当前位置:文档之家› 自噬和自噬性细胞死亡与肿瘤的关系及研究进展

自噬和自噬性细胞死亡与肿瘤的关系及研究进展

自噬和自噬性细胞死亡与肿瘤的关系及研究进展
自噬和自噬性细胞死亡与肿瘤的关系及研究进展

细胞死亡的分类

博士生资格考试综述(2005年10月24日) 细胞死亡的分类 吕冰峰 北京大学基础医学院免疫学系分子免疫实验室 北京大学人类疾病基因研究中心 摘要:细胞死亡是多细胞生物生命过程中重要的生理或病理现象。细胞死亡有很多种,基于不同的分类标准,其分类结果也不一样。细胞死亡有程序性和非程序性之分,后者即坏死。程序性细胞死亡按其发生机制不同可以分为凋亡、自吞噬性程序性细胞死亡、Paraptosis、细胞有丝分裂灾难、胀亡等。也有很多学者按照死亡时细胞的形态特征进行分类:按照细胞核形态可以分为凋亡、凋亡样程序性细胞死亡、坏死样程序性细胞死亡和坏死;按照Clarke形态学分类,程序性细胞死亡分为I、II、III类。形态学分类与机制分类有很大的重叠,我们总结了它们的对应关系。 关键词:程序性细胞死亡,凋亡,自吞噬,Paraptosis,细胞有丝分裂灾难,胀亡,坏死 一、前言 多细胞生物的发育及生存依赖于其细胞分裂增殖和死亡之间的平衡,一旦这种平衡被打破,就会发生胚胎发育异常、退行性疾病以及癌症等。所以在进化过程中,多细胞生物逐渐拥有了复杂而精密的调节机制维持这种平衡。 细胞的死亡形式多种多样,在过去的150年其分类主要基于形态学[1]。而在最近的30年里,由于死亡分子机制方面的研究取得长足进步,使得死亡的分类更加科学化。但是,由于认识的局限性,细胞死亡分类的现状是形态和机制并存,甚至给人一种混乱的感觉,本文将对现有的细胞死亡分类加以综述,并尽量将形态学分类与机制分类联系起来。 二、非程序性细胞死亡 程序性细胞死亡的共同点在于它们是细胞主动的死亡过程,能够被细胞信号转导的抑制剂阻断,而非程序性细胞死亡则是细胞被动的死亡过程,不能被细胞信号转导的抑制剂阻断[2]。 非程序性细胞死亡即坏死,是指细胞在受到环境中的物理或化学刺激时所发生的细胞被动死亡[3]。其主要形态学特点是胞膜的破坏,细胞及细胞器水肿(胞

肿瘤干细胞研究进展

肿瘤干细胞的研究进展 Researchprogressintumorstemcells 摘要: 肿瘤干细胞具有高度增殖和分化能力,但又不同于普通干细胞,此类干细胞还具有发展成为肿瘤的特性,已经成为抗肿瘤研究的靶细胞,肿瘤干细胞研究进展迅速,深入研究肿瘤干细胞的特性,对恶性肿瘤的诊断,治疗和预后评估具有重要意义。本文对肿瘤干细胞的起源、表面标志、肿瘤干细胞生长的微环境及其临床意义进行了阐述。 关键词:肿瘤干细胞干细胞肿瘤综述文献 Abstract: Cancer stem cells have the ability to proliferate and differentiate, but they are also different from common stem cells. This kind of stem cells also have the characteristics of tumor development. In this paper, we describe the origin of tumor stem cells, the surface markers, the micro environment of tumor stem cells and their clinical significance . Keywords:Tumor stem cellsStem cellsTumorOverview 一、前言 肿瘤干细胞是肿瘤中具有干细胞特性的一类细胞,既具备高度增殖能力与自我更新能力,也具备多向分化潜能的细胞,这部分细胞虽只占少部分,但却是肿瘤发生、发展的关键。肿瘤干细胞增殖过程中,通过不均一分裂,一个肿瘤干细胞分裂形成一个新的肿瘤干细胞和另一个可最终分化为包括肿瘤细胞在内的各种细胞的子细胞,其结果是维持肿瘤干细胞数目稳定并产生肿瘤。近几年来,肿瘤干细胞的研究已经成为热点,在多种肿瘤组织中发现并鉴定了肿瘤干细胞。目前国内肿瘤干细胞还处于基础研究阶段,国外肿瘤干细胞在实验研究方面已经取得了一定的进展,而且也在临床应用研究方面有一定的突破[1]。文章对肿瘤干细胞的起源、表面标志、与干细胞及肿瘤的关系及其临床意义进行了阐述。 二、肿瘤干细胞的起源

细胞坏死凋亡和细胞程序性死亡

细胞坏死necrosis、细胞凋亡apoptosis、 细胞程序性死亡programmed cell death(PCD) 死亡是生命的普遍现象,但细胞死亡并非与机体死亡同步,在正常的组织中,经常发生“正常”的细胞死亡,它是维持组织机能和形态所必需的;细胞死亡的方式通常有3种:即①细胞坏死(necrosis)。②细胞凋亡(apoptosis)。③细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)。 Ⅰ.细胞坏死 细胞坏死是细胞受到化学因素(如强酸、强碱、有毒物质)、物理因素(如热、辐射)和生物因素(如病原体)等环境因素的伤害,引起细胞死亡的现象。坏死细胞的形态改变主要是由下列2种病理过程引起的,即酶性消化和蛋白变性;参与此过程的酶,如来源于死亡细胞本身的溶酶体,则称为细胞自溶(autolysis);若来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体,则为异溶(heterolysis)。 细胞坏死初期,胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解,结构脂滴游离、空泡化,蛋白质颗粒增多,核发生固缩或断裂。随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂,以及嗜碱性核蛋白的降解,细胞质呈现强嗜酸 性,故坏死组织或细胞在苏木精 /伊红染色切片中,胞质呈均一 的深伊红色,原有的微细结构消 失。在含水量高的细胞,可因胞 质内水泡不断增大,并发生溶 解,导致细胞结构完全消失,最 后细胞膜和细胞器破裂,DNA 降解,细胞内容物流出,引起周 围组织炎症反应(图1)。 图1细胞坏死与凋亡的形态区别

Ⅱ.细胞凋亡 细胞凋亡(cell apoptosis)是借用古希腊语,表示细胞象秋天的树叶一样凋落的死亡方式,1972年Kerr最先提出这一概念,他发现结扎大鼠肝的左、中叶门静脉后,其周围细胞发生缺血性坏死,但由肝动脉供应区的实质细胞仍存活,只是范围逐渐缩小,其间一些细胞不断转变成细胞质小块,不伴有炎症,后在正常鼠肝中也偶然见到这一现象。 凋亡是一个形态学概念,是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡现象,不是一件被动的过程,而是主动过程,是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用。 凋亡细胞的主要特征见表1,共有:①染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体(图1、2);②凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症;③凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质,但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止;④核酸内切酶活化,导致染色质DNA在核小体连接部位断裂,形成约200bp整数倍的核酸片段,凝胶电泳图谱呈梯状;⑤凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性变化。 表1细胞凋亡和细胞坏死的区别 区别点细胞凋亡细胞坏死 起因生理或病理性病理性变化或剧烈损伤 范围单个散在细胞大片组织或成群细胞 细胞膜保持完整,一直到形成凋亡小体破损 染色质凝聚在核膜下呈半月状呈絮状 细胞器无明显变化肿胀、内质网崩解 细胞体积固缩变小肿胀变大 凋亡小体有,被邻近细胞或巨噬细胞吞噬无,细胞自溶,残余碎片被 巨噬细胞吞噬 基因组DNA 有控降解,电泳图谱呈梯状随机降解,电泳图谱呈涂抹 状 蛋白质合成有无 调节过程受基因调控被动进行 炎症反应无,不释放细胞内容物有,释放内容物。

细胞程序性死亡机制的研究

JournalofShanxiAgriculturalSciences 细胞程序性死亡机制的研究 苑丽霞1,2,孙毅3,杨艳君1,赵鸿飞4 (1.晋中学院生物科学与技术学院,山西晋中030600;2.山西农业大学,山西太谷030801; 3.山西省农业生物技术研究中心,山西太原030031;4.中国人民解放军某部队后勤部农林管理处,甘肃兰州732750) 摘要:细胞程序性死亡是细胞在自身基因编码、多种因子调控的作用下发生的一种正常的生理反应。它是植物和动物生长发育过程中的一种普遍现象,已成为当前生物学的研究热点之一。介绍PCD的概念和基本特征,重点说明了PCD的作用机制,同时展望了PCD研究中有待进一步解决的问题和实际意义。 关键词:细胞程序性死亡;PCD;生长;发育;细胞凋亡 中图分类号:Q255文献标识码:A文章编号:1002-2481(2008)08-0015-03 TheResearchonMechanismofProgrammedCellDeath YUANLi-xia1,2,SUNYi3,YANGYan-jun1,ZHAOHong-fei4 (1.CollegeofBiologicalScienceandTechnology,JinzhongUniversity,ShanxiJinzhong030600,China;2.ShanxiAgriculturalUniversity,ShanxiTaigu030801,China;3.Agri.BiotechnologyResearchCentreofShanxiProvince,ShanxiTaiyuan030031,China;4.DepartmentofAgricultureandForestryManagementLogisticsDivision,ChinesePeople'sLiberationAArmy63600 Troops,GansuLanzhou732750,China) Abstract:Programmedcelldeath(PCD)isanormalphysiologicalresponsesthatoccurincellsunderthecontroloftheirowngeneticcodingandavarietyoffactors.Itisauniversalphenomenonintheprocessofgrowthanddevelopmentofplantsandanimals,andhasbecomeoneofthefocusofbiologicalresearches.ThearticleintroducestheconceptandthebasiccharacteristicsofthePCD,highlightsthemechanismofPCD,andoutlookstheproblemsandpracticalsignificancethatneedtofurtherstudyintheresearchofPCD. Keywords:Programmedcelldeath;PCD;Growth;Development;Apoptosis 细胞的死亡是个体存活的正常现象。细胞中既存在着存活途径,也存在着死亡途径。生物体内健康细胞在特定的细胞外信号的诱导下,死亡途径被激活,在有关基因的调控下发生死亡,细胞的这种死亡方式称为细胞程序性死亡(Programmedcelldeath,PCD)[1]。1细胞编程性死亡的概念 PCD的定义最早由Gluchsman于1951年在研究两栖动物的变态现象时首先提出。它是指生物体生长发育过程中,由自身基因编码的、主动并有序的进程,是生物体新陈代谢过程中正常的生理反应(PennelandLamb,1997)[2]。1972年Kerr,J.F等在研究组织变化时又创用了细胞凋亡(apoptosis)一词,是指细胞受到生理或病理刺激发生的死亡。apoptosis源自古希腊语,原意是指秋天树木落叶之意,用来表示细胞的这种死亡方式比较形象化。然而从生物学意义上来讲,细胞程序性死亡则更要贴切一些,因为细胞的这种死亡并不是因受体外因素的影响而发生枯萎,而是个体发育、存活所必须的正常秩序的一部分。现在,细胞凋亡和细胞程序性死亡作为两个同义词在学术界同时使用[1]。然而,细胞程序性死亡在性质上完全不同于细胞坏死(necrosis)。细胞坏死是指细胞受到极端的物理、化学因素的刺激引起的细胞死亡。细胞坏死时质膜和核膜发生断裂,细胞质溢出,影响到周围细胞,发生炎症反应。而细胞编程性死亡过程比较平稳,无炎症反应[1]。 2细胞程序性死亡的主要特征 细胞程序性死亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程[3]。细胞程序性死亡对于多细胞生物个体发育的正常进行,自身平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。在PCD发生过程中,一般伴随有特定的形态、生化特征出现。其形态学上分为三个阶段:凋亡的起始,主要表现为细胞表面的特化结构入微绒毛的消失,细胞间接触的消失。凋亡小体的形成,核染色质断裂为大小不等的片段,与某些细胞器聚集,为反折的细胞膜所包围,使细胞表面产生许多泡状或芽状突起,以后逐渐分割,形成单个的凋亡小体。凋亡小体逐渐为邻近的细胞所吞噬并消化。 细胞凋亡的发生过程中,最重要的生化特征是由于核小体间的断裂DNA产生含有不同数量核小体单位的片段,在进行琼脂糖凝胶电泳时,形成特征性的梯状条带;同时组织转谷氨酰胺酶(tissue *收稿日期:2008-06-11 作者简介:苑丽霞(1980-),女,山西武乡人,讲师,主要从事分子遗传与基因工程方面的研究工作。 山西农业科学2008,36(8):15~17 15

干细胞研究发展历程.

1950:将骨髓细胞移植到遭受致死剂量辐射的动物,发现能够挽救生命,重建骨髓造血免疫系统 1960:真正认识和了解人和哺乳动物干细胞始于20世纪60年代 1961:Till 和Mc Culloch 提出多能干细胞概念 1967:多纳尔–托马斯完成第一例骨髓移植,后于1990年获得诺贝尔医学和生理学奖 1980:造血干细胞移植成为治疗多种疾病的重要手段 1981:Evans等首次成功建立小鼠胚胎干细胞系 1981:胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)的分离和培养首先在小鼠中获得成功 1988:美国科学家James Thomson分离出人类胚胎干细胞 1998:美国两个科研小组分别报告从胚胎和生殖脊成功建立人类胚胎干细胞系,使人类胚胎干细胞能在体外生长和增殖 同年,美国科学家在《美国科学院院刊》上报告:小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化为血液细胞”。此后,世界各国科学家相继证实,包括人类的成体干细胞具有可塑性,从而掀起了全球成体干细胞研究高潮。干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世界十大科学成就之首。人类ES (hES)细胞建系获得成功,由此推动了干细胞研究的兴起。 2000: 日本把以干细胞工程为核心技术的再生医疗列为“千年世纪工程”之一,当年投资108亿日元;同年,全世界有10622例造血干细胞移植。 成体干细胞移植使糖尿病大鼠恢复正常 神经干细胞能够进入脑组织并修复脑损伤 角膜干细胞有助于恢复视力 发现成人骨髓干细胞形成肝细胞 成人骨髓干细胞可以在合适的条件下转化为神经细胞 成人骨髓干细胞可以在体外大规模培养 证实成人骨髓干细胞可以形成多种类型组织

肿瘤干细胞研究进展 (1)

中国生物工程杂志 Ch i n a Biotechnology ,2010,30(1):80284 肿瘤干细胞研究进展 于 欣 乔守怡 * (复旦大学生命科学学院遗传学研究所遗传工程国家重点实验室 上海200433) 摘要 肿瘤干细胞(cancer ste m ce l,l CS C)假说是近年来提出的关于肿瘤发生的新理论,在所有的肿瘤细胞中,可能只有一小部分细胞具有产生肿瘤并维持肿瘤生长和异质性的能力,目前已经在白血病、乳腺癌、脑癌等肿瘤组织中成功分离出了肿瘤干细胞,深入了解肿瘤干细胞的生物学特性、发展相应的鉴别方法以及特殊的治疗手段对癌症的临床治疗有着重要的意义。主要从肿瘤干细胞的概念、起源、鉴定分离方法、与正常干细胞的比较、比率以及与肿瘤转移的关系等方面进行了综述。关键词 肿瘤干细胞 干细胞 起源 比率 肿瘤转移 中图分类号 Q813 收稿日期:2009209214 修回日期:2009210229*通讯作者,电子信箱:s yqiao @fudan .edu .c n 治疗癌症的传统方法是通过手术切除、化疗、放疗等方法尽量去除已经存在的肿瘤细胞,但是在常规治疗后癌症的复发与转移仍然是在现今需要面对的严峻问题。肿瘤干细胞假说是近年来提出的一种新理论,为癌症的治疗方法提供了新的思路。肿瘤干细胞假说认为只有很小一部分细胞具有引起肿瘤发生、维持肿瘤生长、保持肿瘤异质性的能力。如果传统治疗忽略了这部分细胞,即使其他大部分肿瘤细胞都被消灭,但肿瘤仍然会面临着复发的可能。目前在这方面的研究还很少,深入了解肿瘤干细胞的生物学特性,发展出针对肿瘤干细胞的特殊治疗方法,对于癌症的治愈具有重大的临床意义。 1 肿瘤干细胞假说 肿瘤发生的原因普遍被认为是内在遗传物质与外在环境相互作用的结果,细胞生长的过程中,DNA 发生突变,可能会造成原癌基因激活,抑癌基因沉默,与凋亡相关的基因异常表达或沉默,导致细胞的生长、增殖或凋亡失去调控,从而生成肿瘤,进一步恶化后会发生癌变 [1] 。传统的观点认为所有的细胞都有可能积累这 样的突变,形成肿瘤细胞,这种可能性发生的概率是相同的。但近几年关于此问题研究人员提出了肿瘤干细胞假说:在所有的细胞中,只有很小一部分细胞具有形 成并维持肿瘤生长和异质性的能力,这一小部分细胞被称作肿瘤干细胞。 肿瘤干细胞假说最先是由M ac k ill op [2] 于1983年提出,他认为在所有的肿瘤中都可能存在着一小部分细胞具有类似干细胞的特殊功能。1997年Bonnet [3] 第一次在急性髓性白血病(acute myel oi d l eukae m ia ,A ML)中分离出了一类细胞表面抗原标记是C D34 +CD382 的细胞,数量约占AML 总细胞数量的0.2%,将这部分细胞移植至非肥胖型糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠(NOD /S CI D)后,会引起A ML 的发生,而将其他的A ML 细胞以更大的数量移植入NOD /S C I D 小鼠体内却不能引起A ML 的发生。以上结果表明这部分拥有CD34+CD382细胞表面抗原标记的AML 细胞可能是肿瘤干细胞,它们的细胞表面抗原标记与正常的造血干细胞类似,也暗示了A ML 中的肿瘤干细胞可能是来源于正常的造血干细胞。在此之后,研究人员使用了类似的实验方法,在乳腺癌[4] 、中枢神经系统癌 症[5] 、结肠癌 [627] 、前列腺癌 [8] 、胰腺癌[9] 、肝癌[10] 等实 体瘤中也鉴定出了肿瘤干细胞的存在,进一步证实了肿瘤干细胞假说。 2 正常干细胞同肿瘤干细胞的比较 2.1 正常干细胞 正常的干细胞是一类具有自我更新能力,并可以分化成为多种子代细胞的一类具有较长生命周期的特

【细胞自噬对植物程序性死亡的控制综述】细胞的自噬

江苏农业科学2010年第2期 李桂兰,郭 彦.细胞自噬对植物程序性死亡的控制综述[J].江苏农业科学,2010(2)7—9. ——7一 细胞自噬对植物程序性死亡的控制综述 李桂兰,郭彦 (聊城大学生命科学学院,山东聊城252059) 摘要就细胞自噬对植物程序性死亡的控制作用,可能的调节机制,以及连接自噬和程序性死亡信号通路之间交互对话可能的介质等进行了综合阐述。 关键词细胞自噬;程序性死亡;超敏反应;促死亡信号;信号通路交互对话介质中图分类号Q25 文献标志码A

文章编号1002—1302(2010}02—0007—02 Pro与细菌效应蛋白AvrPto共表达。或者et9与AvO共表达口1,或者使植物感染非寄主病原菌突变体PtoDC3000【4J.在 ATG6/Beclin 细胞自噬是广泛存在于真核细胞中的生命现象,是生物在其发育、老化过程中都存在的一个净化自身多余或受损细胞结构的共同机制,在进化过程中高度保守…。植物程序性死亡(progranimed cell J基因沉默的植物中都表现出HR—PCD失去控 death,PCD)主要包括发育过程中的 death,HR—PCD)以及衰老相 制,说明ATG6不仅能够限制病毒诱导的HR—PCD传播,而且能够限制细菌、真菌及一般诱导因素诱导的HR—PCD的扩散。除了ATG6/Be

clinJ,其他的自噬基因包括VPS34/P13K、ATG3和ATG7等对将HR—PCD限制在感染位点也是必需的。这些结果表明,在植物防御反应中,细胞自噬通过阻止未受感染组织的死亡来维持植物的生存¨l。 在对烟草的研究中还发现,ATG6/BeclinJ沉默的烟草受到TMV感染引起HR—PCD失控。蔓延到未受感染的正常组织;但是1MV却仍然局限于最初的感染部位,未感染部位没检测到TMV,并且感染部位TMV数量增加,表明未感染组织的死亡并不是由于TMV迁移。同时还表明ATG基因不仅能 PCD、植物防御反应过程中的超敏反应程序性死亡(hypersen— sitiveresponseprogrammedcell 关的PCD。在植物发育、逆境胁迫、饥饿及衰老的过程中细胞自噬具有确定的作用嵋-。近年来的研究表明,各种程序性死亡的过程中,都会诱导自噬活动的发生,细胞自噬在植物衰老过程中通过降解细胞自身的成分维持衰老细胞的生存,在病原菌诱导的HR—PCD过程中,可能通过自噬作用于促进死亡的信号分子,将细胞死亡控制在受到感染的组织局部,有效地控制HR向正常健康组织的蔓延p。J。本文主要就细胞自噬对HR—PCD的控制及其可能的机制进行综合阐述。1细胞自噬对HR—PCD的控制

肿瘤的几种转移途径

一肿瘤的转移途径: 1 淋巴道转移:(癌多见)。原发癌的细胞随淋巴引流,由近及远转移到各级淋巴结,也可能超级转移;或因癌阻碍顺行的淋巴引流而发生逆向转移。转移癌在淋巴结发展时,淋巴结肿大且变硬,起初尚可活动,癌侵越包膜后趋向固定,转移癌阻碍局部组 织淋巴引流,可能引起皮肤、皮下或肢体的淋巴水肿;如:乳腺癌同侧腋窝淋巴结;肺癌肺门、支气管旁淋巴结;鼻咽癌同侧颈淋巴结。 2 血道转移:癌细胞进入血管随血流转移至远隔部位如肺、肝、骨、脑等处,形成继 发性肿瘤;如:瘤细胞静脉肺和肝等(最多见),形成边缘整齐、散在、多发的球形结节,中央常发生坏死,近脏器表面形成“癌脐”。 3种植性转移:内脏器官的肿瘤,侵犯浆膜后,瘤细胞脱落入体腔,种植在浆膜面 上。如:肺癌胸膜腔;消化道癌或卵巢癌腹膜腔。 形态:浆膜增厚,表面癌结,血性积液,脱落细胞学检查可见癌细胞。 4.直接转移:随着肿瘤体积不断增大,肿瘤细胞可沿周围正常组织的薄弱处,直接延伸,侵入并破坏邻近组织或器官。如:直肠癌前列腺、膀胱、子宫及阴道壁等。 二此例的转移方式: 1.胃卵巢:种植性转移,胃癌浸透到脏器外表面时,随着呼吸或肠蠕动等相应的摩擦,可脱落到体腔继续生长 2.胃、肝、肺淋巴结:淋巴道转移,肿瘤细胞侵入淋巴管后,随淋巴液转移到淋巴结,在淋巴结内生长形成转移瘤,淋巴结肿大且变硬 3.胃肺、肝脏:血道转移,肿瘤细胞侵入血管后,随血流转移到全身各处称血道转移。侵入人体静脉系统的肿瘤细胞,先转移到肺,再经心脏扩散到全身各脏器。消化 道的恶性肿瘤常入侵门静脉系统转移到肝脏。 三 (1)阻塞和压迫:肿瘤的阻塞压迫发展迅速,程度也高,如肝肿大可以压迫神经;淋巴结肿大变硬,淋巴回流受阻。 (2)破坏所在器官的结构和功能:如肝癌由于肝细胞破坏和肝内胆管阻塞,可引起全身性黄疸。 (3)侵袭破坏邻近器官:如胃癌可穿胃壁,侵犯胃周围的器官。

国内外干细胞研究进展

国内外干细胞的研究进展 摘要:干细胞研究是近年来生物医学领域的热门方向之一,干细胞产业具有巨大的社会效益和市场前景,受到世界各国的高度重视。美国、欧盟、日本、韩国和中国在干细胞领域投入重金支持基础和临床研究,大力推动干细胞产业化发展。本文通过对比世界干细胞研究的热点领域,分析了中国在该学科取得的成绩和存在的差距,进一步提出了针对中国干细胞研究发展的政策建议。 关键词:干细胞,研究现状,前景与展望 Abstract: Stem cell research is one of the hot research fields in biomedicine nowada ys. Many countries attach importance to the stem cell industry because of the great s ocial benefits and market potential. USA,EU,Japan,Korea and China have increased the input of capital dramatically to promote the basic and clinical research of stem cel l as well as stem cell industry. By comparing the situation of stem cell research at ho me and abroad,we found that,in recent years,an obvious progress has been made in stem cell research, however, the gap between China andthe developed countries still exists. And further puts forward the policy suggestions in the development of stem c ell research in China. Key words:stem cells,research status,prospect 1、前言 20世纪90年代以来,随着细胞生物学技术的发展及体外分离、培养人胚胎干细胞的成功,干细胞经适当诱导分化可发育为不同类型的细胞、组织和器官,成为移植供体的新来源,作为“种子细胞”的干细胞可以通过细胞工程的方法在体外发育为各种特异性的细胞供移植和细胞替代所需,并可作为基因疗法的靶细胞用于治疗和研究。由于干细胞有广泛的应用前景,它已成为近年来医学和生物学领域研究的热点。 干细胞(stem cells)是人体及其各种组织细胞的最初来源,是一类具有自我更新、

简述干细胞的形态特征及其研究进展

简述干细胞的形态特征及其研究进展 干细胞是一类具有自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类各组织器官的原始的多潜能的细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。干细胞在形态上具有共性,通常呈圆形或椭圆形,细胞体积小,核相对较大,细胞核多为常染色质,并具有较高的端粒酶活性。根据它所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。 胚胎干细胞的发育等级较高,是全能干细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是多能干细胞或单能干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。 干细胞的形态特征: 干细胞具有自我更新复制的能力,能够产生高度分化的功能细胞。 1 胚胎干细胞:胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团的 细胞即为胚胎干细胞。具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。进一步说,胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。 2 成体干细胞:成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具 有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。 3 造血干细胞:造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源,它主要存在 于骨髓、外周血、脐带血中。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。 4 神经干细胞:理论上讲,任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经 干细胞功能的紊乱。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应。除此之外,神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面,对判断药物有效性、毒性有一定的作用。 5 肌肉干细胞:可发育分化为成肌细胞,可互相融合成为多核的肌纤维,形成骨骼肌最基本的结构。

细胞程序性死亡

细胞凋亡一词来源于希腊语, 原指树叶或花的自然凋落。由英、美三位科学家在1972年首次提出,于2002年获得诺贝尔医学奖。细胞凋亡是指机体在一定生理、病理条件下为维持内环境稳定, 通过基因控制而使细胞主动有序的死亡, 表现一系列形态和生化方面的特征。细胞凋亡是细胞正常的死亡,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用,不造成炎症和自体的损伤, 是细胞为了更好地适应生存环境而主动争取的死亡过程。因这一死亡过程严格受到程序的控制, 又称细胞程序性死亡(Progammed cell death,PCD)【1】。 一.环境因子与PCD 1 病原体与植物PCD 植物受病原物(真菌、细菌和病毒)感染时往往会发生过敏性细胞死亡,即过敏反应(hypersensitive response,HR):一方面死亡细胞可以将入侵寄主体内的病原病原微生物限制在感染点周围,阻止其进一步扩展而实现局部抗病性;另一方面也可进一步激活植物抗病防卫的相关信号通路,使植物获得对此后入侵的多种类型病原物的系统抗病性 [2]。现有研究结果表明,植物HR 中的细胞死亡往往表现出PCD 的典型特征。例如, Wakabayashi 等[3]发现,生菜感染细菌后,细胞线粒体会增大,出现类似动物PCD 的症状,细胞质内空泡化增加,使细胞丧失功能。Olszak等[4]用细菌侵染拟南芥突变体acdll 后发现,拟南芥AtFMO基因蛋白的表达既可以激活细胞的防御系统,又可以促进细胞发生PCD 现象,但并不是细胞发生PCD 现象所必需的。 2 低氧与植物PCD 由于淹水或水培中微生物和植物根的呼吸,降低了植物根际氧的浓度而出现了低氧或无氧状态,导致根部细胞发生PCD现象。He 等[5]研究表明,Ca2+和蛋白质磷酸化与植物通气组织的形成有关:在正常供氧条件下Ca2+通道抑制剂和蛋白质磷酸酯酶抑制剂都能促进玉米根中细胞的死亡,而在低氧的根中Ca2+螯合物EGTA 和蛋白激酶抑制剂都能防止细胞死亡。Xiong等[6]报道,玉米根尖细胞在淹水24 小时后细胞核出现明显类似PCD 现象的超微结构如质膜的变化,但并没有检测到明显的DNA ladder 等PCD 现象,由此推测,淹水条件下玉米根尖细胞的死亡是一种特殊的形式,既类似于PCD 现象,也类似于细胞坏死现象。 3 温度与植物PCD 温度的变化也会直接影响到植物细胞的正常生命活动,使部分器官乃至整个植株的生长发育受到抑制。Koukalova等[7]报道,体外培养的烟草细胞在低温胁迫下会出现梯状DNA 带、染色质浓缩等典型的PCD 特征。何文锦等[8]发现,低温胁迫下灰木相思的组培苗细胞核出现明显的PCD 特征,且组培苗细胞对低温的耐受性是有限的。Zuppini 等[9]研究表明,大豆悬浮细胞在44℃下处理2h,经过24h 恢复后进行HO/PI 双染发现有50%的细胞染色质凝集,20%的细胞被碘化丙啶(PI)染色,并且TUNEL 检测呈阳性,说明细胞发生PCD 使DNA 降解。Doyle 等[10]研究表明,在55℃条件下,拟南芥悬浮细胞发生了apoptotic-like(AL)PCD 现象,其程度受光照、叶绿体、活性氧(ROS)以及一些相关的核蛋白的共同调控。 4 金属盐离子与植物PCD 金属盐离子如铝(Al)、镉(Cd)、铁(Fe)等均能诱导植物发生PCD 现象。Panda 等[11]报道,用50μM/L 的铝处理烟草悬浮细胞18h 出现了细胞色素c 泄漏、ATP 含量下降、线粒体膜结构不正常、核DNA 片段化等现象。Wang 等[12]对烟草悬浮细胞研究发现,Bcl-2 的同源基因Ced-9 基因表达可提高烟草抵抗铝毒害的能力。Zhang 等[17]研究表明,400μmol/L 的铁离子能诱导水稻IR64 根尖细胞发生PCD 现象,并引起了SOD、POD和CAT 含量的显著变化。 5 药物与植物PCD

细胞自噬的概念和意义

细胞自噬的概念和意义 关键词:细胞溶酶体化学标准物质北京标准物质网 一、细胞自噬的概念 细胞自噬(autophagy)是存在于真核生物中一种高度保守的蛋白质或细胞器的降解过程。该过程中一些损坏的蛋白质或细胞器等胞质成分被双层膜结构的自噬小泡包裹,并最终运送至溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解,降解产生的氨基酸和其他一些小分子物质可被再利用或产生能量,从而维持细胞基本的生命活动。根据底物进入溶酶体途径的不同,细胞自噬分为三种类型:大自噬(macroautophagy)、小自噬(microautophagy)和分子伴侣介导的白噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)。通常所讲的自噬指的是大自噬。 二、细胞自噬的意义 细胞自噬与细胞凋亡、细胞衰老一样,是十分重要的生物学现象,其参与调节细胞物质的合成、降解和重新利用之间的代谢平衡,影响到生物生命过程的方方面面。自噬具有多种生理功能包括耐受饥饿,清除细胞内折叠异常的蛋白质或蛋白质聚合物、受损或多余的细胞器,促进发育和分化,延长寿命,清除微生物等。 细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬,即基础自噬,以维持生理状态下机体内环境的稳态。自噬既是细胞的一种正常生理活动,也可在细胞遭受各种细胞外或细胞内刺激(缺氧,缺营养,接触某些化学物质,某些微生物入侵细胞内,细胞器损伤,细胞内异常蛋白的过量累积等)时作为应激反应而被激活,起到保护细胞存活的作用。例如,在处于饥饿条件下,细胞通过自噬降解过程,以提供氨基酸以产生新的蛋白质,为线粒体提供原料以产生能量来应对饥饿求得生存。但是,过度活跃的自噬活动也可以引起细胞死亡,即“白噬性细胞死亡(autophagic cell death)”,也称为Ⅱ型程序性细胞死亡。 自噬现象广泛存在于真核细胞的病理生理过程中,包括发育、衰老、神经退行性疾病、癌症和一些传染病等。自噬与人类多种疾病的发生发展存在着密切的关系。恶性肿瘤是最早被发现的与自噬作用有关的疾病之一。越来越多的证据表明,自噬在控制癌症的发生发展过程中以及决定肿瘤细胞对抗癌治疗的反应时发挥着重要的作用。同时,研究表明,白噬活性的降低与衰老、神经退行性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病等相关。

肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预

项目名称:肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子 干预 首席科学家:詹启敏中国医学科学院肿瘤医院肿瘤 研究所 起止年限:2009.1至2013.8 依托部门:教育部

一、研究内容1.细胞周期调控异常与肿瘤恶性增殖、侵袭相关分子机理 肿瘤是一种“细胞转导通路异常”性疾病,我们将通过分子生物学、细胞生物学、和动物模型相结合的研究技术,重点研究抑癌基因p53、BRCA1、Gadd45介导的信号通路与细胞周期蛋白Aurora-A、Cyclin B1、Plk1的相互作用,以及在细胞周期调控和肿瘤恶性表型形成中的生物学功能和分子机制。从而揭示细胞增殖失调与肿瘤侵袭转移的内在联系。 2.细胞凋亡和分化异常与肿瘤侵袭性生长的关系 细胞凋亡调控机制的异常与侵袭特性生长密切相关。促进细胞死亡的机制失活和抑制凋亡的分子的大量表达使癌症细胞存活延长,使基因突变的积累和癌变机会的增加,同时凋亡机制的异常导致肿瘤细胞具有抗药性。通过对细胞死亡新机制、肿瘤干细胞凋亡相关研究、细胞信号转导与凋亡调控等研究,深入探讨侵袭性生长的机制。 3.肿瘤干细胞和肿瘤微环境与肿瘤转移的内在关系 以恶性肿瘤干细胞特异性表型为突破口,从白血病干细胞延伸至实体瘤干细胞,研究其自我更新和分化的特性,探讨肿瘤转移的起始因素和关键分子生物学性质,认别恶性肿瘤干细胞与微环境或肿瘤“基质”间的相互作用机制,从而为特异性打击肿瘤干细胞作为彻底消除肿瘤转移潜能的一种新策略提供重要的理论基础。 4. 肿瘤血管和淋巴管新生介导的肿瘤转移机制 已鉴定肿瘤组织中血管表达Tim-3和淋巴管表达Sema4c等是沉默抗肿瘤免疫的重要活性分子,能通过与淋巴细胞的对话,诱导机体对肿瘤的免疫耐受,是

干细胞研究进展综述

干细胞研究进展(综述) Advances in the research of stem cells(LR) 【摘要】:干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,其已成为世界高新技术的新亮点,势将导致一场医学和生物学革命。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究作为一门新兴学科已成为生命科学中的热点。本文对近几年来国内外对干细胞的研究现况作一综述。 【关键词】:干细胞因子帕金森病神经干细胞糖尿病 ABSTRACT:Stem cells are the body and cells of various tissues of origin, has high self replication, high proliferation and multilineage differentiation potential. Stem cell technology is the field of biotechnology has the most development prospect and potential of cutting-edge technology, it has become a new bright spot in the world of high-tech, will lead to a revolution in medicine and biology. The research of stem cell is to modern life science and medical fields intersection, stem cell technology from a laboratory concept gradually transformed to be able to see the reality. Stem cell research as a new discipline has become the hotspot of life science. Based on the domestic and abroad in recent years on stem cell research summarizes. Keywords:Stem cell factor Parkinson disease Neural stem cells Diabetes mellitus 干细胞技术最显著的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官,并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症。 干细胞研究是一门新兴的学科,干细胞生物学研究与应用几乎涉及所有的生命科学和生物 医学领域。 一、目前干细胞的主要研究热点

【9A文】肿瘤的转移机制综述

肿瘤转移的分子机制 陈露12级七临9班12170918 指导老师:马长艳 【摘要】恶性肿瘤是危害人类健康的全球公共卫生问题之一,为新世纪人类的第一杀手。转移是恶性肿瘤发生和演变过程中最危险的阶段,了解恶性肿瘤侵袭、转移发生机制,寻找相应阻断途径对遏制恶性肿瘤发展有重要作用。本文就恶性肿瘤细胞侵袭与转移机制的研究进展作一综述。 【关键词】恶性肿瘤、侵袭、转移机制 众所周知,转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因,大约90%的恶性肿瘤患者死于肿瘤转移[1]。肿瘤的转移过程包括从肿瘤的原发部位脱离,进入周围的基质,进入循环或淋巴系统,粘附在内皮细胞壁并向血管外迁移及在远处侵润,血管增生,形成新的转移灶等。从上个世纪StephenPaget提出肿瘤转移的种子-土壤学说到现在,人类对于肿瘤转移机制的研究已有一百多年历史。随着各种理论的不断完善,人们对于肿瘤转移这一极为复杂的病理过程有了更进一步的认识。肿瘤的转移主要与以下几个因素有关。 1.遗传异质性 实验证实,肿瘤细胞的同一转移性克隆中可以分离出不同恶性潜能的亚克隆,而高转移性克隆出现遗传学突变的频率要远远高于非转移性克隆,提示肿瘤转移是一个主动的过程,与基因组的不稳定性具有早期联系[2]。临床上与肿瘤转移相关的基因分为肿瘤转移促进基因及肿瘤转移抑制基因,如matal、H-ras、nm23、mts-1、WDNM、PGM21等,它们通过参与信号传导,诱导转移表型,调节细胞因子表达来诱导、促进、抑制肿瘤转移,如VaramballR等[3]研究发现EZH2在前列腺癌转移演进的过程中通过异位过表达和重建染色体等组成性抑制多种抑癌基因,并与肿瘤的转移和不良预后密切相关。肿瘤的遗传异质性是肿瘤细胞逃避免疫监视、产生化疗抗性、形成转移复发的根源,是抗转移治疗中不可忽视的重要环节。 2.上皮间充质转化EMT 2.1EMT概念 上皮间质转化(EMT)是指具有极性的上皮细胞转换成具有活动能力、能够在细胞基质间自由移动的间质细胞的过程,它以上皮细胞极性的丧失及间质特性的

国内近期干细胞研究进展

干细胞研究进展消息 干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源, 具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透, 干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究已成为生命科学中的热点。介于此, 本刊将就干细胞的最新研究进展情况设立专栏, 为广大读者提供了解干细胞研究的平台。 干细胞专题近期国外干细胞研究进展 Geron抗癌药GRN163L选择性瞄准癌症干细胞据美国BussinessWire 1月10日报道称, 杰隆(Ge-ron)发表临床前研究数据显示, 其端粒酶抑制剂药物imetelstat (GRN163L)在小儿科神经肿瘤当中可选择性瞄准癌症干细胞, 这一发现为儿童肿瘤的临床试验提供了支持。该研究发表于2011年1月1日的Clinical Cancer Research杂志上。近年来有关端粒酶抑制的研究日益增多, 成为癌症治疗的一个热点方向, GRN163L是此类药物开发中最前沿的一个候选药物。2002年3月, Geron从Lynx Therapcutics获得了用GRN163和GRN163L两种化合物的核心专利。早期研究显示, GRN163对十四种不同癌症细胞均表现出有意义的端粒酶活性抑制作用, 它可以抑制黑色素瘤等细胞的生长。因脂质修饰物GRN163L更易进入细胞发挥端粒酶抑制作用, 后续临床前及临床试验均为GRN163L。2005年, FDA同意GRN163L在患慢性淋巴细胞白血病患者的临床实验。2007年, Geron公司开始GRN163L单独治疗多发性骨髓瘤的I期临床试验。2008年开始了GRN163L治疗乳腺癌的I期临床试验。同年12月, Geron发布了有关GRN163L治疗再发的和难治的多发性骨髓瘤的暂时性临床试验数据。2009年, Geron发布了Geron163L对抗癌症干细胞的实验活动, 包括非小型细胞肺癌、乳癌、胰脏炎、前列腺癌、小儿科神经肿瘤。公司发表Geron163L治疗乳癌的假定癌症干细胞与胰脏炎症系数据。数据显示, 在以Geron163L治疗后, 人类乳癌细胞MCF7的假定干细 胞数量与自我再生的能力大幅减弱。目前Geron163L正处于临床II期试验中。(来源: 生物谷2011-01-11)Cell Stem Cell: iPS细胞具更高基因畸变频率加州大学圣地亚哥分校医学院及斯克里普斯研究所的干细胞科学家领导的跨国研究团队, 记录了在人类胚胎干细胞(hESC)和诱导功能干细胞(iPSC)系中特殊的基因畸变, 研究结果在1月7日的Cell Stem Cell上发表。该公布的发现强调了需要对多能干细胞进行频繁的基因检测以保证其稳定性和临床安全性。该研究的第一作者, 加州大学圣地亚哥分校再生医学系的路易斯·劳伦特博士认为, 人类多能干细胞(hESC和iPSC)比其他类型细胞有更高的基因畸变频率。最令人吃惊的是, 与其他非多能干细胞样本相比较, 观察到hESC的基因扩增和iPSC的缺失方面出现的频率更高。人类多能干细胞在人体内具有发展成其他类型细胞的能力, 可成为细胞替换治疗的潜在来源。斯克里普斯研究员再生医学中心主任珍妮·罗伦教授谈到, 由于基因畸变常常与癌症相关联, 免受癌症相关的基因突变对于临床使用的细胞系来说至关重要。研究团队确认了在多能干细胞系中可能发生突变的基因区域。对于hESC而言, 可观察到的畸变大多是靠近多潜能相关基因区域的基因扩增; 对于iPSC而言, 扩增主要涉及细胞增殖基因及与肿瘤 抑制基因相关的缺失。传统的显微技术, 如染色体组型分析可能无法检测到这些变化。研究组使用一种高分辨率的分子技术, 称为“单核苷酸多态性(SNP)”, 能观察到人类基因组里一百多万个位点里的基因变化。 劳伦特说, 我们惊喜地发现在较短时间培养中的基因变化, 例如在体细胞重编程为多能干细胞的343过程以及在培养中细胞的分化过程。我们不知道这会有怎样的影响, 如果有的话, 这些基因畸变都会对基础研究或者临床应用的结果产生影响, 对此应当深究。劳伦特总结到, 该研究结果解释了有必要对多能干细胞培养进行经常性的基因监控, SNP分析仍不失为人类胚胎干细胞和多能干细胞日常监控的一部分, 但是这一结果提醒我们应当予以重视。(来源: 中国干细胞网2011-01-12)美用胚胎干细胞制造出血小板美国先进细胞技术公司的实验证明, 使用人类胚胎干细胞研制出的血小板可修复实验鼠的受损组织, 人类未来有望源源不断地

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档