干细胞设计研究的进展和前景

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1、干细胞研究的进展与前景(文献综述)胞生第一组干细胞是人体内最原始的细胞，具有较强的分化再生能力，由于干细胞的应用领域非常广阔，21世纪以来一直被认为是科技发展的热点之一。2000年干细胞研究被美国《科学》杂志列入年度世界十大科学进展。2001年美国《科学》又将其置于2002年值得关注的六大热门科技领域之首。2001年以来，美国、英国、中国等国家已纷纷立法允许应用干细胞进行治疗性克隆的研究。有关干细胞治疗的研究具有不可估量的医学价值，其巨大的临床应用潜力将对医学产生巨大的影响。1、干细胞的定义干细胞（stemcell）是具有自我复制能力的多潜能性细胞，是一种未充分

2、分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织和人体的潜在功能的细胞。2、干细胞的分类2.1根据发育状态分类干细胞根据所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞（embryonicstemcell）和成体干细胞（somaticstemcell）。2.1.1胚胎干细胞：胚胎干细胞是来源于胚胎内细胞团或原始生殖细胞的一种多能细胞系，能以一种不确定的未分化状态扩增，几乎可以向所有成年组织分化。2.1.2成体干细胞：指存在于已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新和分化行成该类型组织。目前发现的成体干细胞有造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干细胞、视网膜神经干细胞、胰腺

3、干细胞等。2.2根据发育潜能分类干细胞根据的发育潜能可分为全能干细胞（totipotentstemcell）、多能干细胞（pluripotentstemcell）和专能干细胞（unipotentstemcell）。2.2.1全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能，如受精卵，胚胎干细胞。2.2.2多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制，如骨髓多能干细胞。2.2.3专能干细胞：这类干细胞只能像一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层干细胞，肌肉中的成肌细胞。1、干细胞的获得3.1体外培养法200

4、7年，JamesA.Thomson在Wisconsin大学领导的研究小组从人胚胎组织中培养出了干细胞株[1]。他们使用的方法是：人卵体外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取内细胞团细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面标记和酶活性，证实它们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15~20干细胞用于培养。虽然通过体外培养的方式可以获得多能细胞系，但是使用这种方式获得的细胞系有限。这种非病人自身细胞在细胞移植治疗中同样存在配型和免疫排斥问题。3.2体细胞核移植研究表明，多种类型的已分化细胞的核移植到去核的卵母细胞内均可以产生多能性干细胞，进而完成全部发育过程

5、产生成活健康的个体[2,3]。通过核移植方式获得的胚胎干细胞样细胞的多能性也得到了证实[4]。核移植提供了一条获得病人自身特异性多能性干细胞的途径，从而实现“治疗性克隆”。将染色体移植到除去染色体的有丝分裂期受精卵内可以达到相同的效果[5]。使用这种方式获得多能干细胞，可以利用废弃的受精卵，还可以利用受精异常的非整倍体受精卵。虽然通过核移植可以获得个性化的多能性干细胞，但是在获得干细胞的过程中使用了异体卵母细胞，同样涉及到伦理问题，有可能限制这种方法的使用。3.3细胞融合法原生殖细胞与成体胸腺淋巴细胞融合后获得的杂合细胞在形态上与原生殖细胞相同，这提供了一条新的

6、获得多能性干细胞的途径。成体胸腺细胞和胚胎干细胞融合后形成的杂合细胞在很多方面显示出了多能性。并且，该杂合细胞在体内可以形成含3个原始胚层的杂合胚胎。这一结果证明了干细胞可以使与之融合的成体细胞基因重新编程，获得多能性[6]。以融合方式获得的杂合细胞的多能性已经得到证实[7]。1、干细胞的研究现状4.1美国干细胞研究现状在干细胞研究邻域，美国保持着绝对的领先地位。从最初的骨髓移植算起，干细胞研究在美已进行了30年。目前在美国已建立起16株人胚胎干细胞系[8]，在胚胎干细胞的诱导分化，基因调控以及相关组织工程均取得一大批研究成果和专利。2002年4月，美国国家卫生

7、研究所决定拨款350万美元，资助4所机构进行人类胚胎干细胞研究。这是美国总统布什宣布允许有限支持人类胚胎干细胞研究以来，美政府向该领域投入的首笔大额经费。2005年10月，美国食品和药物管理局(FDA)也已批准将神经干细胞移植入人体大脑。2006年财力雄厚的哈佛大学宣布正式启动通过克隆人类胚胎提取干细胞的研究项目，并投巨资建立美国最大的干细胞研究中心。2011财年，美国国立卫生院（NIH）将投入3.58亿美金支持成体干细胞研究[9]。4.2英国干细胞研究现状2001年1月，英国第一个将克隆研究合法化，允许科学家培养克隆胚胎以进行干细胞研究，并将这一研究定性为“治

8、疗性克隆”[10]。20