人胚胎干细胞研究的临床意义详细内容

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1、人胚胎干细胞研究的临床意义详细内容[关键词]人胚胎干　1998年11月，美国James和JohnGearhart领导的2个科学小组分别发表论文阐述如何利用囊胚和原始的胚胎生殖细胞培养出可能的人全能型胚胎干细胞（EScells）和胚胎生殖细胞系（EGcells）［1，2］。ES细胞最引人关注的2条特征是:ES细胞能在体外条件下生长，在原始的去分化条件下能够无限地分裂;同时在体外培养的所有时间内都能保持胚胎来源细胞的一个关键性特征—全能性，即发育成成体中各种细胞的能力。　　ES细胞的应用前景十分令人鼓舞。胚胎干细胞可以作为研究人类胚胎发育、出生缺陷及胚胎瘤等疾病的新的手段;可以用于至

2、今为止尚未进行的关于的方法;制造人类疾病模型以利用于基础研究、药物开发和毒理学研究，如果克隆技术可以从患者自体组织中获得干细胞，则它们可解决用于治疗退行性疾病的组织短缺以及结束在移植治疗中使用免疫抑制剂;另外干细胞还可以用来作为基因治疗的一种新的基因运载系统。总之，其前景十分广泛。　　1胚胎干细胞的一般定义特征　　考虑到ES或EG细胞的特性，可以认为有一些表型是所有的ES细胞都应该具有的，其他一些特点可能是属于从不同种属或不同组织中分离出来的某种特定全能性细胞所特有，或表现出在胚胎发育过程中某个特定阶段所具有的特征。一般认为全能性干细胞所应具有的特征如下:（1）来源于一个全能性的

3、细胞群体;（2）具有正常的细胞核型;（3）具永生性，在胚胎状态下能无限制的分裂;（4）培养的细胞株在体外或在畸胎瘤中能自发分化成胚胎外组织（extraembryonictissues）和分属所有3种胚层的体细胞。但到目前为止，所有已培养成功的哺乳动物细胞中，除小鼠外，灵长类动物ES细胞只满足上述4条标准的前3条。一些研究人员将ES细胞的定义限定为那些能分化成包括生殖细胞在内的所有的细胞。但出于伦理上的原因，来源于人的ES细胞不可能进行试验以验证是否满足这一标准。因此，如果来源于人的细胞能满足其他3条关于ES细胞的一般定义，我们就认为它属于ES细胞。需要指出的是，要从体外培养或畸胎

4、瘤试验验证一个ES细胞能否分化成所有组织类型的细胞是十分困难的，因为不论在体外培养条件下或畸胎瘤中，一些组织都是十分罕见的。　　2胚胎干细胞的最新研究　　JamesThomson和同事于1998年报道利用治疗不孕症所遗弃的囊胚分离出ES细胞。他们所使用的技术与分离小鼠ES细胞相似:将可能抑制ES细胞培养的滋养外胚层去除，内层细胞团移植到小鼠胚胎来源的成纤维细胞饲细胞层上，经过短暂的粘附和展开的过程，将细胞重新分散（disaggregated）并转移到另外的饲细胞层，在培养基和培养系统与方面，培养人ES细胞与小鼠ES细胞并没有太大的不同，而且人ES细胞的成功率相对还要高一些。Tho

5、mson等人培养猴ES细胞的工作无疑对他们首先成功培养人ES细胞是有很大帮助的。灵长类的全能性干细胞在很多方面与小鼠ES细胞是不同的，特别是在外形上，且灵长类全能性干细胞不容易分散成单个的细胞。因此，要正确辨认出所需的ES细胞并在传代过程中做到正确处理是十分重要的。但还有一个重要的条件，即人胚胎培养过程的改进，其包括不同发育阶段使用不同的培养基的两步培养系统，这使得能高效地得到高质量的人囊胚［4］。　　Shamblott和同事［2］在《美国科学院论文集》上发表论文，报道从受精5～9周的胚胎和胎儿性腺中分离出全能性细胞。尽管人们对人体中原始生殖细胞的成熟过程的小细节知之甚少，但科学

6、家们确实知道这个过程包括生殖母细胞迁移至性腺并开始扩增，随后性腺出现明显的性别分化。在这个阶段的胚胎和胎儿性腺中已经可以发现有表达生殖母细胞标志性分子的细胞［5］。Shamblott小组所使用的培养系统利用了已知能支持小鼠生殖母细胞在体外存活和有丝分裂的一些因子，即STO成纤维细胞饲细胞层、成纤维细胞生长因子、白血病抑制因子（LIF）和forskolin［6］。由以上2种方法培养出的细胞在多大程度上能符合ES或EG细胞的一般标准?2种培养物都来源于全能性的细胞群，都能在体外培养过程中保持有正常的细胞核型。Thomson小组培养出的细胞株已经传代许多次，且细胞含有端粒酶活性，这2点

7、都提示这个细胞株是永生的。Shamblott的EG细胞虽没有培养那么久，但也没有迹象显示这些细胞将会死亡。从囊胚中分离出的细胞能形成包含所有3个胚层组织的畸胎瘤，且个别组织表现为高级的组织结构性（例如可以形成神经管）。但是在体外情况下，细胞分化的证据只能限定于能表达一些滋养层和内皮层形成的某些标志性分子（如人绒毛膜促性腺激素和α-甲胎蛋白）;从生殖细胞来源的细胞株中没有能在体内形成畸胎瘤的证据，但是作者确实观察到了在胚状体（embryoidbodies）中存在细胞进行分化的情况。