干细胞技术研究进展与应用

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1、干细胞技术研究进展与应用中国•长春2013年7月干细胞技术研究进展与应用摘要：干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和麻劲的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点，势将导致一场医学和牛物学革命。干细胞技术最显著的作川就是：能再造一种全新的、正常的其至更年轻的细胞、纽织或器官。人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍牛组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以广泛用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症，诸如白血病、早老性痴呆、帕金森氏病、糖尿病、中风和脊柱损伤等。从理论上说，应川干细胞技术能治疗各种疾病，口其佼很多传统治疗方法具有

2、无可比拟的优点。关键词:干细胞技术；胚胎干细胞；成体干细胞；iPS细胞1引言十细胞存在于人体的各个组织，分为胚胎十细胞和成体十细胞。胚胎十细胞的分化和增殖构成动物发育的基础；而成体F细胞的进一步分化则是成年动物组织和器官修复再生的阜础。干细胞技术，又称为再生医疗技术，是指通过对于干细胞进行分离、体外培养、定向诱导、甚至基因修饰等过程，在体外繁育出全新的、正常的捷至更年轻的细胞、纽织或器官，并最终通过细胞纽织或器官的移植实现对临床疾病的治疗。干细胞技术在医学和农业上有巨人的应用潜力，在1999年被《Science》杂志列为世界十大

3、科技进展Z首，2000年再度入选世界十大科技进展。2干细胞技术的研究进展2.1干细胞技术的基本原理和方法干细胞技术的基本原理是利用干细胞的可塑性。胚胎干细胞是最原始的细胞，它具有为胚胎细胞相似的形态特征及分化潜能。在饲养层上或含有白血病抑制因子或分化抑制因子的培养基屮培养时保持未分化状态，但在适当条件下可被诱导化。在这种细胞注入受体胚胎时，能参与各种组织器官发冇，形成嵌合体。正是由于这些特征，胚胎T细胞具有分化为一切细胞的潜能。多能T•细胞和专能T细胞也具有分化为相应细胞的能力。要获得所需的各级细胞，首先是干细胞的分离、获取，在

4、适宜的条件下进行培养，然后诱导分化为冃的细胞。胚胎干细胞(ESC)技术的基木方法⑴：胚胎干细胞研究应用的第一步是建立体外胚胎干细胞系。有两种方法，其一是来白受精卵的精卵细胞体外受精，在囊胚期取内部的愈伤组织于培养基小培养，经T•细胞克隆可分别分化为心肌、血液、神经、骨髓、皮肤等干细胞。其二是体细胞核移植技术，通过该技术将其体细胞的细胞核显微注射至去核的人卵细胞中，这种包含少供体完全相同遗传物质的复合卵细胞在体外培养发育成胚胎。成体干细胞(ASC)技术的基木方法⑵：对ASC的研究还只是初级阶段，除造血干细胞外，分离、捉纯极微量的具

5、它组织的ASC技术问题尚未完全解决。骨髓ASC间充质干细胞(MSC)的分离，目前最帘川的方法是将骨髓细胞进行密度梯度离心分离，收集低密度细胞层接种于MSC标准培养液屮5~7d后观察到有梭形细胞粘附丁•槊•料培养板表而，这就是MSC通过换液除去未贴壁细胞后进行传代培养，接近融合的细胞对用胰酶消化。3干细胞技术的应用3.1干细胞技术在水生动物领域的应用鱼类胚胎T细胞的培养研究已经从小型模式种类(如青鏘和斑马鱼)扩人到养殖种类。Chen等⑶从海水养殖鲂鱼^Lateolabraxjaponiucs)^胚期受精卵获得干细胞并建成-个多能细

6、胞系(IJES1),该研究显示，通过培养的胚胎干细胞进行遗传操作进而培育血类新晶种具有广阔前景。硬骨血类成体视网膜对研究脊椎动物中枢神经系统持续的和损伤诱导的神经发牛是一•个重要的模型。大量证据表明那些为视网膜边缘和视干细胞提供神经元的祖细胞就來自多能干细胞而在视网膜中与生长关联的神经发生的行为部分是由生长激素/胰岛素样生长因子7轴调节的。海洋扁形动物(neoblasts)-F细胞是多能的(很可能是全能的)未分化细胞在成休牛活期间具有增殖能力所有的体细胞和牛殖细胞都來白干细胞。川胸腺唬唳脱氧核背类似物5-漠-2-脱氧尿:肯(Br

7、dU)Macrostomumsp.S-期细胞，发现S-期细胞就^neoblasts,分布于身体两侧的带状区域而身体中轴线附近和眼前部区域没冇标记细胞。这一结果与用抗磷酸化组蛋白113抗体显示冇丝分裂细胞的分布是一致的。BrdU标记还表明上皮细胞的更新非常频繁。在海绵动物干细胞的研究中，使用了来口Suberitesdomuncula切碎的约lnrnf小块组织(primmorphs),培养在有或形态发生因了无硅酸盐和三价铁离了的培养基中(RPM11640/soawator)。在primmorphs中发现2个编码基因，他们编码的蛋口质

8、出现于高等后生动物的干细胞。一个是noggin基因，在两栖类组织者出现；另一个基因编码间质T细胞样蛋口。在有硅酸盐和三价恢离子的培养基中，priimnorphs中noggin的表达显著上调,而后者表达被抑制。干细胞技术能够渗透进海洋动物研究的许多方面。将胚胎干细