干细胞研究方向的演变
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干细胞治疗的最新进展及未来发展方向干细胞治疗是一种前沿的医学技术,可以利用干细胞的多能性,治疗多种疾病。
近年来,干细胞治疗在临床上得到了广泛应用,并且在不断地发展和创新之中。
在本篇文章中,我们将介绍干细胞治疗的最新进展以及未来的发展方向。
一、干细胞治疗的最新进展1. 应用范围的不断扩大随着对干细胞的研究和理解不断加深,干细胞治疗的应用范围也在不断扩大。
目前已经实现了干细胞在骨科、心血管、免疫、神经、皮肤等多个领域的应用。
2. 成功治疗多种疾病干细胞治疗已经成功治疗了多种疾病。
例如,再生医学采用干细胞治疗已经被应用于脑部损伤、中风、萎缩性骨关节炎、肿瘤、糖尿病等多种疾病,有效地改善了患者的症状和生活质量。
3. 制备技术的逐步成熟制备干细胞是干细胞治疗的核心技术之一。
目前,已经有许多较为成熟的制备技术被应用于干细胞治疗中,例如,诱导多能干细胞(iPSCs)技术、修饰体细胞培养基和干细胞培养基等。
二、干细胞治疗未来的发展方向1. 个体化治疗干细胞治疗的重要特点是个体化治疗,即根据患者的个体情况制定治疗方案,以达到最佳治疗效果。
未来的干细胞治疗将更加注重患者的个体化治疗。
2. 基因编辑技术的运用目前,基因编辑技术在干细胞治疗中的应用日趋广泛。
通过基因编辑技术,科学家们可以操纵干细胞的基因,使其发挥更好的治疗效果。
未来,干细胞治疗将更加注重基因编辑技术的应用。
3. 同源性干细胞移植的研究同源性干细胞移植可以使移植物与受体组织的结构和功能达到更好的匹配。
研究表明,同源性干细胞移植可以提高移植物的移植成功率和生存率。
未来,同源性干细胞移植将成为干细胞治疗的一种重要手段。
总之,干细胞治疗是一项充满前景和挑战的医学技术。
随着科学技术的不断进步,干细胞治疗的应用范围会越来越广泛,疾病的治疗效果也会不断提高。
相信未来干细胞治疗会给更多的患者带来治愈和康复的希望。
人类干细胞技术的发展与应用人类干细胞技术是一种新兴的生物医学技术,具有广泛的应用前景。
自从1998年人类第一次成功分离出胚胎干细胞以来,人类干细胞技术在医学研究、组织工程、再生医学等领域得到了广泛的应用。
本文将探讨人类干细胞技术的发展历程、应用现状以及未来的发展方向。
一、人类干细胞技术的发展历程人类干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞来源于早期胚胎,能够分化为身体内的任何细胞类型,具有无限多能性。
成体干细胞主要分为造血干细胞和非造血干细胞,能够分化为一部分特定的细胞类型。
胚胎干细胞的研究始于20世纪80年代,但由于伦理和道德问题的限制,一直没有得到广泛的应用。
直到1998年,美国Wisconsin大学的 James Thomson 等科学家成功地分离了人类胚胎干细胞,干细胞技术才取得了重大的突破。
二、人类干细胞技术的应用现状1. 医学研究人类干细胞技术在医学研究中发挥了重要作用。
通过分离和培养干细胞,科学家可以模拟一些人体组织器官的生长和发育过程,从而深入研究组织器官的发育和生长机制,如心脏、肝脏、神经等。
此外,干细胞还可以被用于药物筛选和环境毒理学实验。
2. 组织工程人类干细胞技术在组织工程中得到了广泛的应用。
通过培养干细胞并导向分化成目标细胞,科学家可以制造新的组织器官,如皮肤、软骨、骨骼、肌肉等。
这种技术已经被用于生产人工血管、人工皮肤等医疗器械的生产。
3. 再生医学人类干细胞技术在再生医学中具有广泛的应用。
随着人们寿命的延长,机体的再生和修复能力逐渐下降,导致慢性疾病的增多。
利用干细胞治疗慢性疾病的策略是通过特定的干细胞移植来替代已经衰退的细胞,以修复人体组织和器官。
此外,干细胞技术还可以用于创伤性脊髓损伤和神经退行性疾病的治疗。
三、人类干细胞技术未来的发展方向1. 个性化医疗个性化医疗是指针对每个个体的基因组、生物学特征、生活方式和健康历史等因素,制定一个个人化的治疗方案。
大数据和基因测序技术的快速发展,为干细胞技术提供了更好的应用前景。
人体胚胎干细胞的研究现状与发展前景一、胚胎干细胞概述胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell,ESC)是源于早期胚胎的一种细胞类型,具有无限制的自我更新和多向分化能力,能够分化为三胚层中所有细胞类型。
因此人体胚胎干细胞被认为是一种广泛应用于医学领域的细胞类型。
目前,人类ESCs主要来源于已停止生长的胚胎(IVF胚胎),但由于其来源具有争议性,限制了其在伦理和法律方面的广泛使用。
二、研究现状A.ESCs的研究历程1.1998年,美国的一组科学家最早从人类胚胎中培养出胚胎干细胞。
2.1999年,英国帝国癌症研究中心的James Thomson和他的团队,首次从人类胚胎中分离出人类胚胎干细胞,并建立了人类胚胎干细胞线。
3.2006年,Shinya Yamanaka等人通过若干基因的转化和重编程,首次制备出人类诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)。
这种方法不再需要侵犯胚胎捐赠者的权益,而且能够根据患者的特点制造出个性化的胚胎干细胞线,是当前ESCs研究领域中备受关注的热点研究方向。
B.ESCs的分化研究目前,人体胚胎干细胞的分化研究主要集中于四个方面:神经、心脏、肝脏和胰腺。
1.神经元的分化神经元是神经系统的基本单位,它的从胚胎干细胞分化出的方法非常复杂。
神经发生主要分为神经前体细胞生成、神经元生成和神经元定向运动三个阶段。
目前,国内外许多研究机构都对人体ESCs分化成神经元方面进行了大量研究,并取得了不俗的实验结果。
2018年,著名的斯坦福大学西雅图神经科学研究所发现,钙离子信号途径是调控人体ESCs分化成神经元去向的关键因素。
2.心肌细胞的分化心肌细胞作为心脏的重要组分,分化出的方法也较为复杂。
研究表明,与神经元分化相似,心肌细胞分化早期也需要内外环境信息作为促进剂。
科学家已经发现了一种名为“smoothened”(SMO)的蛋白质,这种蛋白质可以控制体内信号传递的多个途径,从而影响分化成心肌细胞的概率。
干细胞发展史摘要:一、干细胞研究背景及意义1.干细胞定义与分类2.干细胞在医学中的重要应用二、干细胞发展史1.干细胞概念的提出2.干细胞研究的发展阶段a.胚胎干细胞研究b.成体干细胞研究c.诱导多能干细胞研究三、干细胞研究在我国的发展1.我国干细胞研究政策及法规2.我国干细胞研究成果及应用四、干细胞研究的挑战与展望1.伦理道德问题2.技术难题3.干细胞治疗的前景正文:干细胞发展史干细胞研究是现代生物医学领域的重要研究方向,具有广泛的应用前景。
干细胞具有自我更新和分化成多种细胞类型的能力,为组织再生、疾病治疗以及发育过程研究提供了可能。
本文将概述干细胞发展史,并重点介绍我国干细胞研究的发展情况。
一、干细胞研究背景及意义干细胞,即未分化的多能细胞,可以分为胚胎干细胞(ESC)、成体干细胞(ASC)和诱导多能干细胞(iPSC)。
干细胞在医学中的重要应用包括组织再生、疾病治疗和发育过程研究。
二、干细胞发展史1.干细胞概念的提出:1960 年代,加拿大的詹姆斯·汤姆森首次发现了骨髓间充质干细胞,开启了干细胞研究的大门。
2.干细胞研究的发展阶段:a.胚胎干细胞研究:1998 年,美国科学家詹姆斯·沃森首次成功分离出胚胎干细胞,为胚胎干细胞研究奠定了基础。
b.成体干细胞研究:2000 年代,成体干细胞研究逐渐兴起,如造血干细胞、间充质干细胞等。
c.诱导多能干细胞研究:2007 年,日本科学家山中伸弥成功诱导小鼠成纤维细胞成为具有多能性的干细胞,为干细胞研究开辟了新的途径。
三、干细胞研究在我国的发展1.我国干细胞研究政策及法规:我国政府高度重视干细胞研究,制定了一系列政策和法规以支持干细胞研究的发展。
2.我国干细胞研究成果及应用:近年来,我国干细胞研究取得了显著成果,如成功应用于治疗血液病、肝硬化等疾病。
四、干细胞研究的挑战与展望1.伦理道德问题:干细胞研究中的胚胎来源和人类克隆问题引发了伦理道德争议。
干细胞研究的最新进展干细胞是一类具有自我修复和再生能力的细胞,可以转化为各种细胞类型,因此在医学领域一直受到热切关注。
近年来,随着科技的进步,干细胞研究取得了新的突破,为治疗许多疾病提供了新的方向和方法。
1. 干细胞治疗心血管疾病心血管疾病是致死率和致残率极高的疾病之一,干细胞治疗成为了治疗心血管疾病的新方向。
干细胞可以分化为心脏细胞,因此具有很高的治疗潜力。
目前,临床试验中已经有很多干细胞治疗的案例,效果也非常不错。
美国哈佛大学的研究者Jianyi Zhang等人,使用人类诱导多能干细胞(iPSC)制备的心肌细胞,让iPSC分化成心肌细胞,再将其注射到大鼠心脏中,结果发现,这些转化后的心肌细胞能够融合进入心肌组织中,修复和恢复了心肌组织的功能。
2. 干细胞治疗神经系统疾病神经系统疾病如多发性硬化、帕金森病、阿尔茨海默病等都缺乏有效的治疗方法,而干细胞具有分化为多种神经细胞类型的特性,因此成为治疗神经系统疾病的有力工具。
研究者使用来自造血干细胞或胎儿脑组织中的神经干细胞通过注入的方式治疗帕金森病和多发性硬化等神经系统疾病,在小鼠和猴子等动物体内进行了多项实验,发现该方法能够显著地改善疾病的症状。
3. 干细胞辅助肿瘤治疗干细胞在肿瘤治疗中的作用被越来越重视,干细胞因其自身特性和多向分化的能力,能够帮助强化患者的免疫系统和加速肿瘤细胞的死亡。
目前,干细胞辅助的细胞治疗已经在多个癌症种类上得到了展示。
在一项中期临床试验中,科学家将来自健康人的多功能干细胞进行转移,用于治疗癌细胞难以彳亍的、乳腺癌、鼻咽癌、结肠直肠癌和卵巢癌。
这项研究发现,病人获得了更好的生存率和生活质量。
总之,干细胞治疗的最新进展为治疗多种疾病提供了更多的选择和机遇,也为今后的研究开拓了新的方向。
千万不要过于乐观,各种患者的具体治疗方案,仍需要经过更多科学验证的解决方案。
植物干细胞的研究进展随着科技的不断发展和人们对健康的关注,干细胞研究已经成为一个热门话题。
随着人们对人体干细胞的深入研究,对植物干细胞的研究也在逐渐深入。
在这篇文章中,我们将探讨植物干细胞的研究进展,以及它们对人类和环境的影响。
一、植物干细胞在植物生长和发展中的作用植物干细胞是植物体内最基本的细胞种类,具有自我更新、分化和发育成其他种类细胞的能力。
它们可以通过分化成根、茎和叶等多种细胞型组成不同组织和器官,而在植物的生长和发展中发挥至关重要的作用。
植物干细胞能够在无限期内维持自身数量,为植物的长期生存和持续发展提供了坚实的基础。
同时,它们还能在环境刺激下调整自身数量和分化程度,适应外界环境变化,提高植物对生态环境的适应度。
二、植物干细胞在医学领域的应用前景随着人口老龄化的加剧和人类疾病的不断增多,干细胞治疗已经成为医学领域的一个热门研究方向。
不仅是人体干细胞,植物干细胞也在医学领域中展现出了优异的应用前景。
首先,植物干细胞中所含有的多种生物活性物质具有极强的药用价值。
通过研究这些生物活性物质,科学家们可以发掘出很多新药物,进而为人类健康做出更大的贡献。
其次,植物干细胞具有较强的免疫环境适应性。
它们可以在多种不同环境下生长和分化,不会被人体免疫系统所排斥,因此被认为是替代人体干细胞的较好选择。
三、植物干细胞对环境的影响植物干细胞还可以对环境产生深刻的影响。
一方面,植物干细胞具有较强的抗氧化能力和抗逆性,可以帮助植物适应各种环境压力,维护生态环境的平衡。
另一方面,植物干细胞还可以用于植物的营养改良和生态修复。
通过利用植物干细胞的生长和分化能力,科学家们可以创造出更好的环境,进一步实现可持续发展。
四、植物干细胞研究面临的挑战和未来发展方向尽管植物干细胞研究领域已经取得了很大的进展,但是依然面临着很多挑战。
其中最主要的挑战就是如何在不影响植物本身发育生长的情况下,提高植物干细胞的采集效率和生长速度。
另外,如何利用植物干细胞研究新药物和治疗方案,也需要进一步探索。
干细胞的研究进展【摘要】干细胞是一种具有自我更新和分化能力的特殊细胞,被认为具有巨大的医学潜力。
本文从干细胞的类型和特点、医学领域的应用、组织工程和再生医学中的作用、治疗各种疾病的潜在价值以及药物研发中的作用等方面进行介绍。
干细胞技术在治疗心血管疾病、神经退行性疾病、器官移植等重大疾病中具有重要作用。
未来,干细胞研究将更加深入,致力于解决更多疾病的治疗难题,促进医学领域的发展。
干细胞技术的未来发展方向包括提高干细胞的纯度和稳定性,加速干细胞临床转化的进程,以及探索干细胞在疾病治疗和药物研发中的更广泛应用。
干细胞研究前景光明,将为人类健康带来更多希望与可能。
【关键词】干细胞、研究进展、类型、特点、医学领域、组织工程、再生医学、治疗、疾病、药物研发、前景、未来发展方向1. 引言1.1 干细胞的研究进展干细胞的研究进展一直是科学界的热点话题之一。
干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力,被认为具有巨大的潜力在医学领域和生物学研究中发挥作用。
随着技术的不断进步,科学家们对干细胞的研究也变得更加深入和全面。
干细胞主要分为胚胎干细胞和成体干细胞两种类型,它们各自具有不同的特点和应用价值。
胚胎干细胞来源于早期胚胎,具有较高的多能性,可以分化为身体中几乎所有类型的细胞;而成体干细胞则存在于成体组织中,具有一定的分化潜能,可以修复和更新受损组织。
干细胞在医学领域的应用包括器官移植、再生医学、组织工程等方面,为疾病治疗和健康保健提供了新的思路和方法。
未来,随着干细胞研究的不断深入和发展,相信它们将在医学和科学领域发挥出更加重要的作用。
干细胞技术的应用前景十分广阔,也面临着诸多挑战。
只有不断探索和创新,才能更好地利用干细胞的潜力,促进人类健康和生命质量的提升。
无疑将成为未来的一个重要研究方向,为人类的生活带来更多希望和可能。
2. 正文2.1 干细胞的类型和特点干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,可分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
大家好!今天,我们在这里召开干细胞健康交流会,共同探讨干细胞领域的研究进展、应用前景以及面临的挑战。
我深感荣幸能够代表参会人员发表演讲,与大家分享一些关于干细胞健康的见解。
首先,让我们共同回顾一下干细胞的研究历程。
自20世纪末以来,干细胞研究取得了举世瞩目的成果。
从胚胎干细胞到成体干细胞,从基础研究到临床应用,干细胞研究为人类健康事业带来了新的希望。
我国在干细胞研究方面也取得了显著成果,已成为全球干细胞研究的重要力量。
一、干细胞研究的重大突破1. 胚胎干细胞研究:胚胎干细胞具有多能性,可分化为各种细胞类型。
我国科学家在胚胎干细胞研究领域取得了世界领先的成果,如成功实现胚胎干细胞向神经细胞、心肌细胞等分化。
2. 成体干细胞研究:成体干细胞存在于人体各种组织中,具有自我更新和分化能力。
我国科学家在成体干细胞研究方面取得了丰硕成果,如成功实现骨髓间充质干细胞向神经细胞、心肌细胞等分化。
3. 干细胞治疗:干细胞治疗是干细胞研究的重要应用方向。
我国在干细胞治疗领域取得了显著成果,如已批准多项干细胞治疗药物上市。
二、干细胞健康的重要性干细胞是人体内具有自我更新和分化能力的细胞,对于维持组织器官的正常功能、修复损伤和抵抗疾病具有重要意义。
以下是干细胞健康的重要性:1. 组织器官修复:干细胞具有多能性,可以分化为各种细胞类型,从而修复受损的组织器官。
例如,干细胞可以分化为神经细胞,治疗神经系统疾病;可以分化为心肌细胞,治疗心血管疾病。
2. 防治疾病:干细胞具有自我更新和分化能力,可以用于治疗多种疾病,如癌症、糖尿病、心血管疾病等。
干细胞治疗具有疗效显著、安全性高等特点。
3. 抗衰老:干细胞具有自我更新和分化能力,可以延缓细胞衰老,提高生活质量。
研究表明,干细胞可以改善皮肤、骨骼、心血管等系统的功能。
三、干细胞健康面临的挑战1. 伦理问题:干细胞研究涉及到伦理问题,如胚胎干细胞来源、成体干细胞提取等。
如何平衡伦理与科学,是干细胞健康研究面临的重要挑战。
干细胞技术的应用现状及未来发展干细胞技术被认为是当今医学科技领域中最具前途的技术之一,它被广泛应用于治疗一些难治性疾病。
随着科学技术的不断进步,干细胞技术也在不断发展,这个领域的前景十分广阔。
本文将介绍干细胞技术的应用现状及未来发展。
一、干细胞技术的基本概念干细胞是一种具有自我更新和分化潜能的细胞,它们可以不断分裂并分化成更多的细胞类型,例如血细胞、神经细胞等等。
干细胞可以分为两种:胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞是从在体外合成的受精卵的早期胚胎中分离出来的细胞。
这种细胞拥有其它细胞所没有的能力,既能够自我更新,又可以分化成所有的细胞类型。
成体干细胞是存在于成年组织中的细胞,如骨髓干细胞和皮肤干细胞等。
这些干细胞可以分化成某些细胞类型,但不能分化成所有细胞类型。
干细胞具有这些特性,被认为是一种治疗疾病的新途径。
科学家们希望利用干细胞技术来治疗一些目前还没有治疗方法的疾病。
二、干细胞技术的应用现状目前,干细胞技术在医学领域中已经得到了广泛的应用。
以下是干细胞技术的应用现状:1. 造血干细胞移植:这种移植是用健康造血干细胞替代患者自身的造血干细胞,以治疗白血病、淋巴瘤和骨髓衰竭等血液疾病。
2. 神经干细胞移植:神经干细胞是具有神经分化潜能的干细胞。
这种移植可以用来治疗脑部损伤、帕金森病、多发性硬化症等神经系统疾病。
3. 营养干细胞疗法:这是一种用患者的成体干细胞修复损伤组织的方法。
在这种方法中,科学家们利用成体干细胞治疗心脏病、帕金森病等疾病。
4. 人工皮肤制备:人工皮肤是在实验室中培养出的一种皮肤组织。
这种技术可以用来治疗烧伤、极度防晒、皮肤瘢痕和硬化症等疾病。
三、干细胞技术的未来发展干细胞技术的开发和研究是一项巨大的挑战。
虽然已经取得了很多进展,但还有很多问题需要解决。
以下是干细胞技术的未来发展方向:1. 高效地分离和扩增干细胞:科学家们正在开发更好的方法来扩增各种类型的干细胞。
这可以让诊断和治疗更加准确,并且能更好地充分利用干细胞技术。
干细胞研究医学领域的突破性进展干细胞研究是当前医学领域的一项重要研究方向,其突破性进展为医学领域带来了巨大的发展机遇和挑战。
干细胞研究的核心在于通过研究干细胞的特性和应用,寻找治疗疾病和再生组织的方法。
本文将探讨干细胞研究在医学领域的突破性进展,包括干细胞疗法、干细胞器官和组织再生以及干细胞治疗的伦理道德问题。
干细胞疗法是干细胞研究的重要应用之一。
干细胞具有自我更新和分化为各种细胞类型的能力,因此可以用于治疗多种疾病。
例如,干细胞移植已经被应用于治疗血液系统疾病,如白血病和再生障碍性贫血。
通过移植干细胞,可以重新恢复患者的造血功能,达到治疗的效果。
此外,干细胞还被用于治疗关节炎、心脏病和神经退行性疾病等慢性疾病。
这些治疗方法在临床中已经取得了一些成功的案例,并且给患者带来了新的希望。
除了干细胞疗法,干细胞研究还取得了在器官和组织再生方面的突破性进展。
干细胞可以分化为不同类型的细胞,因此可以用于重建受损或缺失的组织和器官。
例如,通过将干细胞移植到损伤的心脏组织中,可以促进心肌的再生,修复患者的心脏功能。
类似地,干细胞也可以被用于修复其他器官,如肝脏、肾脏和神经系统。
这些技术的发展为治疗慢性疾病和器官缺陷提供了新的途径。
然而,干细胞研究与应用也面临着一些伦理道德问题。
其中最为突出的问题就是胚胎干细胞的使用。
胚胎干细胞具有很强的分化潜能,但其采集过程必然会导致胚胎损失。
这一问题引发了关于胚胎保护和生命伦理的争议。
一些国家和地区立法禁止胚胎干细胞的研究和应用,而其他国家则允许或限制胚胎干细胞的使用。
这种差异导致了干细胞研究的不同发展现状和道德争议。
此外,干细胞治疗的长期效果和安全性也是一个需要重视的问题。
虽然干细胞治疗在一些领域已经取得了成功,但其长期效果和潜在风险尚不明确。
干细胞可能存在分化失控、遗传突变和免疫排斥等问题,这可能会对患者的健康产生不良影响。
因此,对干细胞治疗的长期效果和风险进行全面评估和监测是非常关键的。
干细胞研究方向的演变
发表时间:2011-12-20T10:19:29.063Z 来源:《中外健康文摘》2011年第36期供稿作者:张金梅陈静高逢喜[导读] 在病理情况下的细胞组织发生的结构功能的变化就是转分化现象。
张金梅陈静高逢喜(华中科技大学同济医学院附属荆州医院药剂科 434020)【中图分类号】R329.2【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2011)36-0010-02 【摘要】干细胞是能自我更新和有分化潜能的细胞,其可塑性在再生医学上具有极大的应用价值。
本文列举了干细胞研究历史上的几次重大策略上的变化,先后大致经历了胚胎干细胞、诱导多功能干细胞和直接转分化三个阶段,为干细胞领域的研究发展提供一点线索。
【关键词】干细胞胚胎干细胞 iPS 直接转分化【Abstract】 Stem cell which plasticity has great applications significance in regenerative medicine is peculiar by its self-renewal and differentiation potential. This paper demonstrates three development periods of stem cell research in history,including embryonic stem cells、iPS and direct conversion and throws light on field of stem cell research. 【Key words】stem cell ESC iPS direct conversion
当人类在癌症面前束手无策时,干细胞无疑成了最后一根救命稻草,使人欣喜。
干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
全能干细胞一般指胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC),来源于胚胎,有自我更新、无限分化的潜能,即可发育成各种细胞和组织[1,2]。
多能干细胞是指具有多向分化潜能的细胞,能发育成多种组织和器官。
单能干细胞只能分化发育成特定的一种体细胞。
1 ESC 阶段
在漫长的发展史上,一直是以胚胎干细胞为研究对象,尽管其合法性曾倍备受争议,屡遭禁止。
因此很容易想当然地认为胚胎干细胞就是干细胞的代名词,尽管其间各种成体干细胞被不断发现,对其功能的认识也在更新。
ESC是万能的,能实现人类返老还童的梦想,具有极其广阔的应用前景。
在医学上可由于器官移植,组织替换和细胞治疗;在药学上可用于新药筛选、药理、毒理实验等,在动物和人体实验前的细胞系实验,实验成功方可用于后续实验,最大限度地减少对动物的伤害,也降低成本,实在是一件功德无量的事情;在基础研究上有助于了解早期胚胎发育的细节,揭示动物发育的机制。
然而,姑且摒弃伦理法律问题不谈,要想获得足够的ESC用于治疗,也是一个难题,这成了限制ESC应用于临床的一个瓶颈。
2 iPS细胞
克隆羊多莉的问世使全世界震惊,美国总统为之动容,就是采用细胞融合的方法,将乳腺细胞与无核的卵细胞在电脉冲的作用下融合生成新的全能型细胞,进而发育成胚胎。
这说明了体细胞也具备在一定条件下转变为全能型细胞的潜能。
但彻底打破这个传统的是2007年,美日科学家首次以成体干细胞为研究材料,成功地将皮肤干细胞改造成了全能的干细胞,这种干细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,体外培养可分化成各种组织和器官,被称之为诱导多功能干细胞(induced Pluripotent Stem cell ,iPS cell)[3,4]。
这种干细胞的最大优点就是不涉及到生殖细胞和胚胎,未触及法律禁区和伦理道德,人们易于接受,也因此备受科学家的青睐。
至此,干细胞领域的发展开始突飞猛进,近几年来取得了多项研究成果,人和鼠的皮肤细胞诱导产生的iPS细胞相继被培养成血细胞和心肌细胞。
为了获得神奇的iPS 细胞,人们尝试各种途径——细胞融合、共孵育、引入特定基因等诱导体细胞重新编程,使其恢复到原始状态[5-7]。
细胞重编程的机制是细胞在特殊环境中,通过DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观遗传修饰,使细胞内染色质重塑到为未分化状态[8,9]。
然而,这种细胞毕竟与ESC有所不同,其细微区别还有待进一步探索,已有证据表明二者在表观遗传学上有很大差异。
对于iPS 细胞的研究,目前存在的问题主要是:1诱导效率低下,费时费力。
科学家采用纳米材料或三维立体支架培养,模拟体内细胞的生长条件,以提高干细胞的诱导率,有了许多重要的发现,但又可能会导致某些异常的发生。
2实验过程中要用病毒做载体,如此获得的iPS细胞若用之于临床,恐怕存在安全隐患。
3引起免疫排斥反应。
3 直接转分化
直接转分化即横向分化,是细胞在新的环境中,发育成形态和功能完全不同的细胞。
直接转分化不需要回复到全能干细胞状态,将已部分分化的成体干细胞直接转变成其它的细胞。
直接转分化理论上更简单,省略了复杂的中间阶段,即不必先去分化到原始起点,也规避了回复到iPS细胞过程中可能带来的成瘤性等风险,是干细胞研究策略上的重大变革。
在病理情况下的细胞组织发生的结构功能的变化就是转分化现象。
在特定培养环境中,造血干细胞也可分化为肌细胞和骨细胞等。
近年来出现了仅用几个基因就使皮肤细胞变成神经细胞和血细胞的奇迹。
颇具挑战性和鼓舞人心的是跨谱系转分化,2011年已在线虫上取得成功,能将肠细胞转变成神经细胞。
直接转分化是基于细胞的可塑性,改变细胞生存的微环境,跨越表观遗传的障碍,使其分化为另一种细胞[10,11]。
若一切操作皆能在体内进行,则将迎来再生医学的鼎盛时期。
由于各种成体干细胞都有其不同的分化程度,又处于不同的生存环境中。
研究找出人体内各种干细胞的特点,分析其所处的环境,因地制宜,具体情况具体分析,采用不同的诱导方法或人造微环境,使干细胞朝着既定的方向分化,产生需要的细胞、组织或器官,达到细胞治疗的目的。
干细胞的研究方向从专注于ESC、iPS到直接转分化,思路更清晰、明朗,操作上也更简单、实用。
越过了重重障碍,有政策上的、理论上的,也有思路上的,干细胞的研究领域将会迅猛发展,期望在最短的时间内能造福全人类。
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