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1、干细胞的研究进展【摘要】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。 【关键词】干细胞;生物学特性;可塑性;分离培养;应用 Advancesinstudyofstemcells 【Abstract】Stemcellsarenon-specializedcellsultipledifferentiationpotential.Theapplicationofstemce
2、llshasnearlyinvolvedinalltheresearchfieldonlifesciencesandbiomedicineinrecentyears.Thisarticlesummarizesthebiologicalcharacteristicofstemcells,andreviecell’splasticity,isolation,cultureinvitro,anditsextensiveapplicationinbasicresearchandclinicalapplication.Theprospectsofstemcellsarea
3、lsodiscussed. 【Keycells;biologicalcharacteristic;plasticity;isolation;cultureinvitro;application干细胞(stemcells)是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小,同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞,从而医学界称之为“万用细胞”。1981年英国的Evans和Kaufman用延缓着床的胚泡首次成功地分离了小鼠胚胎干细胞,从而在全球掀起了有关干细胞的研究热潮。1997年2月英国苏格兰罗斯林研究所威尔穆
4、特博士等成功克隆出“多利”绵羊,1998年11月,美国Thomson〔1〕和Gearhart〔2〕分别用不同的方法获得人胚胎干细胞及胚胎生殖细胞,此后,干细胞的研究便进入了一个全新的时代。1999年,有关干细胞的研究被Science评为1999年度十大科学进展之首。2000年12月干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。本文就近几年来干细胞的研究进展综述如下。 1干细胞的生物学特性 根据干细胞的发育阶段,可将其分为胚胎干细胞(EmbryonicStemCell,ES)和成体干细胞(AdultStemCell,AS)。胚胎干细胞即具有分化为
5、机体任何一种组织器官潜能的细胞,包括胚胎干细胞、胚胎生殖细胞(EmbryonicGermCell,EG)。成体干细胞即具有自我更新能力,但通常只能分化为相应组织器官组成的“专业”细胞,它是存在于成熟个体各种组织器官中的干细胞,包括神经干细胞(NeuralStemCe11,NSC)、血液干细胞(HematopoieticStemCell,HSC)、骨髓间充质干细胞(MesenchymalStemCell,MSC)、表皮干细胞(EPidexmisStemCell)、肝干细胞(HepaticStemCell)等。 1.1胚胎干细胞的生物学特性 胚胎干细胞最早是直接从
6、小鼠早期胚胎分离建系的,它们具有其自身的生物学特性。与其他细胞系相比较,胚胎干细胞的特点在于:(1)具有不断增殖分化的能力,所以,在体外培养条件下可以建立稳定的干细胞系,并保持高度未分化状态和发育潜能性。1999年Soiter等〔3〕利用这个特性将ES/EBs及其分化细胞作为有关药物的针对筛选系统,进行药物毒性检测实验。(2)具有高度的发育潜能和分化潜能。体内外可分化出外、中、内三个胚层的分化细胞,可以诱导分化为成体细胞内各种类型的组织细胞。胚胎干细胞含有正常二倍染色体,具有种系传递功能,能广泛参与宿主胚胎各组织器官的生长发育,并形成包括生殖系在内的合体后代生殖
7、细胞。1995年Pacacio等〔4〕利用骨髓基质细胞或其培养液,将胚胎干细胞在体外诱导分化为造血干细胞。1997年Baker等〔5〕在缺乏新霉素(geicin,g418)的条件下,将Rosaβ-geo基因转染胚胎干细胞后能在体外诱导分化为软骨细胞。同年Deni等报告将胚胎干细胞通过悬滴培养可分化出脂肪细胞。(3)能进行体外培养扩增,还可以对其进行遗传操作选择,如导入异源基因、报告基因或标志基因,诱导某个基因突变等。扩增、遗传操作及冻存均不丧失其多能性。冻存的细胞可在需要时随时解冻,继续培养不失其原有特性。 1.2成体干细胞的生物学特征 干细胞在分化为特化细
8、胞之前常产生一种或几种祖