人胚胎干细胞建株与维持培养条件的优化.doc

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1、人胚胎干细胞建株与维持培养条件的优化摘要：人胚胎干细胞(humanembryonicstemcell,hESCs)是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有无限增殖、自我更新和全能分化的特性。无论在体内还是体外环境，人胚胎干细胞都能分化为机体几乎所有类型的细胞基于其金能分化性，胚胎干细胞成为治疗各种退行性疾病的理想细胞来源。然而，在目前培养条件下所建立的胚胎干细胞株,仍然存在动物源性物质潜在污染的问题。因此，更优化的建株及培养条件十分重要。关键词：人胚胎干细胞(hESC)；内细胞团；饲养层细胞；培养条件;mTESRl中图分类号：Q2-33

2、文献标识码：A文章编号：1007-7847(2014)04-0349-04人胚胎干细胞(humanembryonicstemcell,hESCs)是从早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有无限增殖、自我更新和全能分化的特性，基于这些特性，胚胎干细胞可以被广泛地利用于个体发育研究、药物药理、干细胞移植治疗等多个领域。尤其是胚胎干细胞移植治疗方面，被认为是治疗由于细胞退化及功能丧失所导致的多种退行性疾病的最有前景的治疗手段。1998年美国Thomson实验室建立起第一株人胚胎干细胞，同年，SHAMBLOTT小组从人原生殖崎细

3、胞及肠系膜细胞中分离出多能干细胞，以后的十儿年中，虽然人胚胎干细胞的建株及维持培养条件不断地改进，但仍然没有解决异源性物质潜在污染的问题，最优化的培养条件的建立对于干细胞研究的发展以及最终的临床应用都是极其重要的。在此，本文从不同方面总结了在人胚胎干细胞建株和维持培养条件上所取得的进步。1经典的建株和维持培养方法与存在的问题经典的胚胎干细胞建株的方法是基于小鼠胚胎干细胞建株与维持培养方法的基础上的，采用免疫外科学的方法，用Tyrode，s液去除透明带,用动物抗人抗体与囊胚的滋养层细胞结合，清洗并添加不含抗体的培养基，然后利用动物血清使滋养层细胞

4、溶解，从而得到内细胞团(innercellmass,ICM),继而将ICM转移到以小鼠胚胎成纤维细胞(mouseembryonicfibroblast,MEF)或者永生的MEF(STOline)作为饲养层细胞(feedercell)的条件中培养，最终得到胚胎干细胞。建立起来的胚胎干细胞株具有以下儿个方面的特点：1)具有无限增殖的能力及自我更新、自我修复的能力，且在增殖过程中能够保持核型的稳定性；2)细胞表达全能性基因；3)无论在体内还是在体外环境中，都能分化成为机体所有类型的细胞。自此后的许多年，人们一直延用这种建株及维持培养的方法，但是这种方

5、法有其不可避免的弊端，传统的培养办法中采用小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层细胞，同时在培养基中包含了一些动物源性的成分，这些外源性成分会对人胚胎干细胞造成潜在的污染，使其存在应用的风险。2建株的细胞来源及细胞分离方法的发展情况2.1干细胞的来源传统的方法通过获得ICM,继续培养来建立胚胎干细胞株。有研究人员采用将已经建成的人胚胎干细胞与体细胞融合以及利用孤雌生殖的方法来获得囊胚，继而从中获得胚胎干细胞，这种方法所获得的细胞，由于染色体数目上的异常，并不是理想的方法。人们也尝试从桑甚期的胚胎和已经停止发育的胚胎中获得胚胎干细胞，但是由于建株成功率太低

6、(1.5%),也不能成为有效的办法。采用类似于植入前诊断(preimp1antationgeneticdiagnosis,PGD)的方法，Chung等通过显微操作的手段，从处于8细胞期的胚胎中取出单卵裂球，与亲辈胚胎共培养后，转移到培养皿中培养，以期使具体的个体可以有遗传背景完全一致的金能干细胞，并成功建立起胚胎干细胞株。然而，没有一个被取出单卵裂球的胚胎继续发育成为一个完整的个体，使得这种方法不能被广泛地应用。有学者利用体细胞核移植(somaticcellnucleartransfer,SCNT)技术，将已经建立起来的胚胎干细胞的细胞核移植到

7、卵细胞内，继续培养至囊胚后从中分离内细胞团建株，但是，利用这种方法并没有建立起胚胎干细胞株。为了获得疾病特异性的多能干细胞，有学者通过逆转录病毒载体转染和基因重编程的方法，使得已经是终末分化的体细胞重新具有干细胞的特性，这就是我们所熟悉的诱导多功能干细胞(inducedpluripotent,stemcell,iPS)。这种方法建立起来的iPS株具有一定的优势，由于体细胞是取自接受移植治疗患者本人，这就最大程度避免了异体移植有可能产生的移植排斥反应，成为了获得干细胞的另一重要来源。2.2内细胞团的分离方法第一株人胚胎干细胞的分离过程中，使用了动

8、物抗人抗体及动物血清等动物源性的成分，由于这些动物源性成分可能对人胚胎干细胞造成潜在的污染，使得用这种方法建立起来的人胚胎干细胞株在后期的应用中存在风