜能干细胞，并将其命名为诱导性多潜能干细胞（iPSCs），该项研究成功受到了生命科学研究领域的广泛关注，并在此后的不断研究中成功建立了猪、猴、人等多个物种的诱导性多潜能干细胞系。诱导性多潜能干细胞在细胞形态、培养特征、表面标志物、基因表达谱、染色质状态等多个方面与胚胎干细胞高度相似，在人胚胎干细胞研究受到较大伦理争议的今天，诱导性多潜能干细胞的出现以其较大的优势使胚胎干细胞的研究避开了伦理争议，也在一定程度上解决了移植过程中的免疫排斥问题。同时iPS细胞制备技术也得到了较高水平的发展，丙 干细胞研究进展 李 京 河北大学生命科学学院，河北保定 071000 摘 要 干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，在特定条件下能够分化为体内所有类型细胞。 干细胞的研究一直以来是生物医学研究的热点和生命科学研究的前沿领域，并在近几年的研究中取得了显著的进展，尤其是诱导多能性干细胞的出现，成为了干细胞研究领域的里程碑事件。同时我国干细胞技术也得到了较大的发展和进步，并在全世界干细胞研究领域中扮演着重要的角色。本文对干细胞的概念、分类等基础内容，干细胞在基础研究和临床医学方面的应用和研究进展，以及干细胞研究所面临的问题和前景作了如下综述。 关键词 干细胞；分化；临床；应用；进展 中图分类号 Q3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）08-0006-01 作者简介：李京，河北大学生命科学学院。 （下转第39页） SCIENTIST 6