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（收稿日期：2013-04-26） （本文编辑：陈丹云）
①南华大学附属第一医院 湖南 衡阳 421001通信作者：杨春莲
甲状腺肿瘤干细胞及其生物学特性的研究进展
杨春莲① 曹仁贤①
【摘要】 近年来越来越多关于肿瘤干细胞的研究已经为许多人类肿瘤提供了新的临床治疗途径。全面而深刻地认识和研究肿瘤干细胞能更好地了解它在导致肿瘤形成上的一些分子学事件，并且能为临床提供更多精确的诊断方法和有效的治疗手段。和许多其他人类肿瘤一样，目前已经有研究证明在人甲状腺癌中也存在肿瘤干细胞，但是他们在肿瘤发生发展方面的具体作用机制尚未完全明确。在本文中，笔者将讨论甲状腺肿瘤干细胞的起源与其在分子和细胞方面的生物学特性。同时探讨人甲状腺肿瘤干细胞对发现新的临床治疗途径的潜在作用。 【关键词】 甲状腺干细胞； 甲状腺肿瘤干细胞； 乳头状癌； 未分化甲状腺癌； 致瘤性
Recent Advances in Thyroid Cancer Stem Cells and Biological Characteristics/YANG Chun-lian，CAO Ren-xian.//Medical Innovation of China，2013，10（30）：159-162
【Abstract】 More and more researches about cancer stem cells have provided new clinic treatments for many human cancers in recent years.Study cancer stem cells comprehensively and profoundly will give us a better knowledge of the molecular events governing carcinogenesis，and offer more accurate diagnostic methods and effective therapies in the clinical.Just like many other human cancers，it has been demonstrated the presence of cancer stem cells in thyroid cancers，but their role and the detailed mechanism in thyroid cancers have yet to be firmly established.In this article，the author will discuss the origin of thyroid cancer stem cells and in the field of molecular and cellular biology.At the same time discusses the thyroid cancer stem cells to find new potential role of clinical treatment.
【Key words】 Thyroid stem cells； Thyroid cancer stem cells； Papillary carcinoma； Undifferentiated anaplastic thyroid carcinoma； Tumorigenicity
First-author ’s address：The First Affiliated Hospital of University of South， Hengyang 421001，China doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.30.078
甲状腺癌是临床上最常见的内分泌恶性疾病，也是内分泌肿瘤中最常见的死亡原因。近年来其全球发病率一直处于上升阶段，尽管越来越多的新技术已经应用到临床的诊断和治疗中，但随着对其分子学发病机制的深入研究，分子靶向治疗将会是未来诊断和治疗甲状腺癌的一个新方向。 在临床上甲状腺癌的病理类型主要包括乳头状癌、滤泡状癌和未分化癌。其中大部分肿瘤都发生于内胚层起源的滤泡细胞，这是甲状腺组织中细胞数目最多的一部分。乳头状癌和滤泡状癌分别占甲状腺肿瘤的80%~85%和10%~15%，这两种病理类型分化良好，在临床治疗上主要采取外科手术后化疗或放疗的治疗方法，预后良好[1]
。与其相反，临床上罕见的未分化癌通常呈一个高侵袭性、进展迅速的恶性临床
过程，因为这类肿瘤缺乏摄碘受体故对化疗或放疗不敏感，临床预后较差。目前临床上主要用紫杉醇治疗未分化癌，然而这也并不能有效地减弱它的恶性侵袭能力，因此迫切地需要新的治疗手段。除了这些来源于滤泡细胞的肿瘤外，还有一种来源于滤泡旁C 细胞分化的甲状腺髓样癌，发病率约为5%，临床治愈率极低，极易发生局部或远处转移，如肝、肺、骨骼和脑等，手术治疗后极易复发[2]。近期的研究发现在一些人类癌症中存在肿瘤干细胞，这改变了关于致瘤和肿瘤治疗策略上的一些观点[3]。目前已经有研究证明肿瘤是由一些非正常细胞驱动发生的，这些细胞叫做肿瘤干细胞，它们对启动和维持肿瘤生长起着十分关键的作用。这些肿瘤始动细胞已经在一些人类肿瘤中得到了证实，如乳腺癌和结肠癌[4-5]。最近又有新的研究证实在甲状腺癌中也存在肿瘤干细胞[6]。正因为如此，鉴别和认识这种具有致瘤作用的肿瘤
干细胞，对寻找和发现更多靶向的、有选择性的和个体化的治疗甲状腺癌的方法极其重要。
1 甲状腺干细胞
研究发现甲状腺组织具有自我更新能力已经有很长一段时间了，然而直到最近才被认识到是因为存在成体干细胞才使它有这种自我更新能力。在成熟的甲状腺组织中存在甲状腺干细胞群是1992年被Dumont[7]证实的。他的实验是通过在小鼠模型内注入微小数量的这种细胞从而使甲状腺移植物在小鼠体内生长。这一发现又被Thomas在2006年得到更好地验证[8]。他在人甲状腺肿的甲状腺标本中检测到一群表达多能性的干细胞因子Oct-4，内胚层因子Gata-4和HNF4a，还有TTF和Pax8等因子的成体干细胞。不久，这一假设被Lan等[9]用实验证明。他从原代培养的甲状腺细胞中分离出甲状腺干细胞，而且在体外试验中证实了这种细胞有分化成甲状腺细胞的能力。已经有文献描述了几种类型的甲状腺干细胞：滤泡细胞的祖细胞起源于内胚层，C细胞的祖细胞起源于神经脊，还有一种是滤泡细胞和C细胞的共同祖细胞。这些不同类型的甲状腺干细胞都能通过基因突变而引发甲状腺肿瘤[10-11]。
传统的多级多阶段原因导致肿瘤发生的观点认为：甲状腺癌的发生是由于长期积累的甲状腺细胞基因组损伤，导致抑癌基因缺失或致癌基因激活从而发生肿瘤。根据这一观点，那么甲状腺细胞就能通过发生RAS和BRAF突变，或RET/ PTC和Trk重排而发生乳头状癌，也可以通过RAS基因点突变或PAX8/PPARγ重排而发生滤泡状癌。相反，未分化癌是通过分化型癌发生p53基因点突变而引起的[12]。
这种在分化型和未分化型肿瘤间发生基因组改变的多阶级致瘤假设的观点曾被Tallini质疑，因为他发现RET基因重排只发生在乳头状癌而在未分化癌中没有发生[13]。另外，他们发现PAX8/PPARγ重排基因仅存在于滤泡状癌而在未分化癌从未被观察到[14]。最近的研究报道p53基因突变与未分化癌的高侵袭性密切相关，但是在其他类型的肿瘤中也有发现这一突变，甚至也发生在滤泡状癌中[12]。
以上这些发现说明如果按照这个多级致瘤假设理论分析甲状腺癌形成，那么就还有一些基因突变后的问题不能被解释。因此，近期又有一些研究提出了关于甲状腺肿瘤成因的另一个不同的观点：胎儿干细胞致癌假设理论。这一观点是根据肿瘤细胞是来源于胎儿甲状腺细胞的残留物，而且它有自我更新的能力，而不是来源于分化好的细胞。滤泡状癌、乳头状癌和未分化癌被认为分别由前甲状腺细胞，甲状腺原始细胞和甲状腺干细胞的残留物产生而来。基因组的改变，包括RET/PTC和PAX8-PPARγ重排，以及BRAF基因突变都会影响胎儿甲状腺细胞分化而促进其增殖。尽管甲状腺干细胞代表着未分化癌的起源，但是它们也能促使前甲状腺细胞和甲状腺原始细胞产生。当甲状腺干细胞自己增殖时就会产生未分化癌，当其促使前甲状腺细胞和甲状腺原始细胞产生时，增殖的结果是产生分化型甲状腺癌。
2 甲状腺肿瘤干细胞在甲状腺癌形成作用中的新观点
这种由肿瘤干细胞产生甲状腺癌的观点很早以前就由几个学者提出过[11-12]。然而直到最近发现甲状腺肿瘤干细胞的存在才被证实[6]。
在甲状腺肿瘤的研究中发现了肿瘤干细胞，最主要是因为发现了能鉴别这种细胞的相关分子标记。例如有研究已经发现CD133是一个能在未分化细胞系中识别干细胞群的分子标记[15]。2010年Todaro的研究数据表明并不是所有的上皮样甲状腺癌标本的肿瘤干细胞中都能发现CD133[6]。相反，有研究发现醛脱氢酶1（aldehyde dehydrogenase1 ALDH1）活性增加与乳腺癌、胰腺癌、多发性骨髓瘤和肺癌的原发细胞有关[16-19]。
通过ALDEFLUOR试验在细胞分选过程中简单而精确地分析了有ALDH酶活性的甲状腺细胞的数量，结果表明三种不同组织学类型的甲状腺癌中未分化癌含有高表达ALDH的细胞比例最高，也许这与它的高恶性程度有关。同时，未分化癌中这种高表达ALDH的细胞与其他正常组织比具有更高的增殖能力，或者说自我更新能力。为了分析未分化癌中这种细胞是否保持有启动肿瘤生长的能力和了解其肿瘤的临床或病理学特点，例如其高侵袭性等，从乳头状癌、滤泡状癌和未分化癌中分离出高表达ALDH的细胞，然后将其注入免疫功能不全的小鼠模型中。结果显示：在甲状腺乳头状癌的小鼠模型中注入了高表达ALDH的细胞后发现肿瘤只在局部生长，而在甲状腺滤泡状癌的小鼠模型中注入了高表达ALDH的细胞后发现肿瘤渗透生长并压迫局部组织，例如压迫喉和气管。此外，在活体的未分化癌患者的全身影像学分析发现这种由高表达ALDH的细胞导致的肿瘤有一个高发的肺转移率。与相应的亲代肿瘤相比，移植后肿瘤的ALDH1、肌酸激酶19、甲状腺球蛋白的表达和肿瘤细胞数目都没有明显的变化，这就说明移植后的甲状腺肿瘤保持着与亲代肿瘤一样的恶性程度。
要描述这种甲状腺移植瘤的生长特性包括：能导致肿瘤生长和侵袭的特定的基因型改变，肿瘤生长的方式和有利于前期临床的靶向治疗方法。在对甲状腺肿瘤干细胞的基因转录程序的研究中发现：肿瘤干细胞潜在的致瘤性和高侵袭性与Met/Akt信号通路有关[6]。事实上，Todaro的研究已经发现如果激活Met、Akt和β连环蛋白，并且下调E钙黏蛋白就能导致一个发生肿瘤的表型，这也是形成未分化癌干细胞的主要因素。有趣的是，如果沉默Met或Akt能抑制描述上皮间质转化的两个关键转录因子Twist和Snail的表达，同时减弱未分化癌干细胞的转移和侵袭能力。这个关于Met/Akt 信号能减弱甲状腺癌侵袭能力的观点在体内试验也得到了证实。将沉默了Met和Akt的未分化癌细胞转入小鼠的甲状腺组织中，之后用光子成像分析检测发现沉默Met和Akt能将甲状腺肿瘤干细胞的潜在侵袭能力基本彻底消除[6]。
其他许多团队则致力于研究激活PI3K/Akt信号通路是否能影响甲状腺癌的发生和进展，或潜在的治疗靶点。早在2009年国内就有研究者发现用特异的Akt信号抑制剂（哌立福辛）能阻断甲状腺癌细胞的增殖并促进其凋亡，这是通过激活PI3K/Akt信号通路并改变其基因型而实现的。西罗莫司类药物，是参与甲状腺细胞增殖调控过程中的一类丝氨
酸-苏氨酸蛋白激酶物质，与Akt信号抑制剂一样起着肯定的治疗肿瘤的作用[20]。
3 甲状腺癌治疗中的新策略
临床上治疗甲状腺癌的方法在最近二十年内都保持不变：乳头状癌或滤泡状癌患者在外科手术后再接受一定剂量的放射碘治疗，用以破坏手术不能完全清除的少量癌细胞。另外，未分化癌的恶性程度很高，临床预后很差，这种肿瘤生长迅速，局部浸润易发，而且对放疗或化疗的效果很差，主要是因为缺乏摄碘受体[6]。
随着对甲状腺肿瘤发病机理的深入研究，人们可能会发现更多的新方法来治疗这些目前疗效不满意的肿瘤。之前已经有文献报道，甲状腺癌对化疗诱导的细胞程序性死亡方法抵抗就可能跟自分泌白介素4和白介素10有关，而这个过程是通过上调抗凋亡分子cFLIP，Bcl-xL和PED实现的[21-22]。随后，又有学者发现在未分化癌中，残留细胞的增殖能力和对死亡的耐受程度似乎与细胞因子信号抑制基因（suppressors cytokine signaling SOCS）的表达有关，它是通过下调Akt信号而影响Bcl-2家族蛋白的表达。在体内和体外试验中发现外源性表达SOCS-3和SOCS-5能减弱肿瘤的生长并明显提高化疗的效果，这是通过改变细胞凋亡和抗凋亡分子间的平衡而实现的。这些结果就说明SOCS调控细胞因子程序凋亡可能会是治疗高度恶性甲状腺癌过程中克服其抵抗化疗问题的一个新策略[23]。
甲状腺肿瘤干细胞是研究领域中一个惊喜的发现，它将为甲状腺癌的诊断和治疗提供很多重要的新线索。如果肿瘤干细胞有无限的自我更新和分化能力，那么这将是化疗中要克服的最主要的问题。目前治疗甲状腺癌的方法（手术、放疗、化疗）都能迅速杀灭已分化的癌细胞，但仍有少数静止的潜在肿瘤细胞被存留下来。最理想的治疗方法应是在杀灭已分化细胞的同时也要将潜在突变的肿瘤干细胞破坏掉。
尽管这种针对肿瘤干细胞的理想药物似乎很令人兴奋，但它也不是这么容易实现。肿瘤干细胞能通过多种机制逃避药物诱导的细胞死亡信号，包括上调ATP结合转运蛋白，激活DNA的修复能力和过表达抗凋亡分子。关于这点，鉴别甲状腺肿瘤始动细胞能够为在肿瘤干细胞的自我更新和化疗药物抵抗方面的研究中提供强有力的工具去更好地了解特殊基因和信号转导通路，例如Wnt/β连环蛋白通路。未分化甲状腺癌中激活这条通路似乎与抗肿瘤药的疗效有关，如单用选择性络氨酸激酶抑制剂（甲磺酸伊玛替尼）治疗就无效，尽管它是以β连环蛋白为靶分子，而且能够降低甲状腺肿瘤细胞的侵袭和增殖能力[15]。
有几种药物已经在试验中被研究。他们包括络氨酸激酶抑制剂，如和RET/PTC或RET信号通路有关的吡唑嘧啶PP2和Wnt/β连环蛋白通路有关的伊马替尼，还有激活PPARγ信号的噻唑烷二酮类等[24-27]。将来的挑战就是要发现新的特异的抑制剂去对抗最新在甲状腺乳头状癌中发现的致癌基因BRAF和未分化癌中PI3K的激活[28-29]。关于高侵袭性的甲状腺髓样癌，最新的研究发现在体内或体外试验中有针对RET和FGF受体的特殊药物能抑制肿瘤的生长，这就说明有联合基因和药理学方法对治疗起有效作用[2]。
4 展望
本文着重叙述了甲状腺肿瘤干细胞研究中的一些最新发现和成果，特别是未来治疗策略上存在的一些新挑战。全面而深刻地描述肿瘤始动细胞将有助于了解其在肿瘤发生中的潜在作用，也能明确目前抗肿瘤药物治疗中存在抵抗性或耐药性的一些可能机制。此外，这些细胞也能用于构造动物试验模型来进行活体内研究介导甲状腺肿瘤发生的分子事件，以及更好地研究和发现个体化治疗甲状腺癌的方案或敏感药物，这对于高恶性和高侵袭性的肿瘤来说极为重要。
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（收稿日期：2013-03-08） （本文编辑：欧丽）
①云南省精神病医院 云南 昆明 650024②昆明医科大学临床肿瘤学院通信作者：杨丽春
超声造影在甲状腺良恶性疾病鉴别诊断中的
应用进展
卢李华① 杨丽春②
【关键词】 超声造影； 甲状腺； 肿瘤； 诊断 doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.30.079
超声造影技术因其能动态查看组织的实时灌注状态，成为目前超声医学领域发展最快的技术之一，也是当前超声界
的热门研究课题[1-2]，超声造影是通过静脉注射微泡造影剂，其直径小于红细胞，使超声对组织器官研究模式有所拓宽，有效地提高了超声对良恶性疾病的鉴别诊断。目前，超声造影对肝脏内微小病变的检出和良恶性肿瘤的鉴别诊断应用已经较成熟[3-4]。近年来，超声造影对肿瘤内部血管灌注的特征在肝脏和乳腺等局灶性病变中的研究取得了不少成果，然
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、
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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
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
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
第二节胚胎干细胞的研究及其应用 学习目标 1.理解干细胞的概念与分类。 2.掌握胚胎干细胞来源、特点及分离途径与方法。 3.举例说明胚胎干细胞的应用。 4.了解胚胎干细胞的研究进展及其所面临的各种挑战。 学习重、难点 学习重点 1.理解干细胞的概念。 2.简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。 学习难点 简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。 知识要点梳理 一、胚胎干细胞及其研究进展 1.干细胞的概念：是动物（包括人）胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。 2.干细胞作用：具有重建、修复病损或衰老组织、器官功能。 3.干细胞分类 （1）专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。（2）多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞等。（3）全能干细胞：可以分化为全身的多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官。 二、胚胎干细胞的应用 1.如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖，将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响。 2.在研究新药对各种细胞的药理和毒理试验中，提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，从而降低了成本。 3.胚胎干细胞研究为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，用于疾病治疗等，给人类带来全新的医疗手段。
4.通过胚胎干细胞，结合基因工程等还可以在试管中改良并创造动物新品种，培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种等。 三、胚胎干细胞研究面临的挑战 1.胚胎干细胞的应用给法律、伦理、国家和社会安全带来的冲击是空前的。 2.胚胎干细胞在体内或者是体外都具有自我分化的潜能，极易分化成其他细胞，对培养条件的优化仍需要进一步研究。 3.对胚胎干细胞向不同组织细胞定向分化的条件还不清楚。 4.创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因，其可行性仍不清楚。
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
牙髓干细胞 1牙髓干细胞概念 牙髓组织位于牙齿内部的牙髓腔内，是牙体组织中唯一的软组织。2000年Gronthos[1]等通过对人牙髓细胞的研究，发现了一种与骨髓间充质干细胞有着极其相似的免疫表型及形成矿化结节能力的细胞，细胞中形态呈梭形，可自我更新和多向分化，有着较强的克隆能力。这些由牙髓组织中分离出的成纤维状细胞就称为牙髓干细胞(Dental Pulp Stem Cells,DPSCs)。现在普遍认为牙髓组织中具有形成细胞克隆能力和较强增殖能力的未分化间充质细胞即DPSCs[2]。 2牙源性干细胞 至今，已从人类牙齿相关组织中分离和鉴定出7种干细胞: (1)牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)[1]，来自恒牙牙髓；张巍巍等[3]以人牙髓干细胞为种子细胞与PLGA支架材料在体外进行复合培养，表明PLGA 有利于于牙髓干细胞的粘附与增值。Lindroos等[4]得到DPSC与其他间充质源性干细胞具有相似的表面标志物和骨相关性的标志物的结论，支持DPSC在硬组织再生方面的可能性。从成人第三磨牙牙髓中分离的DPSC在适宜的条件下可诱导分化为有功能活性的神经细胞，并在基因和蛋白水平表达神经组织专有的标志物[5]，为治疗神经系统方面的疾病提供了新的途径。DPSCs不表达成牙本质细胞特征性蛋白DSP、DMP，则表明DP-SCs尚处于未分化状态[6]。我国学者通过对根髓和冠髓进行比较时发现：DPSCs 存在于全部牙髓之中,在根髓中的密度更高[7]。 (2)人类脱落乳牙牙髓干细胞(stem cell from the pulp of human exfoliated deciduous teeth, SHED),来自儿童脱落乳牙的牙髓;Miura等[8]研究发现，正常脱落的乳牙牙髓中的细胞经培养会表现出成纤维细胞样生长，其增殖率和群体倍增数均比骨髓基质干细胞(BMMSC)、DPSCs高，于是首次提出了SHED的概念。Shen YY等[9]发现SHED在体外培养过程中可以表达成骨细胞的标志，如RUNX-2、OCN、BSP，表明SHED在体外可以分化为成骨细胞;将SHED与人类牙齿切片复合后，在体外培养或是植入免疫缺陷小鼠皮下，均表达成牙本质细胞分化的标志( DSPP，DMP-1，MEPE)[10]。一系列实验表明SHED在体内只能诱导宿主细胞分化为成骨细胞[11]，而其自身无法分化为成骨细胞，但在体外培养过程中却可以分化为成骨细胞。SHED 可能还具有参与机体的免疫调节等功能[12]。李丽文[13]等用不同密度接种培养DPSCs,计算细胞产量、倍增次数, 观察细胞形态、检查克隆形成率和钙结节形成能力的方法得到，1.5～3cells/cm2低密度接种培养DPSCs 有利于细胞快速扩增,扩增后的细胞保持较高的增殖和分化潜能。SHED 的增殖能力、克隆形成效率和钙结节形成能力均优于DPSCs。 (3)根尖乳头干细胞(stem cell from the apical papilla,SCAP)[14,15]，来自牙根发育未完成的根尖乳头；Abe等[16]从人年轻第三磨牙根末端分离根尖周牙乳头，并采用酶消化法从中分离出细胞进行研究，结果发现这种细胞在低密度下培养时，
[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
干细胞研究进展及应用前景展望 摘要： 干细胞是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定条件下可以分化为多种功能的组织和器官，具有重要的理论研究意义和临床应用价值。近年来的研究成果不仅揭示了许多有关细胞生长发育的基础理论难题，也在创伤修复、神经再生、抵抗衰老、糖尿病、帕金森氏症、老年痴呆、白血病、肿瘤等疾病的治疗方面显示了巨大的应用潜力，是应用生物学进入一个崭新的领域。 关键词： 干细胞；分化；诱导性多能干细胞；糖尿病；肿瘤；伦理争议； 正文： 1.干细胞 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。这些细胞呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比大，具有较强的端粒酶活性，因此具有较强的增殖能力。 干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，其再生各种组织器官和人体的潜在功能，吸引着越来越多人的眼球。 2.干细胞的研究历史 干细胞的研究被认为起始于二十世纪六十年代，加拿大科学家James E. Till和Ernest A.McCulloch发现并命名造血干细胞之后。 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明，其来源于胚胎干细胞，确立了胚胎癌细胞是一种干细胞； 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子； 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，建立了小鼠干细胞体外培养条件，将干细胞注入上鼠，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、克隆化的胚胎癌细胞，克隆的干细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元细胞和其他类型的细胞。 1992年，Reynolds和Richards先后在成年鼠的纹状体和海马中分离出神经干细胞。
干细胞研究进展与应用综述 摘要: 本综述通过举例，简要阐述了近年来干细胞研究进展以及干细胞的应用情况。 关键词：胚胎干细胞；成体干细胞；应用 前言： 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。干细胞研究己成为生命科学中的热点。同时，干细胞的研究对人类的疾病的治疗等也有着其绝对的重要意义。 1干细胞的分类及其研究进展 干细胞（stem cell）是机体内存在的一类特殊细胞，具有自我更新及多向分化潜能。能根据来源的不同，干细胞可分为胚胎干（embryonic stem cell，ES）细胞、诱导性多潜能干（induced pluripotent stem cells，iPS）细胞及成体干（adult stem cell）细胞。不同种类的干细胞具有各自的优势和不足。胚胎干细胞是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养而筛选出的细胞，具有发育全能性，理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。成体干细胞是存在于已经分化组织中的未分化细胞，能够自我更新并特化形成该类型组织的多能细胞。 1.1ES 细胞胚胎干细胞是指当受精卵分裂发育成囊胚时内细胞团的细胞，发育等级较高，可以分化为人体的所有体细胞，是全能干细胞。ES 细胞是目前研究最广泛、最成熟的干细胞体系。自2009 年起，全球共批准了3项人ES（hES）细胞的临床试验，标志着hES 细胞向临床应用迈出了重要的一步。然而，hES 细胞临床应用面临的一个瓶颈问题是免疫排斥反应。体细胞核移植（SCNT）技术能够制备携带患者基因型的hES 细胞，可解决免疫排斥的难题。2013 年，美国Mitalipov 研究团队将人类皮肤成纤维细胞核移植到供体去核卵细胞中，成功建立了SCNT 的hES 细胞[1]，标志着治疗性克隆又向前迈出关键性的一步。然而，hES 细胞建系必须摧毁人类早期胚胎，故存在剧烈的伦理学争议。此外，hES 细胞来源的分化细胞移植到体内存在发展为肿瘤的潜在风险。 1.2iPS 细胞2006 年Yamanaka 实验室利用Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc 4 种因子将鼠成纤维细胞重编程为诱导多功能干细胞，标志着一种新型类胚胎干细胞的问世。PsCs 诱导的本质是使终末分化的细胞重新获得多能干细胞相似的调控网络和表观遗传学特征,迄今,已建立了大鼠[2, 3]、人[4, 5]、猪[6, 7]、猴[8]、兔[9]和绵羊[10]的iPSs细胞系,并证实具有ES细胞的发育全能性。采用体细胞重编程技术可从患者自体细胞获得的iPS 细胞，这不但可解决免疫排斥的难题，而且避免了hES 细胞和SCNT 研究存在的伦理学争论。近年来，采取非整合的病毒载体、mRNA 转染、小分子化合物化学诱导等方法均可将体细胞重编程为iPS 细胞[2,3]。这些技术的改进既可避免肿瘤形成和DNA与宿主整合的相关风险，又可降低iPS 细胞的制备成本，使得大规模制备自体干细胞成为可能。Yamanaka 带
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
干细胞的应用及研究方向 摘要 干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。近年来干细胞的应用几乎涉及到所有生命科学和生物医学领域。本文概述了干细胞的生物学特性，并综述了干细胞的可塑性、分离培养及其在基础研究及临床上的应用的研究进展。最后，展望了今后研究的方向。 干细胞（stem cells）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”。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,美国Thomson［1］和Gearhart［2］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时代。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。本文就近几年来干细胞的研究进展综述如下。 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和成体干细胞（Adult Stem Cell，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（Embryonic Germ Cell，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、血液干细胞,骨髓间充质干细胞、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。与其他细胞系相比较, 胚胎干细胞的特点在于:（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［3］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［4］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［5］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
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 干细胞及其研究进展 1 干细胞及其研究进展姓名： 曹晶晶导师： 邓锦波专业: 神经生物学学号： 104753130913 2 干细胞及其研究进展摘要： 干细胞是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定 条件下可以分化为多种功能的组织和器官，具有重要的理论研究意 义和临床应用价值。 近年来的研究成果不仅揭示了许多有关细胞生长发育的基础理 论难题，也在创伤修复、神经再生、抵抗衰老、糖尿病、帕金 森氏症、老年痴呆、白血病、肿瘤等疾病的治疗方面显示了巨大 的应用潜力，是应用生物学进入一个崭新的领域。 关键词： 干细胞；分化；诱导性多能干细胞；糖尿病；肿瘤；伦理 争议；正文： 1. 干细胞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。 1 / 17
在一定的条件下，它可以分化成多种功能的器官组织。 这些细胞呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比大，具有较强的端粒酶活性，因此具有较强的增殖能力。 干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，其再生各种组织器官和人体的潜在功能，吸引着越来越多人的眼球。 2. 干细胞的研究历史干细胞的研究被认为起始于二十世纪六十年代，加拿大科学家 James E. Till 和 Ernest A. McCulloch 发现并命名造血干细胞之后。 60 年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明，其来源于胚胎干细胞，确立了胚胎癌细胞是一种干细胞； 1968 年，Edwards 和 Bavister 在体外获得了第一个人卵子； 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，建立了小鼠干细胞体外培养条件，将干细胞注入上鼠，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、克隆化的胚胎癌细胞，克隆的干细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元细胞和其他类型的细胞。 1992年， Reynolds和Richards先后在成年鼠的纹状体和海马中分离出神经干细胞。 1996年，轰动世界的polly羊诞生，引发了干细胞研究的热潮。