成体干细胞
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间充质细胞结构特点间充质细胞(Mesenchymal Stem Cells)是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,广泛存在于人体的多个组织中,如骨髓、脂肪组织、胎盘、胎儿组织等。
间充质细胞具有自我更新和多向分化为多种细胞类型的能力,可以分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等不同细胞类型,因此被广泛应用于再生医学和组织工程领域。
间充质细胞的结构特点主要体现在细胞形态、细胞表面标记物以及细胞器的特点上。
间充质细胞的形态特点是呈现出纤维样形态,细胞体呈梭形或星形。
这种形态特点使得间充质细胞具有较大的细胞表面积,有利于细胞吸收营养物质和释放代谢产物。
间充质细胞表面具有一系列特定的标记物,如CD73、CD90、CD105等。
这些标记物的存在可以用于鉴定和分离间充质细胞。
此外,间充质细胞还具有低表达或不表达造血和免疫相关标记物,如CD34、CD45等,这使得间充质细胞具有较低的免疫原性,可以有效地避免免疫排斥反应。
间充质细胞的细胞器特点主要体现在内质网(endoplasmic reticulum)、线粒体和高尔基体等细胞器的结构和功能上。
内质网是细胞质中一种复杂的膜系统,参与细胞的蛋白质合成和修饰。
线粒体是细胞内能量的主要生产场所,通过细胞呼吸过程产生能量并供给细胞的生理活动。
高尔基体则参与细胞物质的运输和分泌。
间充质细胞还具有一些特殊的功能特点。
首先,间充质细胞具有自我更新的能力,即可以不断分裂产生新的细胞,保持细胞群的稳定。
其次,间充质细胞具有多向分化的潜能,即可以分化为多种不同的细胞类型。
这种多向分化的能力使得间充质细胞成为再生医学和组织工程领域的理想细胞来源。
间充质细胞具有纤维样形态、特定的细胞表面标记物、特殊的细胞器结构和功能,以及自我更新和多向分化的能力。
这些结构特点使得间充质细胞在再生医学和组织工程领域具有重要的应用价值。
未来的研究将进一步揭示间充质细胞的分子机制和应用潜力,为人类健康和疾病治疗提供更多的可能性。
干细胞治疗临床试验安全性评价干细胞疗法作为一种前沿的生物医学技术,引起了广泛的关注。
它具有很大的治疗潜力,可以用于治疗多种疾病,包括心血管疾病、神经系统疾病和器官移植等。
然而,由于干细胞治疗尚处于起步阶段,其安全性评价显得尤为重要。
本文将对干细胞治疗临床试验的安全性评价进行探讨。
首先,干细胞治疗的安全性评价需考虑干细胞来源的安全性。
目前,干细胞主要有胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞三种来源。
胚胎干细胞具有较强的分化能力,但其获取过程涉及到胚胎的破坏,引发了伦理上的争议。
成体干细胞来源于成年人的组织和器官,因此,其获取过程相对较容易,但其分化能力较弱。
诱导多能干细胞由成体细胞通过基因重编程转变而来,具有胚胎干细胞的分化潜能,同时又避免了伦理争议。
在选择干细胞来源时,安全性是至关重要的考虑因素。
其次,干细胞治疗的安全性评价还需考虑干细胞的植入方式和剂量。
植入方式包括直接注射、细胞输注和组织工程等方法。
直接注射是最简单的方式,但可能存在细胞堆集和局部炎症等问题。
细胞输注将干细胞注入到血液或淋巴系统中,然后通过循环系统到达病变部位,但可能引发栓塞等风险。
组织工程则是将干细胞培养成组织或器官,再进行移植。
在剂量选择上,过高的剂量可能导致过度分化和肿瘤形成等问题,而过低的剂量则可能无法发挥治疗效果。
因此,在干细胞植入方式和剂量的评价中,安全性是需要特别注意的因素。
此外,干细胞治疗的安全性评价还需考虑免疫排斥反应的风险。
由于干细胞治疗通常涉及异基移植,患者的免疫系统可能会对植入细胞发生排斥反应。
因此,在干细胞治疗之前,需要进行免疫配型和抗排斥治疗等措施,以降低免疫排斥反应的风险。
同时,还需要监测患者的免疫功能、炎症反应和抗体产生等指标,及时发现并处理潜在的排斥反应。
最后,干细胞治疗的安全性评价还需考虑长期随访的必要性。
虽然干细胞治疗短期内可能会取得一定的疗效,但其长期效果和安全性仍然不确定。
因此,对于接受干细胞治疗的患者,需要进行长期的随访观察,评估治疗的长期效果和潜在的副作用。
生物技术中的干细胞和组织工程学生物技术是近年来发展迅速的一门领域,它涵盖了多个方面的研究。
其中,干细胞和组织工程学是生物技术中的两个重要分支。
干细胞是指能够分化成多种类型细胞的未成熟细胞,而组织工程学是一门利用生物技术制造人工组织和器官的学科。
干细胞和组织工程学的研究对医学科学有着重要意义,它们可以帮助医生治疗多种疾病,改善人类的生命质量。
一、干细胞干细胞是一种未成熟的细胞,它具有自我复制、分化成各种细胞类型的潜能。
在人体中,干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两种。
胚胎干细胞来源于人类早期胚胎的内层细胞团,它们具有高度自我更新和多潜能分化的能力,可以分化成人体内的所有类型细胞。
由于胚胎干细胞来源于人类早期胚胎,因此在使用胚胎干细胞进行研究和治疗时,会引起伦理道德问题和争议。
相对于胚胎干细胞,成体干细胞更易获得且不具有伦理争议。
成体干细胞存在于成年人和幼年人身体中的许多组织和器官中,如骨髓、脂肪、皮肤等。
成体干细胞可以分化成多种不同类型的细胞,包括心脏细胞、神经细胞、骨细胞等等,因此可以用于治疗多种疾病。
二、组织工程学除了干细胞,组织工程学也是生物技术中的一个重要分支。
它利用生物技术和工程学技术来制造人工组织和器官。
组织工程学可以使用多种类型的细胞、支架材料和生长因子来促进组织和器官的生长。
一旦人工组织和器官的开发成熟,医生就可以使用它们来治疗多种与人体组织和器官相关的疾病。
当前,组织工程学已经在许多领域得到了应用,比如皮肤移植、软骨修复等。
由于组织工程学可以使用成体干细胞和其他多种类型的细胞,因此还可以制造血管、肝脏、心脏等人工器官。
这些器官可以用于替代生物体内出现问题的器官,从而实现器官移植。
三、干细胞在组织工程学中的应用在组织工程学中,干细胞是一种非常重要的细胞类型。
干细胞可以分化成多种类型的细胞并成为组织和器官的主要组成部分。
例如,用干细胞制作的人工心脏可以促进心脏组织的再生,从而提高心脏功能。
干细胞的名词解释
干细胞是一种具有自我复制能力和多向分化潜能的原始细胞,是
形成身体各种组织和器官的基本单位。
根据干细胞的分化能力和潜在用途,可以将干细胞分为多种类型,包括胚胎干细胞、间充质干细胞、成体干细胞等。
胚胎干细胞是来源于胚胎发育过程中的一种干细胞,具有自我复
制和多向分化的能力,可以分化成多种组织器官,如心脏、肝脏、肾脏、眼睛等,因此在医学和美容领域有着广泛的应用。
间充质干细胞是一种从骨髓、脐带血和其他组织中提取出来的干细胞,具有广泛的分化潜力,可以分化成多种细胞类型,如骨髓内细胞、表皮细胞、心血管细胞等,因此在治疗各种性疾病和疾病康复中也有
着广泛的应用。
成体干细胞则是来源于成年人身体的干细胞,主要分布在骨髓、
肌肉、皮肤和血液等组织中,可以分化成多种类型的细胞,如神经元、肝细胞、脂肪细胞等,因此在生物医学研究和应用中具有重要的价值。
干细胞的分类根据干细胞的来源和基本特征的不同,主要可分为两种类型:胚胎干细胞和组织干细胞。
这两种干细胞既有着干细胞的共同特征,又有着各自不同的生物学特性。
近来的研究认为,除这两者之外,或许还存在与两者均有相似性的干细胞群。
(一)胚胎干细胞胚胎干细胞是指来源于早期胚胎组织,具有高度自我更新和多向分化潜能的未分化细胞。
胚胎性干细胞能向3个胚层的几乎所有类型的细胞分化,因而也是一种全能干细胞。
胚胎性干细胞包括3种类型:胚胎干细胞(embryonicstemcells,ES细胞)、胚胎生殖干细胞(embryonic germ cells,EG细胞)及畸胎瘤干细胞(embryonic carcinoma cells,EC细胞)。
来自着床前囊胚的内细胞团(innercellmass,ICM)经体外分离培养后可建立全能的干细胞系——ES细胞系;来自胚胎生殖嵴的原始生殖细胞(primordalgermcells,PGC)经适当分离培养后亦可产生多能干细胞——EG细胞;来自恶性畸胎瘤的胎癌细胞中也被发现含有干细胞。
ES细胞和EG细胞拥有正常的核型和染色体数目,其体外培养条件已经基本成熟,可以进行各种诱导和遗传操作。
胚胎干细胞除具有以上干细胞的基本特征外,尚有其独特之处。
首先,胚胎性干细胞具有很强的自我更新能力,这种更新能力是永久的。
由于胚胎性干细胞在体外培养过程中,绝大多数都可保持对称分裂,产生与父代完全相同的子代干细胞。
因此,基于这种更新方式的胚胎性干细胞理论上可以保持无限增生的能力。
其次,胚胎性干细胞具有最广泛的分化潜能,能够分化为3个胚层来源的所有细胞。
在有饲养细胞(feedercell)或添加分化抑制因子时,胚胎性干细胞能够长期维持干细胞特征。
胚胎干细胞接种于无饲养层的平皿上时能悬浮生长,形成类似于着床前早期胚胎的类胚体。
继续培养,类胚体还会不断增大,分化出类内胚层结构,并自发分化为神经系、造血系及骨、软骨、脂肪等中胚层来源细胞的混合体。
细胞与干细胞的关联细胞是生物体的基本组成单元,而干细胞则是一种具有自我更新和多向分化能力的特殊细胞类型。
细胞和干细胞之间存在着紧密的关联,它们在人类生命的发展和治疗疾病方面都起着重要的作用。
细胞是构成生物体的基本单位,由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。
细胞的功能多种多样,可以进行代谢、生长和分裂等过程。
细胞可以分为有形态和功能特点的各种类型,如神经细胞、肌肉细胞和红血细胞等。
细胞的多样性为生物体的多样性提供了基础。
干细胞是一类具有特殊功能和潜能的细胞,它们具有自我更新的能力和多向分化的潜力。
干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两种类型。
胚胎干细胞来源于早期胚胎,具有较强的多向分化潜能,可以分化为多种不同类型的细胞。
成体干细胞则存在于成体组织和器官中,具有一定的分化能力,可以修复和更新受损组织。
细胞和干细胞之间存在着紧密的关联。
首先,干细胞是细胞的一种特殊类型,它们保留了一部分细胞的特性和功能。
干细胞具有自我更新能力,可以不断分裂产生新的干细胞,并分化为各种类型的细胞。
这种自我更新的过程保证了生物体细胞数量的稳定和恢复能力。
其次,干细胞在生物发育和组织修复中起着重要的作用。
在胚胎发育过程中,胚胎干细胞通过分化形成各种器官和组织,为胚胎的正常发育提供了基础。
而成体干细胞则参与了生物体的生长、修复和再生过程。
当身体组织受到损伤时,成体干细胞可以分化为受损组织所需的细胞类型,参与组织修复和再生。
此外,干细胞研究对于医学领域的发展具有重要的意义。
通过对干细胞的研究,科学家可以深入了解细胞分化和再生的机制,找到治疗疾病和更新组织的方法。
干细胞治疗已经在某些疾病的治疗中得到了应用,例如造血干细胞移植治疗白血病等。
干细胞技术的进一步发展可能会为更多疾病的治疗提供新的突破。
总的来说,细胞和干细胞之间存在着密切的关联。
细胞是生物体的基本单位,而干细胞则是具有自我更新和多向分化能力的特殊细胞类型。
通过研究细胞和干细胞,我们可以深入了解生物体的发育和修复过程,并为疾病治疗和组织再生提供新的思路和方法。
干细胞发展史引言:干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,它们具备重塑组织和器官的能力,被誉为生物医学领域的明星细胞。
干细胞的研究和应用在过去几十年里取得了突破性进展,为人类健康和疾病治疗带来了巨大希望。
本文将为您介绍干细胞发展的历史,带您回顾这一领域的重要里程碑。
一、干细胞的发现与定义早在19世纪,科学家就开始对干细胞进行研究。
1868年,德国生物学家恩斯特·海克尔发现了胚胎内存在着一类特殊的细胞,能够自我分裂并生成各种不同类型的细胞。
这些细胞被称为干细胞。
随后,人们对干细胞进行了更深入的研究,进一步明确了其自我更新和多向分化的特性。
二、胚胎干细胞的应用胚胎干细胞是最早被人们发现和研究的一类干细胞。
1998年,美国科学家詹姆斯·汤姆森首次成功地从人类胚胎中分离出胚胎干细胞。
这一重要突破引起了全球科学界的广泛关注。
胚胎干细胞具有极强的分化潜能,可以分化为人体内各种不同类型的细胞,如神经细胞、心脏细胞等。
这使得胚胎干细胞在组织工程、疾病治疗等领域具有广泛的应用前景。
三、干细胞研究的伦理和法律问题虽然胚胎干细胞具有巨大的研究和应用价值,但其获取涉及到伦理和法律问题。
胚胎的提取和使用可能引发伦理争议,因为这涉及到胚胎的生命和人道主义的考量。
因此,许多国家对胚胎干细胞的研究和使用进行了限制或禁止。
为了克服这一障碍,科学家们开始寻找其他类型的干细胞。
四、成体干细胞的发现和应用除了胚胎干细胞,人体内还存在着一些成体组织中的干细胞。
这些干细胞分布在血液、骨髓、皮肤等器官和组织中。
1998年,美国科学家詹姆斯·汤姆森成功地从成年人的骨髓中分离出一种称为间充质干细胞的细胞群。
这一发现引发了干细胞研究领域的又一轮热潮。
成体干细胞具有一定的分化潜能,可以分化为某些特定类型的细胞,如骨细胞、软骨细胞等。
这为再生医学和组织工程的发展提供了新的方向。
五、诱导多能干细胞的发现2006年,日本科学家山中伸弥和英国科学家约翰·古韦尔共同获得诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在诱导多能干细胞方面的突出贡献。
干细胞的应用前景博士生在研究干细胞治疗和再生医学方面的探索
干细胞的应用前景 博士生在研究干细胞治疗和再生医学方面的探索 近年来,干细胞治疗和再生医学领域取得了突破性的进展,为人类健康提供了前所未有的希望。作为一名博士生,我对干细胞的应用前景充满了热情,并积极参与了相关研究。本文将就干细胞的应用前景以及博士生在此领域的探索进行论述,以期为读者提供全面的了解。
一、干细胞的定义与分类 干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,它们可以分化为多种细胞类型,并且能够不断自我更新,维持细胞库的稳定。根据来源不同,干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
1. 胚胎干细胞 胚胎干细胞来源于早期胚胎的内细胞团,它们具有极高的分化潜能,可以分化为身体内的各种细胞类型。然而,由于胚胎干细胞的来源需要破坏早期胚胎,引发了一系列的伦理和道德争议,限制了其在临床应用中的进展。
2. 成体干细胞 成体干细胞分布于成熟组织和器官中,具有一定的分化潜能,可以分化为特定的细胞类型。成体干细胞的获取相对容易,且存在较少的伦理问题,因此成为目前研究和应用较为广泛的干细胞类型。
二、干细胞在治疗领域的应用前景 干细胞具有广泛的应用前景,在治疗多种疾病和再生医学中发挥着重要作用。以下将重点探讨干细胞在糖尿病治疗、心脑血管疾病治疗以及组织再生方面的应用前景。
1. 干细胞在糖尿病治疗中的应用前景 糖尿病是一种慢性代谢性疾病,由于胰岛素分泌异常或细胞耐受性降低导致血糖水平异常升高。干细胞治疗可以通过移植胰岛细胞、促进胰岛细胞增殖和分化等方式来改善糖尿病患者的胰岛功能,提高血糖的调控能力。此外,干细胞还能够调节免疫系统功能,减轻炎症反应,抑制免疫系统对胰岛细胞的攻击,为糖尿病治疗提供了新的思路。
2. 干细胞在心脑血管疾病治疗中的应用前景 心脑血管疾病是世界范围内主要引发死亡的疾病之一。传统治疗方法效果有限,而干细胞治疗提供了一种新的治疗思路。研究表明,干细胞可以分化为心肌细胞、血管内皮细胞等,直接参与心脑血管的修复和再生。此外,干细胞能够释放多种生物因子,促进血管生成、改善组织缺血状况,对于心脑血管疾病的治疗具有重要作用。
干细胞研发与运用胚胎干细胞(ES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。
研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
成体干细胞主要有造血干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞和神经干细胞。
用于移植的细胞多数来源于外周血、骨髓和脐带血,也有部分来源于骨骼肌和脂肪组织。
虽然胚胎干细胞代表了最原始的全能干细胞,在组织工程和细胞治疗中具有广阔的应用前景,但是它有分化调控机制的复杂性和来源途径的伦理学争议;成体干细胞在成体组织中己经保留了发育过程中出现的完整干细胞谱,为干细胞发育机制研究提供了较为理想的模型,但成体干细胞的分化发育潜能己受到限制。
随着干细胞研究的逐步深入,涌现出一些有别于传统干细胞的新型干细胞,下面就新型干细胞的研究进展做一综述。
1新型干细胞1.1诱导多能干细胞(iPS)2006年日本京都大学Ya-manaka等[1]率先报道了iPS细胞的研究。
他把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这4种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似[2]。
2007年体细胞转变成“iPS细胞”的成果发表。
Hanna等[3]用来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了iPS细胞,然后用健康的基因取代了涉及镰刀形红细胞贫血症的基因,研究人员将它们输给供体小鼠,这些细胞在小鼠身上开始产生健康的血细胞,这些小鼠的疾病症状因此有了改善。
将实验鼠皮肤细胞改造成iPS细胞,然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞[4]。
2009年,中国科学家利用iPS 细胞克隆出活体实验鼠,首次证明iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性[5]。
因干细胞技术和体细胞核移植技术不同,iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学的问题。
成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。成体干细胞存在于机体的各种组织器官中。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APSC多能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。成年个体组织中的成体干细胞在正常情况下大多处于休眠状态,在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生和更新能力。
成体干细胞: 存在于已分化组织中的未分化细胞,可以自我更新,同时在一定的条件下也可以分化,产生各种特异的细胞类型。 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。过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。干细胞,说明成体干细胞普遍存在,问题是如何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体,与干细胞相互作用,控制干细胞的更新和分化。 位于各种分化组织中未分化的干细胞,这类干细胞具有有限的自我更新和分化潜力。
优点 获取相对容易 源于患者自身的成体干细胞在应用时不存在组织相容性的问题,避免了移植排斥反应和使用免疫抑制剂 理论上,成体干细胞致瘤风险很低,而且所受伦理学争议较少 成体干细胞还具有多向分化潜能
分化来源 研究人员已经在多种组织和器官内发现有成体干细胞的存在。关于成体干细胞,有一点是非常重要的:在组织内只含有极少量的干细胞。研究人员认为,干细胞存在于组织的特定区域内,从而在数年内都维持静止休眠状态――也就是保持不分裂的状态,直到组织受到损伤或发生疾病时被激活,才开始分裂。已经报道的含有干细胞的成体组织包括:脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤和肝脏。
干细胞的分化鉴定 干细胞的分化 科学家尚未就成体干细胞的鉴定标准达成一致,然而,经常被采用的鉴定方法包括: 1)利用分子标记在活体组织中对细胞进行标记,然后确定它们所产生的特定细胞类型。 2)将细胞从活体动物上分离出来,在对其进行细胞培养的过程中进行标记,之后将细胞移植入另一个动物体内,观察该细胞是否可以再生其来源组织。 3)分离细胞,进行细胞培养,并对其分化进行控制,通常采用加入生长因子或向细胞内引入新基因的方法,进而观察细胞的分化方向。
研究历史 成体干细胞的研究始于20世纪60年代人们对造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSC)的研究。HSC 是目前研究得最为清楚、应用最为成熟的成体干细胞,它移植治疗血液系统及其他系统恶性肿瘤、自身免疫病和遗传性疾病等均取得令人瞩目的进展,极大促进了这些疾病的治疗,同时也为其他类型成体干细胞的研究和应用奠定了坚实的基础。成体干细胞的应用研究是再生医学的一个重要组成部分,是很多疾病可供选择的治疗手段,同时又是一个多学科交叉的领域,需要分子和细胞生物学家、胚胎学家、病理学家、临床医生、生物工程师和伦理学家等的共同参与。随着对成体干细胞可塑性研究的不断深入和临床应用研究的不断扩展,成体干细胞最终走向临床应用的希望越来越大。
可塑性 随着成体干细胞研究的深入,研究者观察到成体干细胞可以突破其“发育限制性”,跨系,甚至跨胚层分化为其他类型组织细胞。例如,骨髓来源的干细胞在特定环境中可向肝脏、胰腺、肌肉及神经细胞分化;肌肉、神经干细胞也可向造血细胞分化。 成体干细胞的可塑性 成体干细胞的可塑性 人们称这种现象为“干细胞的可塑性”。造血系统发育分化一直被认为是有严格的层次等级,多能的具有自我更新能力的HSC在最顶端,定向祖细胞居于中间位置,而各个终末分化的细胞位于最底层;但是这个关于干细胞分化的经典模型受到严峻的挑战,Blay 等对成体干细胞可塑性的研究表明,这种分级分化模型已不再正确。成体干细胞的这种特性为其在多种难治性、终末期疾病的治疗中应用带来希望。关于成体干细胞可塑性仍然存在争议,其中成体干细胞异质性假说和细胞融合假说分别对干细胞的可塑性提出了质疑,并有相关的实验证据支持这种质疑。然而,关于成体干细胞的跨系,甚至跨胚层分化的能力,通过诱导成体干细胞得到各种我们所需要的细胞,用于各种疾病的治疗,这为成体干细胞治疗研究进一步加温,掀起了又一轮的热潮。
应用前景 与胚胎干细胞相比,成体干细胞具有许多优势: 1、胚胎干细胞具有全能性和可以建系传代等优点,因此理论上应用前景广阔。但实际上由于每个个体的主要组织相容性复合体(MHC)不同,同种异体胚胎干细胞及其分化组织细胞用于临床会引起免疫排斥,因此基于胚胎干细胞的治疗方案要求对患者进行长期免疫抑制剂治疗或将患者的造血系统和外来细胞形成嵌合体。造血细胞,但小鼠胚胎干细胞的实验表明,来源于胚胎干细胞的造血细胞在体内无法重建造血机制,因而限制了临床应用。为了解决免疫排斥的问题,研究人员探索将患者的体细胞核移植到去核的健康供体卵细胞中,在体外克隆并随后发育分化产生携带患者自己MHC的胚胎干细胞。这些胚胎干细胞及其衍生组织移植后不会产生免疫排斥,因此可以用于患者病变组织及其功能的重建,这就是治疗性克隆。但一些研究观察到,胚胎干细胞发育分化过程中具有极高的非整倍体发生率,美国马萨诸塞州耶尼德研究组的最新研究发现,克隆动物的基因在构成没有缺陷的情况下,也不能像正常动物基因一样准确表达出来,也就是说,克隆动物存在无法正确生长发育的危险。正是这个原因,造成当前98%的动物克隆实验失败,而顺利降生的克隆动物也经常出现体重超重等异常。研究还发现,利用当前的克隆技术取患者体细胞核的细胞克隆培育出来的新组织一样会存在缺陷,这项技术还有待完善、成熟。体细胞克隆所需的卵细胞难以获得,成体干细胞则可从患者自身获得,而不存在组织相容性的问题,治疗时可避免长期应用免疫抑制剂对患者的伤害。此外,少量的骨髓切除治疗有助于形成部分造血嵌合,可使异体成体干细胞的治疗成为可能。 非定位性
2、虽然胚胎干细胞能分化成各种细胞类型,但这种分化是“非定位性”的。当前尚不能控制胚胎干细胞在特定的部位分化成相应的细胞,当前的做法容易导致畸胎瘤。在应用胚胎干细胞治疗前,必须先进行初步的细胞诱导分化,以防止畸胎瘤的发生。应用胚胎干细胞时,也必须确认胚胎干细胞供者没有诸如(肌)营养失调症之类的遗传性疾病。相对而言,成体干细胞不存在上述问题,例如骨髓移植实验并不引发畸胎瘤。 高度分化能力
3、成体干细胞也具有类胚胎干细胞的高度分化能力。现已建立了干细胞平台技术,从肌肉、肝脏、骨髓中成功地发现和分离了成体干细胞群,完成了干细胞定向诱导分化成骨、软骨、神经细胞、心肌细胞和血管内皮细胞的研究;当前又研究发现,从胰腺等组织可分离出间充质表型的成体干细胞群,具有多系分化潜能国内外尚未见相关报道。另外,在体内和体外实验证实,间充质表型干细胞群可在干细胞调控因子诱导下转化成造血干细胞。在上述研究工作的基础上, 胚胎干细胞 胚胎干细胞 又提出了成体干细胞研究的新假说,即在人体发育的过程中,成体干细胞是存留在多种组织中、具有多系分化能力的亚全能干细胞群体,这些细胞都具有相同或相似的细胞表型,在适合的微环境下可分化成多种组织细胞。成体干细胞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。 胚胎干细胞优势
但胚胎干细胞也存在自身的优势: 1、胚胎干细胞能永生化,可以传代建系,且增殖能力强,来源充沛。 2、虽然成体干细胞具有向多系分化的能力,但这种分化的“效率”尚不理想。通过体外的扩增培养能提高转化效率,但是体外的转化是否会引起成体干细胞遗传变化还有待证实,而且这种分化是否是成体干细胞多系分化的结果尚无法肯定。即使是成体干细胞多系分化的结果,我们也不明了是何种信号诱导了整个过程的发生。而胚胎干细胞的研究已经有三十多年的历史。鼠胚胎干细胞的研究已经证明了胚胎干细胞的全能性。相应的信号诱导机制的研究也取得了长足的进展。当前鼠胚胎干细胞的研究成果给正在进行的人体胚胎干细胞研究很大的助力。成体干细胞和胚胎干细胞各有自身的优势和缺陷。对于一个实验室而言,同时开展对两者的研究,不仅是可能的,而且能互为裨益,相得益彰。两者的研究对干细胞领域而言都是必要的。
治疗领域 心肌疾病
很多心脏疾病都可以通过各种治疗手段得到有效的治疗,但过量功能心肌细胞的丧失导致的心功能不全,仍然是影响疾病预后的主要问题。同种异体心脏移植非常昂贵,而且供体来源少,移植后的心脏非常脆弱,不可能作为晚期心力衰竭的常规治疗方法。成体干细胞治疗的研究通过在受损伤的心脏中产生新的有功能的心肌细胞来修复受损伤的心肌,治疗心力衰竭。应用干细胞治疗心力衰竭通常被简单地认为是产生新的心肌细胞,但实际上要复杂的多。心力衰竭通常是由特定的原因产生的,这些原因必须被消除,这是任何试图重建心肌的努力成功的前提条件。更重要的是,与骨髓移植不同,心肌的基本功能单位不仅仅是由单独心肌细胞完成,而是由多种细胞互相配合共同完成的。干细胞治疗产生的心肌细胞必须以正确的方向整合,避免导致心肌纤维排列紊乱(因为这本身就是一种病 人体胚胎干细胞群态);必须能通过毛细血管网获得营养;必须能够被蒲肯野纤维系统激活产生快速有规律的电激活,以防止兴奋折返和独立的自发起搏点活动;必须具有交感神经兴奋性等。总之,通过干细胞治疗心脏疾病面临的挑战远远大于骨髓移植和输血治疗,离真正的临床应用尚有待时日,需要开展全面、系统的研究。
神经退行性疾病 成体干细胞及其子代细胞移植或动员脑组织内的干细胞被认为是将来治疗神经退行性疾病的有效方法。考虑到人脑结构和功能的复杂性,通过替代疾病中丢失的细胞来恢复损伤的功能听起来是不现实的,然而动物模型研究已证实神经元替代修复损坏的神经通路是可行的,临床试验研究也证实在人脑中细胞替代治疗同样能达到症状缓解。成体干细胞用于治疗帕金森氏病、中风、肌萎缩性侧索硬化症、亨廷顿氏舞蹈病,甚至精神分裂症等神经系统疾病均进行了大量的基础和试验研究。帕金森氏病可能是研究最充分和效果最为肯定的。成体干细胞治疗神经退行性疾病的研究仍处在起始阶段,必须谨慎前行,避免对患者开展无科学依据的临床试验。需要认真研究控制干细胞增殖的关键分子,以控制神经干细胞的过度生长,当然还需要知道,如何更好地实现移植细胞与已存在的神经突触网络的功能整合。为进一步开展研究,使之最终走向临床应用,需要尽快建立能够很好地模拟人类神经退行性疾病的动物模型。