细胞骨架研究现状简介
【内容提要】细胞骨架是纤维状聚合物和各种调控蛋白交错连接的网络结构，可分为微管，微丝和中间纤维两种。细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有
序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动。本文就细胞骨架的组分、细胞骨
架网络、细胞微环境等的研究进展作一综述。
【关键词】细胞骨架，植物，动物
细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，它是真核细胞借以维持其基本形态的
重要结构，被形象地称为细胞骨架，它通常也被认为是广义上细胞器的一种。在维持真核
细胞的形态、胞内运输、变形运动、信号转导、细胞分裂等方面发挥着重要的作用。细胞
骨架主要有3个功能：细胞结构的空间组织作用；建立细胞内外环境中物理联系；协同细
胞移动和改变细胞形态的作用。细胞骨架是动态结构，组成它的聚合物和调控蛋白处于连
续不断地变化中，将细胞质蛋白和细胞器的活动整合为一个有机体。
细胞骨架基本组成成分已被大量鉴别和定性，它主要由微管、微丝和中间纤维构成。
微管可在所有哺乳类动物细胞中存在，除了红细胞(红血球)外，所有微管均由约55kD的α
及β微管蛋白组成。它们正常时以αβ二聚体形式存在，到目前为止，已发现150多种肌
动蛋白聚合形成细胞一种重要的骨架纤维。一系列肌动蛋白调节蛋白形成一种大分子复合
物叫做WAVE复合物，促进肌动蛋白丝网络结构的装配。微丝主要由肌动蛋白构成，普遍存在于所有真核细胞中。它是一个实心状的纤维，一般细胞中含量约占细胞内总蛋白质的
1%-2%，但在活动较强的细胞中可占20%-30%。在一般细胞主要分布于细胞的表面，直接影
响细胞的形状。微丝具有多种功能，在不同细胞的表现不同，在肌细胞组成粗肌丝、细肌丝，可以收缩（收缩蛋白），在非肌细胞中主要起支撑作用、非肌性运动和信息传导作用。细胞骨架的第三种纤维结构称中等纤维或中间纤维，又称中间丝，为中空的骨状结构，直
径介于微管和微丝之间，其化学组成比较复杂，在不同细胞中，成分变化较大。中间纤维
使细胞具有张力和抗剪切力。中间纤维有共同的基本结构，即构建成一个中央α螺旋杆状区，两侧则是大小和化学组成不同的端区。端区的多样性决定了中间纤维外形和性质的差
异和特异性。
本文将就植物细胞、动物细胞中的细胞骨架的研究现状作进一步综述。
植物细胞骨架
肌动蛋白是40年代最初在脊椎动物骨骼肌中发现并命名HJ。1963年阎隆飞等首次证
明高等植物细胞中存在肌动球蛋白。1972年，Franke等第1次报导了君子兰、麝香百合花粉管中存在直径6nm的微丝。1974，Condeelis用重酶解肌球蛋白标记方法证明孤挺花花
粉管中的微丝是肌动蛋白性质的。目前，绿色荧光蛋白标记、荧光探针的活体显微注射使
植物细胞微丝的研究更加深入。
植物中有3种微管列阵参与细胞的形态建成，其中皮层微管参与控制细胞壁纤维素的
排列并以此决定细胞伸展的方向。为了解释皮层微管决定纤维素纤丝排列的机制，曾有过
多种假说。最早提出的是皮层微管和纤维素纤维共排列的假说。但是，这个假说不能解释
皮层微管受破坏后，细胞仍会有序地合成纤维素纤丝以及纤维。Baskin(2001)在共排列假
说的基础上，提出共模板模型假说。在这个模型中，有个双功能的支架能与已存在的纤丝
和新合成的纤丝结合，从而促进纤丝的局部有序性。此外，还存在1个整合于膜上的成分，它能够连接支架和皮层微管。皮层微管解聚后，由于与膜相连接的支架依然存在，所以细
胞仍然能有序地沉积新生的纤丝。当细胞发生突变无法构建与细胞膜相连接的支架时，虽
然细胞的皮层微管的组织结构是正常的，但仍会改变纤维素纤丝的组织模式，导致细胞扩
张的缺陷。素合成受到抑制时，皮层微管无法形成有序排列的现象。
花粉萌发、花粉管生长是种子植物有性生殖的重要环节。种子植物必须依赖花粉管传
递精子与卵细胞融合，完成受精作用。免疫荧光和超微结构研究表明：干燥成熟的花粉营
养细胞质中无微管，而生殖细胞中有清晰的轴向排列的微管束。花粉水合后，细胞质中显
示分散的荧光。花粉活化后，大量较长的、具有分枝的微管出现在花粉内。
萌发的花粉管内，存在两种微管系统，一种是存在营养细胞内的与花粉管平行的相互
交联的周质微管系统，另一种是生殖细胞内的微管系统。从干燥花粉到水合萌发的花粉中，生殖细胞内始终存在轴向排列的微管，这可能与微管的功能有关，即保持生殖细胞的形状
为纺缍体。肌球蛋白在花粉管内多分布于细胞器、生殖细胞、营养核表面。花粉管顶端区
域也有分布。
利用牛骨骼肌和平滑肌的肌球蛋白抗体进行免疫荧光检测表明其定位在禾本科草原看
麦娘(Alopecuruspratensis)和黑麦(Secalecereale)花粉管的单个可见的细胞器上，风信
子(Hya—cinthusorientalis)和熊足嚏根草(Helleborus舭砒‰)花粉和花粉管的营养核和
生殖细胞表面。以抗s．1和抗LMM(轻链肌球蛋白)的免疫荧光定位表明：两种抗体在整个
花粉内部都产生许多荧光点，且常集中在花粉管顶端区域，这些荧光点可能代表花粉管中
的囊泡或细胞器Ⅲ。
向重力性反应是植物适应地球重力场环境的一个重要生理过程，是植物能够正常生长
发育不可缺少的反应机制。高等植物根的向重力性(也称向地性)使其能够充分吸收土壤中
的水分和矿质营养，茎的负向重力性使其能够充分接受光照。最近几年来的研究表明，细
脆骨架不仅是细胞感受重力信号的重要环节，而且对根尖细胞中的生长素运输其重要作用。植物重力信号感受机制一直是生物学界争论不然的话题。到前为止对于重力信号感受的解
释至少有两种，即淀粉平衡石假说与原生质体压力假说。微管在重力感受和信号传导中的
作用目前还不清楚。微管抑制剂改变水稻胚芽鞘中淀粉体沉淀速度并抑制生长素的运输，
表明微管可能传递淀粉沉淀压力到质膜生长素运输载体上。
微管参与调控由重力诱导的植物器官不对称生长是基于微管通过决定质膜上纤维素合
成复合体的方向，为调控正在发育的细胞壁微纤丝沉集方向提供模板的假说(称作“排列假说”)。根伸长区的细胞周边的微管严格呈横向排列，隧着细胞的成熟微管转变成为纵向排列，同时伴随着生长速率的减缓。最近的研究表明，通过反义转基因减少α-微管蛋白的表达水平可导致拟南芥根对重力反应灵敏度的降低。这种转基因拟南芥的根在转向12h后才
观察到弯曲。微管干扰造成的影响可能发生在向重力性反应的后期。微管与新的微纤丝沉
淀方向应该是一致，但是也有几个例外报道，微管可能不是单独负责调控导致不对称向重
力性生长的细胞壁沉积。
动物细胞骨架
细胞内很多基质中起作用的酶都是附着在细胞骨架上的，而生命代谢的本质基本可以
认为是各种酶促反应，动植物体内的微管都是由中心体发出，在细胞内形成有组织有规则
的结构，很多大分子物质如蛋白质合成过程中的分泌蛋白就是在微丝的肌动蛋白牵引下沿
着微管进入高尔基体或其它细胞器，由此可得，微管对细胞的组织层次至关重要，甚至构
成细胞分裂分化的结构基础。
细胞骨架分布有一定的规则性和方向性，复杂程度高。在哺乳动物精细胞分化过程中，微管及微管依赖蛋白参与了精子顶体的形态建成，由于头足类动物精子发生过程与哺乳动
物镜子发生过程具有相似性，采用嘉庚蛸研究微管在头足类动物精子发生过程中的分布特征，对探究微管依赖蛋白在精子发生过程中作用的分子机制具有重要指导意义。
头足类动物精细胞分化形成精子过程中，核从圆形演变成长圆柱形或长螺旋形，核的
形态变化与核周围微管的活动，密切相关。利用免疫荧光-激光共聚焦显微技术及透射电镜技术观察了嘉庚蛸精子形成过程中微管的分布特征及其作用，结果表明：精细胞早期，核
呈圆形或卵圆形，核内染色质由团块状趋向颗粒状均布，或部分凝集成絮状，核周围无微
管套结构，且微管不均匀分布；精细胞中期，核呈橄榄形，核内染色质呈颗粒状或絮状，
微管在核周围均匀分布，形成微管套；精细胞后期，核呈长梭形，核内染色质呈纤维状，
微管套紧贴核周围；未成熟精子，核呈长柱状，核内染色质致密均布，微管套仍紧密围绕
核周；成熟精子，核周微管结构消失。嘉庚蛸精子形成过程中微观结构有一个动态变化过
程，由此可推测微管套可能在核的形态发生过程中发挥重要作用，微管套可能通过特殊的途径参与核内染色质的浓缩。具体机制还有待进一步研究。
哺乳动物卵母细胞经过第一次减数分裂，排出第一极体后，停滞在MⅡ期，受精或孤雌活化诱导减数分裂的恢复和完成，减数分裂和有丝分裂都需要胞质分裂和核分裂在空间和时间上的协调，在减数分裂细胞周期中纺锤体的组装与功能上的协调，保证了两次减数分裂的顺利完成。
微管和微丝是细胞骨架的主要成分。在一些低等动物和哺乳动物如小鼠、猪、牛、马以及人，已有较多研究报道了减数分裂期间，微管和微丝的组装与去组装的动态变化。哺乳动物的减数分裂是一个复杂的过程，微管和微丝为染色体重组和细胞分裂提供框架。染色体的排列、分离和核分裂的完成都依赖于由微管组成的减数分裂纺锤体。但微管和微丝对于纺锤体的形成与运动、染色体运动、极体排放和原核形成与迁移等事件的作用和如何协同还没有充分的认识
弥漫性轴索损伤（diffuse axonal injury，DAI）是颅脑损伤后出现无血肿性持续昏迷、严重神经功能障碍和植物生存的最常见原因。越来越多的临床研究发现，伤后予以适度的低温能改善脑外伤病人的行为能力。
在人类DAI中，神经轴索受到瞬时性张力牵张。近年来利用动物DAI模型所作的研究发现，造成轴索损伤的牵张力在绝大多数情况下并不会立刻扯断轴索，而是损害轴膜的结构，削弱其维持轴突内环境稳定的能力，并由此引发连锁病理反应，最终于伤后数小时才发生轴索中断，即延迟性轴索断离。病理学上将这种轴索损伤称之为非中断性轴索损伤。非中断性轴索损伤引起的最早的病理变化是轴索肿胀，常见于伤后，这是发生轴索延迟中断前的关键环节。轴突细胞骨架是维持轴突正常形态、结构及功能的重要的亚细胞结构，其中MT为快速轴浆运输提供运输通道，NF则负责维持细胞骨架结构和轴突管径。
在研究轴索肿胀期细胞骨架的变化时发现，轴突细胞骨架有显著的超微结构异常，不但MT和NF有数量的变化，而且相互间的排列分布关系也被打乱。MT丢失提示有微管解聚发生；NF先有减少，后又增多，且发生密聚，提示聚合与分解平衡遭到破坏，而且造成结构塌陷。据此推测，轴索肿胀正是MT迅速丢失，轴浆运输通道中断的结果，而NF的变化则削弱了其维持正常细胞骨架的能力。
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12.
项目名称：肿瘤干细胞的动态演进及干预研究首席科学家：刘强中山大学 起止年限：2012.1至2016.8 依托部门：教育部
一、关键科学问题及研究内容 拟解决的关键科学问题： 肿瘤干细胞的动态演进及干预研究。本项目将围绕“肿瘤干细胞的动态演进及干预研究”这一关键科学问题，选择造血和消化系统恶性肿瘤为研究对象，以肿瘤干细胞动态演进过程为切入点，通过体内外功能实验及临床标本验证“干性”及转移潜能调控中的关键基因，明确肿瘤干细胞演进的分子机制、关键调控分子和信号通路，探索靶向肿瘤干细胞演进过程的干预方法和手段，阐明肿瘤干细胞的演进过程及靶向干预肿瘤细胞动态演进过程的干预新模式。本研究将为肿瘤干细胞的动态演进模型及创新性靶标药物的临床应用提供充实的理论和实验依据，为攻克肿瘤开创新的突破口。 围绕拟解决的关键科学问题，本项目的主要研究内容是： 1. 肿瘤干细胞的起始与动态演进机制：本课题组将运用TEL-AML1及PML-RARα白血病相关模型，探索白血病干细胞的动态演进过程（白血病起源细胞→白血病前癌干细胞→白血病干细胞）：（1）TEL-AML1 相关白血病起始和发展过程中起源细胞、Pre-LSC和LSC的鉴定，以及这些干细胞动态演进的遗传和表观遗传调控机制；（2）PML-RARα相关白血病起始和发展过程中不同阶段的干细胞鉴定和动态演进机制。另一方面，本课题组还将探讨肝癌干细胞在肝癌发生发展过程（原发、复发及转移）中的动态演进过程。 2. 肿瘤干细胞“干性”的分子调控及临床意义：（1）应用新一代高通量测序技术，系统分析全基因组、全外显子组、转录组、表观遗传组、代谢组等变化，绘制造血和消化系统肿瘤干细胞异质性相关基因序列谱、表达谱和表观遗传学图谱，分析肿瘤干细胞“干性”相关的调控分子及关键信号通路；（2）运用小鼠模型等体内外功能实验对候选分子在肿瘤干细胞动态演进过程中的功能进行鉴定，并通过临床标本检验肿瘤干细胞动态演进模型的临床意义；（3）结合本课题组已有工作基础，展开肿瘤干细胞细胞周期、非对称分裂等分子调控方面的细致研究。 3. 肿瘤干细胞转移潜能获得的分子机制：肿瘤干细胞的“干性”决定着其转移潜能，EMT作为肿瘤转移的重要机制，与肿瘤干细胞的动态演进过程紧密关联，剖析二者之间的相互作用，将为寻找肿瘤发生及转移的靶点提供有力的理论基础：（1）
课程考核论文 课程名称：肿瘤干细胞的研究进展成绩：
肿瘤干细胞的研究进展 摘要：肿瘤干细胞是肿瘤中具有自我更新能力和分化潜能，能产生异质性细胞的细胞。本文简要阐述了肿瘤干细胞的来源、分离技术及鉴定，并对以肿瘤干细胞分化、临床应用前景和问题进行了综述。 关键词：肿瘤、干细胞、应用 肿瘤干细胞(cancer stem cells，CSC)理论认为，肿瘤组织中绝大多数细胞增殖能力有限，不能自我更新，不会导致肿瘤的复发、转移；CSC只占肿瘤细胞中的极少部分，却是肿瘤发生、发展的关键。CSC研究有可能阐明肿瘤的发生机制，使肿瘤治愈，从而引发肿瘤学领域的革命性变革，意义重大。本文拟就CSC 的起源和鉴定等作一简要综述。 一、肿瘤干细胞的来源 肿瘤干细胞起源目前有两种学说：(1)由于正常干细胞突变形成肿瘤干细胞；(2)一些已经开始分化的原始细胞或成熟细胞去分化变为幼稚细胞并具有分裂能力。Sell 认为恶性肿瘤的产生和发展是由于干细胞的分化受阻，而不是成熟细胞的去分化；干细胞是起始事件或“第一次打击”(即获得永生性)突变的靶标，干细胞本身具有永生性，只需获得异常增殖的突变即可；体细胞的突变不会形成肿瘤，是因为成熟细胞的半衰期短，一个正常细胞形成转化细胞至少需要几年至几十年，在促进事件或”第二次打击”(即获得异常增殖能力)，细胞通常早已死亡。尽管缺乏直接的实验证据，但也有研究人员认为CSC是正常SC同其他细胞融合的结果。因为骨髓细胞容易与其他类型的细胞发生融合，Marx等_6认为，Houghton等在胃上皮细胞观察到的骨髓细胞是骨髓细胞与上皮细胞融合所形成的。细胞融合因子CD 是乳腺癌干细胞的阳性标记，暗示CSC可能具有与其它细胞融合的能力。Bjerkvij等观察到在病理条件下，SC和已经出现肿瘤相关基因突变的细胞发生融合，这种融合后的细胞具有sC的特性。胚胎干细胞是指胚胎内细胞团或原始生殖细胞，具有发育全能性，在理论上可以诱导分化为机体内所有类型的细胞，在体外可以大量扩增、筛选、冻存和复苏而不会丧失其原有的特性。有研究人员认为肿瘤中存在一些具有增殖和分化潜能的细胞，该细胞与正常组织细胞有着相似的自我更新途径，可能是正常SC分化停滞的结果。Karoubi[8 研究证实肺腺癌与正常肺组织均表达共同的胚胎SC标记物OCT4A和OCT4B，提示CSC是胚胎SC起源的可能。 二、肿瘤干细胞的分离与培养 肿瘤干细胞的分离及体外培养是进行肿瘤干细胞生物特性研究的首要步骤。目前还没有很成熟或经典的分离方法，不少实验室通过各种不同的途径完成了这一工作，归纳起来主要是利用肿瘤干细胞表面分子标记物和生物特性实现
干细胞研究现状及应用前景 在人类生命形成的开始，单个受精卵可以分裂发育形成不同的组织和器官，并通过进一步分裂分化，形成生命个体。在成体细胞中，大部分高度分化的细胞则失去了再分化的能力，而特定组织正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生，这种具有在分化能力的细胞，即为干细胞。干细胞（Stem Cells，SC）是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定的条件下，它可以分化成多种功能的器官组织。 一、干细胞的研究现状 干细胞根据发育阶段，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖是构成机体发育的基础，而成体干细胞的进一步分化则是机体组织和器官修复再生的基础。 1、胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ESC） 在受精卵发育成囊胚时，内细胞层（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，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，可以分化形成成体的所有组织和器官，包括生殖细胞。 在1998年末，两个研究小组成功地培养出人类ESC，保持了ESC 分化为各种体细胞的全能性，这使得科学家利用人类ESC治疗各种疾病成为可能。随着ESC的研究日益深入，科学家对人类ESC的了解迈入到了一个新的阶段。目前，关于胚胎干细胞的研究大多以小鼠胚胎干细胞为基础的：德美医学小组成功地将由ESC培养出的神经
角质细胞移植到了小鼠体内，随后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。 2、成体干细胞(Adult stem cells，ASC) 成体干细胞存在于成年体的许多组织器官中，如表皮干细胞和造血干细胞，具有修复和再生能力。在特定的条件下，ASC或产生新的干细胞，或分化形成功能细胞，从而使组织和器官维持生长和衰退的动态平衡。最新研究表明，高度分化的神经组织仍包含神经干细胞，这证明了机体中成体干细胞普遍存在，关键在于如何寻找和分离特异性干细胞。 2.1造血干细胞（hematopoietic stem cell, HSC） 造血干细胞主要存在于骨髓、外周血、脐带血中，是体内各种血细胞的唯一来源，具有重要的临床价值。 20世纪50年代，临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。八十年代末，外周血干细胞移植技术逐渐被推广使用，提高了治疗的效率并缩短了疗程。近年，脐血干细胞移植的成功，为造血干细胞移植技术注入了新的活力。与前两者相比，脐血干细胞无来源限制，对HLA配型要求不高，且不易受病毒和肿瘤的感染，在临床上具有明显的优势。随着脐血干细胞移植技术的不断完善，造血干细胞将成为治疗血液系统疾病、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，为世界上更多的血液病和肿瘤患者带来希望。2.2间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSC) 间充质干细胞主要来源于骨髓，在合适的条件下，MSC可以分化
8大成果揭露干细胞最新研究状况 导读：干细胞研究是一个永恒的话题，2015年国内外诸多新研究，为干细胞应用开辟了更为广阔的空间。2015上半年国内外干细胞研究成果 干细胞研究是一个永恒的话题，2015年国内外诸多新研究，为干细胞应用开辟了更为广阔的空间。2015上半年国内外干细胞研究成果盘点： 成果一：重编程干细胞或能预防辐射后癌变 简要：据美国科罗拉多大学(UC)癌症中心一项最新研究发现，一种叫做程序性平常化的保护程序就是其中一种，让被辐射破坏的干细胞分化为其他细胞，不再永生。相关论文发表在最近的《干细胞》杂志上。该研究显示，通过重编程这种保护程序，除去被辐射伤害的干细胞，就可能预防癌症的发生。 成果二：干细胞培养新方法筹建安全防护墙 简要：斯克里普斯研究所(TSRI)和加州大学(UC)圣迭戈医学院的
研究人员带领的一项新研究表明，某些特定干细胞培养方法与DNA 突变增加有关。这项研究为研究人员指出了更安全和更可靠的干细胞培养方法，来治疗疾病和损伤。 成果三：碳纳米物质狙击肿瘤干细胞 简要：中科院高能物理研究所国家纳米科学中心纳米生物效应与安全性重点实验室和中国科学技术大学生命学院合作，研究发现金属富勒醇Gd@C82(OH)22碳纳米材料可高效抑制三阴性乳腺癌干细胞的自我更新能力，Gd@C82(OH)22通过调控肿瘤微环境阻断细胞从上皮样(EMT)到间质样(MET)的转换，实现高效清除肿瘤干细胞，终止肿瘤发生和转移。 成果四：干细胞首次被诱导成三维迷你肺 简要：美国科学家首次成功诱导干细胞发育成人体肺部类器官一个三维迷你肺，它能模拟人体肺部的复杂结构，有助于科学家们研究肺部疾病并找到新疗法。这一组织在实验室内发育成三维球形结构，最后，通过让其与肺部发育有关的蛋白质接触，这些结构最终发育成肺部组织。而且，得到的肺部类器官在实验室存活了100多天。 成果五：区域选择性多能干细胞被发现
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
干细胞研究的历史、进展与未来 中国科学技术大学生命科学学院2004级胡文宝 干细胞是尚未分化发育的，能生成各种器官组织的全能细胞。它是具有自我更新、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维持自身细胞群大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织和器官。干细胞可以来自胚胎、胎儿或成体。根据其来源不同，干细胞可分胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础，即由单个受精卵发育成为具有各种组织器官的个体，成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。 干细胞研究的历史： 1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是一种干细胞。 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。 70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其染色体的数目属于异常。 1978年，第一个试管婴儿，Louise Brown 在英国诞生。 1981年，Evan, Kaufman 和Martin从小鼠胚泡内细胞群分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。 1984—1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元样细胞和其他类型的细胞。 1989年，Pera 等分离了一个人EC细胞系，此细胞系能产生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的（比正常细胞染色体多或少），他们在体外的分化潜能是有限的。 1994年，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于2-原核期。胚泡内细胞群在培养中得以保存其周边有滋养层细胞聚集，ES样细胞位于中央。 1998年，Thomoson等从治疗不育症的夫妇捐献的正常人胚泡中分离得到内细胞群。细胞经培养可多次传代，保持正常核型，具有高水平的端粒酶活性，表达人ES细胞而灵长类ES细胞的特征。当将几种非克隆化细胞系的细胞注入免疫缺陷小鼠内后可形成畸胎瘤。畸胎瘤含有来源于原始胚层的多种细胞类型，这证明了人ES细胞的多能性。 2000年，由Pera、 Trounson 和 Bongso 领导的新加坡和澳大利亚科学家从治疗不育症的夫妇捐赠的胚泡内细胞群中分离得到人ES细胞，这些细胞体外增殖，保持正常的核型，自发分化形成来源于三个胚层的体细胞系。将其注入免疫缺陷小鼠错开内产生畸胎瘤。 2003，建立了人类皮肤细胞与兔子卵细胞种间融合的方法，为人胚胎干细胞研究提供了新的途径。 2004年，Massachusetts Advanced Cell Technology 报道克隆小鼠的干细胞可以通过形成细小血管的心肌细胞修复心衰小鼠的心肌损伤。这种克隆细胞比来源于骨髓的成体干细胞修复作用更快、更有效，可以取代40%的瘢痕组织和恢复心肌功能。这是首次显示克隆干细胞在活体动物体内修复受损组织。 干细胞研究的进展： 1.干细胞的来源 胚胎干细胞主要来源于胚胎组织，而用于治疗的应该是人的胚胎干胚胎干细胞，由于人
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 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。
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
造血干细胞的研究现状 造血干细胞的研究现状简介 造血干细胞（Hematopoietic Stem Cell ，HSC）是一种成体干细胞，是具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞，属于多能干细胞。造血干细胞主要来源于三个渠道: 骨髓、外周血和脐带血。一般可将血细胞的生成过程划分为三个阶段: 造血干细胞、造血祖细胞和在形态上可以辨认的各种幼稚血细胞。造血干细胞采用不对称的分裂方式，平均每57 天分裂一次。它一方面可以再生，另一方面可以分化成髓红系干细胞和淋巴系干细胞，后两者又能分别分化成红细胞、巨核细胞、淋巴细胞、树突状细胞、NK细胞、粒细胞等一系列血细胞。造血系统不同阶段受不同基因表达调控，造血分化也受到若干个随机细胞因子的调控。 造血干细胞的生物学特征?:（一）自我更新和自我维持能力: 正常情况下，造血干细胞经过不对称有丝分裂形成两个子代细胞，其中一个仍保持造血干细胞的全部特征，这称为造血干细胞的自我更新或自我维持。自我更新使造血干细胞的数量和质量维持不变。另一个子细胞在有丝分裂过程中特征发生改变，逐渐走向分化的途径，维持循环的各种血细胞的数量。（二）高度增殖潜能: 在骨髓中，造血干细胞大约仅占骨髓0.05%，且大多数处于G0期。由于放、化疗造成造血细胞明显减少或在某些动员剂的作用下，造血干细胞能大量分裂，从而有更多的造血干细胞进入分裂周期。（三）多向分化潜能: 造血干细胞不仅能分化为各系统的血细胞系，还具有可塑性，可向某些非造血细胞转化，如神经细胞、骨骼肌细胞、肝脏细胞、血管内皮细胞以及多种组织的上皮细胞等。造血干细胞的表面标志主要有 CD34抗原、 CD38抗原、CD90抗原、CD117抗原、Sca1抗原和AC133抗原等，其中CD34是分离纯化造血干细胞的主要标志。利用这些表面标志，可将造血干细胞从造血组织中分离出来，进行研究。
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
细胞骨架研究现状简介 【内容提要】细胞骨架是纤维状聚合物和各种调控蛋白交错连接的网络结构，可分为微管，微丝和中间纤维两种。细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有 序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动。本文就细胞骨架的组分、细胞骨 架网络、细胞微环境等的研究进展作一综述。 【关键词】细胞骨架，植物，动物 细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，它是真核细胞借以维持其基本形态的 重要结构，被形象地称为细胞骨架，它通常也被认为是广义上细胞器的一种。在维持真核 细胞的形态、胞内运输、变形运动、信号转导、细胞分裂等方面发挥着重要的作用。细胞 骨架主要有3个功能：细胞结构的空间组织作用；建立细胞内外环境中物理联系；协同细 胞移动和改变细胞形态的作用。细胞骨架是动态结构，组成它的聚合物和调控蛋白处于连 续不断地变化中，将细胞质蛋白和细胞器的活动整合为一个有机体。 细胞骨架基本组成成分已被大量鉴别和定性，它主要由微管、微丝和中间纤维构成。 微管可在所有哺乳类动物细胞中存在，除了红细胞(红血球)外，所有微管均由约55kD的α 及β微管蛋白组成。它们正常时以αβ二聚体形式存在，到目前为止，已发现150多种肌 动蛋白聚合形成细胞一种重要的骨架纤维。一系列肌动蛋白调节蛋白形成一种大分子复合 物叫做WAVE复合物，促进肌动蛋白丝网络结构的装配。微丝主要由肌动蛋白构成，普遍存在于所有真核细胞中。它是一个实心状的纤维，一般细胞中含量约占细胞内总蛋白质的 1%-2%，但在活动较强的细胞中可占20%-30%。在一般细胞主要分布于细胞的表面，直接影 响细胞的形状。微丝具有多种功能，在不同细胞的表现不同，在肌细胞组成粗肌丝、细肌丝，可以收缩（收缩蛋白），在非肌细胞中主要起支撑作用、非肌性运动和信息传导作用。细胞骨架的第三种纤维结构称中等纤维或中间纤维，又称中间丝，为中空的骨状结构，直 径介于微管和微丝之间，其化学组成比较复杂，在不同细胞中，成分变化较大。中间纤维 使细胞具有张力和抗剪切力。中间纤维有共同的基本结构，即构建成一个中央α螺旋杆状区，两侧则是大小和化学组成不同的端区。端区的多样性决定了中间纤维外形和性质的差 异和特异性。 本文将就植物细胞、动物细胞中的细胞骨架的研究现状作进一步综述。 植物细胞骨架
[18]Herbst RS,Mullani NA,Davis DW ,et al .Devel opment of bi ol ogic markers of res ponse and assess ment of antiangi ogenic activity in a clinical trial of human recombinant endostatin [J ].Clin Oncol,2002,20:3804. [19]Batchel or TT,Sorencen AG,Tomas o E,et al .AZ D2171,a Pan - VEGF recep t or tyr osine kinase inhibit or,nor malizes tumor vascula 2ture and alleviates ede ma in gli oblast oma patients [J ].Cancer Cell,2007,11:83-95. (编校:张志明 肿瘤干细胞的研究进展 时岚,赵玫,黄常志 Advances of cancer stem cells SH ILan,Z HAO Mei,HUANG Chang -zhi D epart m ent of
E tiology and Carcinogenesis,Cancer Institute /Hospital,Chinese A cade m y of M edical Science,B eijing 100021,China . 【Abstract 】More and more evidences show the cl ose relati onshi p bet w een tu mor genesis and abnor mal devel opment of stem cell .This ne w model f or cancer will have significant revelati on f or the way we study and treat cancer .Thr ough targeting the cancer ste m cell,the therap ies f or treating cancer are likely t o i m p r ove .【Key words 】cancer;ste m cell;therapy Modern Oncol ogy 2009,17(04:0785-0787【指示性摘要】近年来随着对肿瘤研究的不断深入,以及对干细胞了解的日益加深,越来越多的证据显示肿瘤与干细胞有着密切的关系,肿瘤可能是干细胞在异常微环境中差异分化的结果,并提出了肿瘤干细胞(tu mor stem cell,TSC 的学说。本文综述了肿瘤干细胞的发现、特点,以及在肿瘤的诊断、治疗和预后判断中的作用,旨在为肿瘤发生发展研究及干细胞在肿瘤治疗方面的应用提供理论依据。【关键词】肿瘤;干细胞;治疗【中图分类号】 R730.231【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(200904-0785-03 20世纪后半叶,分子生物学的飞速发展大大深化了人们 对生命本质的理解,也把对肿瘤的认识推进到了前所未有的高度。尽管如此,人们对癌症的本质以及如何控制这一恶疾的认识却仍未产生质的飞跃,若干推论仍属假想。在肿瘤研究的历史中,肿瘤细胞的起源问题已经成为一个争论激烈的话题。越来越多的研究表明肿瘤可能通常起源于正常干细胞的转化,因此,近年来一种“肿瘤干细胞(tu m or ste m cell,TSC ”或“肿瘤起始细胞(tu mor -initiating cell,TI C ”的全新概念被提出,并引起人们的广泛关注。对肿瘤干细胞的研究将会对肿瘤的研究领域和肿瘤的治疗产生深远的影响,本文对近年来肿瘤干细胞的研究情况做一综述。1肿瘤干细胞的概念 对于肿瘤干细胞的名称现在有许多不同的说法,如肿瘤干细胞、致瘤细胞、致瘤癌细胞、肿瘤起源细胞等,不过随着
科学前沿论坛 近年来，随着分子生物学、细胞学等基础医学的不断发展，干细胞研究取得了较大的进展，干细胞技术也得到了较高水平的提升。自从1998年报道第一例人类干细胞前体细胞株被成功的分离和培养，干细胞成为了生物医学研究的前沿领域和生命科学研究的热点。干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，其在细胞多能性维持机理、疾病发病机制等基础研究中都有着重要的研究价值。除此之外，干细胞作为体外器官构建和遗传性疾病治疗的首选细胞以及其在再生医学治疗中也是重要的研究对象。目前，国内外科学家在干细胞领域的研究主要有诱导多样性干细胞、单倍体干细胞、成体干细胞以及干细胞在再生医学治疗和其他疾病治疗中的应用。本文首先介绍了干细胞的概念、分类及特征等基础内容，然后重点阐述了干细胞在临床医学领域的研究现状和进展，以求为今后该领域的相关研究提供有价值的参考。 1 干细胞的分类及研究进展 干细胞是指来自于胚胎、胎儿、成人的具有自我更新和不断繁殖以及分化为多种细胞能力的一类细胞，是机体及其他各种组织细胞的初始来源。根据干细胞的来源不同可以将干细胞划分为胚胎干细胞（embryonic stem,ES）、成体干细胞（Adult stem cell）和诱导性多潜能干细胞（Induced pluripotent stem cells, iPSCs）。 1.1 胚胎干细胞 胚胎干细胞（embryonic stem,ES）是由未着床的早期胚胎内细胞团中分离得到的一类干细胞。1981年，小鼠胚胎干细胞被成功的分离和培养，并随着今后的深入研究成为了最为成熟的干细胞体系。此后，科学家相继成功分离和培养得到了牛、羊等大型哺乳动物的胚胎干细胞。1998年，人胚胎干细胞得以分离和培养，并建立了人胚胎干细胞系，而且证明了人胚胎干细胞可以在一定条件下定向分化为心肌细胞、骨细胞以及神经细胞等细胞类型，这也为疾病的治疗提供了种子细胞。胚胎干细胞在体外培养时有较强的增值能力，且染色体的核型和带型都比较稳定；胚胎干细胞无论是在体外和体内培养的条件下都具有多向分化的潜能，可以分化为内胚层、中胚层和外胚层，并进一步被定向诱导分化为相应类型的组织细胞；此外，由于其端粒酶的活性较高，胚胎干细胞还具有高度未分化状态的保持能力。 1.2 成体干细胞 成体干细胞（Adult stem cell）是一种可以在特定的组织中通过其自我更新能力产生来源一致的特异性细胞类型的一类未分化细胞，因此可以作为生成某种细胞的前体。成体干细胞的来源有很多，包括皮肤、肝、肾、骨髓、牙髓、胰腺、脑、视网膜、外周血等，但是成体干细胞并不能定向分化为人体所需的全部类型的组织细胞，而且成体干细胞的数量相对较少，在分离和纯化以及鉴定方面均具有一定的难度。成体干细胞与胚胎干细胞都可以自我更新，并分化成为特定类型的细胞，而且在移植后会出现免疫排斥，但是不同于胚胎干细胞的是成体干细胞在培养过程中不能产生多种细胞类型，分化功能有一定的局限，不能保持长时间的不分化，同时受到多种生长因子的影响，其分化能力会随着年龄的增大而降低，DNA变异增加，这就在一定程度上限制了其应用。但成体干细胞具有较强的可塑性，可以通过核转移技术进行器官移植，有利于降低免疫排斥反应。 1.3 诱导性多潜能干细胞 诱导性多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)首次成功建系是在小鼠体内，2006年，科学家在小鼠的成纤维细胞中导入c-Myc、Oct4、Klf4、Sox24个转录因子，在此条件下成功获得了小鼠多潜能干细胞，并将其命名为诱导性多潜能干细胞（iPSCs），该项研究成功受到了生命科学研究领域的广泛关注，并在此后的不断研究中成功建立了猪、猴、人等多个物种的诱导性多潜能干细胞系。诱导性多潜能干细胞在细胞形态、培养特征、表面标志物、基因表达谱、染色质状态等多个方面与胚胎干细胞高度相似，在人胚胎干细胞研究受到较大伦理争议的今天，诱导性多潜能干细胞的出现以其较大的优势使胚胎干细胞的研究避开了伦理争议，也在一定程度上解决了移植过程中的免疫排斥问题。同时iPS细胞制备技术也得到了较高水平的发展，丙 干细胞研究进展 李 京 河北大学生命科学学院，河北保定 071000 摘 要 干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，在特定条件下能够分化为体内所有类型细胞。 干细胞的研究一直以来是生物医学研究的热点和生命科学研究的前沿领域，并在近几年的研究中取得了显著的进展，尤其是诱导多能性干细胞的出现，成为了干细胞研究领域的里程碑事件。同时我国干细胞技术也得到了较大的发展和进步，并在全世界干细胞研究领域中扮演着重要的角色。本文对干细胞的概念、分类等基础内容，干细胞在基础研究和临床医学方面的应用和研究进展，以及干细胞研究所面临的问题和前景作了如下综述。 关键词 干细胞；分化；临床；应用；进展 中图分类号 Q3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）08-0006-01 作者简介：李京，河北大学生命科学学院。 （下转第39页） SCIENTIST 6
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