干细胞的研究进展

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1、徐志邦向乾艳杨树江杨晓鹏马佳红干细胞研究进展什么是干细胞？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”。干细胞的相关术语近来由于分离和培养第一个人多能干细胞系的成功，予人以极大的惊喜，在生物医学的研究上，又开辟了一个新疆界。人类多能性干细胞系的发展值得人们开展严密的科学考察，对新的疗法进行评估，以及预防策略和对伦理问题的公开讨论。为了能理解这一发现的重要性以及相关的科学、医学和伦理问题，

2、首先我们必须把有关的术语和定义弄明白。DNA：构成基因的脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid）的缩写。基因(Gene)：位于染色体上一个特定位置的DNA片段，是一种遗传功能单位。一个基因可直接指导功能酶和蛋白质的合成。体细胞（Somaticcell）：除卵子或精子之外的细胞。体细胞核转移（Somaticcellnucleartransfer）：将体细胞的细胞核转移到去核卵细胞的过程。干细胞（Stemcells）：一种经培养可进行不定期分化并产生特化细胞的细胞。多能性的（Pluripotent）：可分化出一种器官的多种组织的潜

3、能全能性的（Totipotent）：具有无限的分化潜能。全能细胞能够专门化外胚膜和组织，胚胎和所有胚后期组织和器官。专能干细胞（Multipotent）：多能干细胞进一步分化成专能干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，比如神经干细胞，可以分化成各类神经细胞；造血干细胞，可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。干细胞的发展史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特博士等成功克隆出“多利”绵羊。1998年11月,

4、美国Thomson和Gearhart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领域。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。干细胞的研究进展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(ES)和成体干细胞(AS)。胚胎干细胞即具有分化为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(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

5、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(NSC)、血液干细胞(HSC)、骨髓间充质干细胞(MSC)、表皮干细胞、肝干细胞等。1.1胚胎干细胞的生物学特性胚胎干细胞最早是直接从小鼠早期胚胎分离建系的,它们具有其自身的生物学特性。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

6、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细胞。1995年Pacacio等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等在缺乏新霉素(geneticin,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

7、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胞之前常产生一种或几种祖细胞，然后由祖细胞分化产生特化细胞。与胚胎干细胞相比较，成体干细胞有以下几个特点：(1)成体干细胞体积小，细胞器稀少，RNA含量较低，在增殖过程中处于相对静止状态，在组织结构中位置相对固定。(2)成体干细胞数量很少，其基本功能是参与组织更新，创伤修复及维持机体内环境稳定。研究结果表明，即使在含量丰富的骨髓中，每10，000～15，000个骨髓细

8、胞中只有一个造血干细胞，人和动物皮肤中的干细胞含量仅为7%～8%。Reynolds等实验证明成体哺乳动物脑内的神经干细胞数量极少，仅占室下带区中相对静止细胞数的0.