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干细胞生物学特性及临床应用的研究进展

双赢彩票官方网 2024-02-25

  近年来人们对干细胞的认识逐渐增加, 当知道干细胞具有独特的分化潜能, 能治愈 组织难以自愈的创伤, 能治疗临床上难以治 愈的疾病, 甚至可以使人返老还童, 让青春 永驻时, 人们便开始企盼着干细胞时代的到 来。本文就干细胞近年来在其生物学特性及 临床应用方面的进展做一综述。

  基因治疗对于原发性免疫缺陷疾病在 治疗学上有广阔的前景。鼠类逆转录病毒载 体是目前被批准用于人类基因治疗的惟一 一种逆转录病毒。通过移植转染的 HSCs 对 动脉粥样硬化疾病进行基因治疗 , 尽管这种 治疗方法已经在动物模型中初见成效, 但是 最近发现在一些进行临床基因治疗的 X- 连 锁严重复合免疫缺陷患者中发生了白血病 转化现象, 说明将这种技术应用于人类还不 够成熟, 需要探索研究出新的、 安全的载体 [7]。 慢病毒载体是一种有效的感染 HSCs 和进行 基因治疗的工具[8]。周毅等[9]研究小鼠干细胞 病 毒 (MSCV)介 导 外 源 甲 状 旁 腺 功 能 低 下 症

  [6] 刘 星 霞 , 缪 兵 , 李 府 , 等 . 胚 胎 干 细 胞 诱 生 的 胰 岛 素 分 泌

  2004 , l2(8): l853 ̄l856. [7] 刘 福 云 , 胡 廷 泽 . 基 因 治 疗 在 神 经 干 细 胞 研 究 中 的 应 用 .

  干细胞在细胞替代治疗方面的研究正 处于飞速发展期。如刘星霞等 [6]用小鼠胚胎 干细胞( ES- D3) 诱导生成的胰岛素分泌细胞

  达 低 , 但 一 般 的 成 体 干 细 胞 不 表 达 ; 3. 细 胞 融合, 移植的细胞与不同谱系的宿主细胞自 发融合, 导致遗传信息的转移, 形成的杂合 细胞遗传了两个亲代细胞的特征, 如 Terada

  鉴 可 [5] 姜 铧 , 张 洹 . 间 质 干 细 胞 来 源 、 定 干细胞生物学特性及临床应用的研究进展、 塑 性 和 应 用 前 景 . 暨南大学学报 (医学版 ), 2004 , 25 ( 4 ) : 468 ̄473.

  干细胞研究虽然有很大的进展, 但仍需 解决许多难题。 干细胞的分离、 纯化、 增殖、 1. 鉴定的问题: 这个问题是所有问题的起点, 如果没有扎实可靠的分离培养技术, 也就没 法进行后续实验研究。没有有效的增殖技 术, 就达不到细胞移植等治疗所需要的细胞 数量。干细胞的纯化及鉴定目前虽然研究很 多, 但由于许多干细胞没有独特的表面抗 原, 所以其鉴定问题将是一大难题, 需要各 国科学家们进一步研究。 2. 干细胞诱导分化 的问题: 每种组织细胞产生的诱导条件不 同, 这就需要研究者们后续摸索前进。 移植 3. 后免疫排斥反应: 干细胞治疗虽然有广阔的 应用前景, 但利用 ES 细胞移植或异体干细 胞移植治疗疾病过程中免疫相容性问题必 须解决。一种解决 ES 细胞移植排斥反应的

  2.2 成体干细胞的生物学特性 成体干细胞 ( ASC) 是一类具有自我更

  新, 高度增殖和多分化潜能的细胞群, 有横 向分化能力。目前国内外学者研究热点是其 横向分化能力。其机制还不清楚, 目前被大 家接受的观点主要有以下几种: 1. 异质干细 胞的存在; 2.原始多能干细胞的持续存在。 美

  殖能力。干细胞本身不是处于分化途径的终 端, 它可连续分裂几代, 也可在较长时间保 持静止状态; 干细胞通过两种方式生长, 一 种是分裂形成两个相同的干细胞, 另一种是 非对称分裂, 一个子细胞最终分化为功能细 胞, 另一个分裂成为干细胞保留下来; 干细 胞表现出很强的可塑性, 其调控机制目前尚 未清楚。

  2.1 胚胎干细胞( ESC) 的生物学特性 ES 细胞具有早期胚胎细胞相似的结构

  特征, 有较高的核质比和正常的整倍体核 型。胚胎细胞在发育的不同阶段, 其细胞表 面出现不同的抗原。未分化的人 ES 细胞表 面 SSEA- 3 、 SSEA- 4、 TRA- 1- 60、 TRA- 1- 81 等呈阳性, 而未分化的小鼠 ES 细胞表面仅

  干细胞在临床上主要应用在细胞替代 治疗、 基因治疗、 组织工程。但综合目前众多 的研究成果来看, 现在干细胞在临床上应用 尚不成熟, 处于起步阶段, 大多数的治疗性 研究尚处于动物模型治疗, 且疗效及重复性 不是十分理想。但由于干细胞独特的自我更 新及分化潜能, 相信不久的将来干细胞治疗

  通过暂时服用免疫抑制剂, 然后逐渐停止服 药; 也可使用微胶囊法来阻止移植物与受体 免疫系统间的相互作用等方法。 4. 干细胞治 疗中生物安全问题: 干细胞在移植到体内后 是否会分化成其他意料外的组织或引发其 他疾病, 这些都需要进一步的实验证实。其 他的如伦理学和社会问题等等, 需要学术界 与政府机构共同协作, 为干细胞的研究更上 一层楼而努力。 参考文献

  干细胞是一类具有自我更新、 高度增殖 和多向分化潜能的细胞, 具有无限分裂能 力。根据干细胞分化阶段的不同, 大致分为 胚 胎 干 细 胞 ( embryonic stem cell , ESC) 和 成 体干细胞( adult stem cell , ASC) 。胚胎干细胞 主要包括受精卵分裂发育成囊胚时内层细 胞团, 以及从早期胎儿生殖嵴分离得到的胚 胎生殖嵴细胞, 这两种细胞均具有全能性, 可分化为各种类型的体细胞, 甚至可独立地 产生完整的机体。成体干细胞存在于成人的 各种组织中, 参与组织更新、 伤修复等过 创 程。它能进行“ 向分化” 或称其为“ 塑 横 可 ( 性” , 即由一种组织的成体干细胞分化成其 ) 它组织细胞, 这种跨系或跨胚层分化现象称 为横向分化。目前研究较多的成体干细胞 有 : 神 经 干 细 胞 ( NSC) 、 血 干 细 胞 ( HSC) 、 造 间 充 质 干 细 胞 ( MSC) 、 皮 干 细 胞 、 干 细 表 肝 胞、 腺干细胞、 肌干细胞、 网膜干细 胰 心 视 胞、 角膜干细胞等。

  SSEA- 1 抗原阳性[1- 2]。未分化的 ES 细胞表达 高 水 平 的 端 粒 酶 活 性 和 转 录 因 子 Oct- 4 , 碱

  性磷酸酶染色呈阳性。胚胎干细胞的表面抗 原是指在胚胎干细胞未分化状态下高度表 达, 一旦分化, 基因迅速降调甚至关闭。这些 标记物加上干细胞时期细胞内碱性磷酸酶、 端粒酶的特异性高表达, 可成为鉴定胚胎干 细胞的依据。

  ・ ・ 44 括“ 结构性组织器官的组织工程” 代谢性 和“ 组织器官的组织工程” 结构性组织器官如 : 软骨、 、 腱、 肤等; 代谢性组织器官如 骨 肌 皮 肝脏、 肾脏、 胰腺、 心脏等 。在组织工程中,

  [1] 赵 明 , 任 彩 萍 . 胚 胎 干 细 胞 诱 导 分 化 的 研 究 进 展 . 生 命

  研究最多的种子细胞是间充质干细胞织细 胞, 但最主要还是骨及软骨组织工程。孙骏 等 研究组织工程联合自体骨软骨柱移植修

  复大面积骨软骨缺损, 并实现修复组织间的 整合, 以寻找一种适合临床应用的大面积骨 软骨损伤修复, 疗效满意。 ES 细胞由于其应 用存在伦理学上的问题, 受到各界人士的争 议, 但它的研究为人类带来的益处同样不容 忽视。其他的组织工程如组织工程皮肤在烫 伤、 烧伤等创面修复中已经得到了一定的应 用; 美国、 本已经开始用胚胎干细胞诱导 日 产生血管, 并进行批量生产; 上海第二医科 大学附属第九人民医院的医学专家们采用 体外培养角膜缘干细胞的方式, 构建角膜上 皮层, 移植治疗兔角膜缘损伤, 术后角膜透 明, 这项研究为临床治疗眼表疾病提供了理 论依据和实践经验。

  (HPT), 基因可高效转导小鼠胚胎干细胞 (TC- 1)并 持 续 分 泌 甲 状 旁 腺 素 ( PTH) , 经 基 因 转 导的 TC- 1 可 较 好 地 改 善 模 型 鼠 的 症 状 , 是

  目前许多科学家研究在体外以干细胞 为种子细胞培育成一些组织器官, 可用来替 换人体衰老和病变的组织器官。组织工程包

  [2] 胡 娅 莉 , 徐 运 , 崔 恒 宓 , 等 . 胚 胎 干 细 胞 的 研 究 进 展 . 医 学

  [3] Jiang Y, Jahagirdar BN, Reinhardt RL, et a1. Pluripoteney of mesenehyreal stem cells derived from adult marrow.Na- ture , 2002 , 418(6893): 41 ̄49. [4] Terada N, Hamazaki T, Oka M,et al. Bone marrow cells adopt the phenotype of other cells by spontaneous cell fusion. Nature , 2002,416(6880):485 ̄487.

  发现小鼠的血糖水平明显下降, 但未降到正 常水平, 证实该细胞对 DM 具有一定的治疗 作用。用成体和胚胎干细胞治疗神经退行性 变的疾病, 尤其是治疗帕金森病越来越受到 人们的关注。日本京都大学研究帕金森病的 医学专家们将早期猴胚胎干细胞诱导分化 成神经元细胞, 然后植入有帕金森病症状的 猴子大脑内相关区域, 试验已经获得初步成 功。这表明, 移植胚胎干细胞用于治疗疾病 的确可行, 但这一方法还需要进一步改进。

  异性表面抗原, 它不表达 CD34、 CD14、 CD45, 只表达 SH2、 、 分化 SH3 CD29、 CD106、 CD166。 功能检测法主要 是 通 过 观 察 ASC 诱 导 分 化 是否能生成预期的细胞类型来反证是否该 种类型的干细胞: 如 MSC 可诱导生成成骨细 胞及软骨细胞, 只要通过染色等方法证实诱 导生成的细胞是成骨细胞或软骨细胞即可 证明是 MSC 细胞, 此法在目前的研究中用到 比较多。

  分离培养和形态学观察; 免疫表型鉴定; 分 化功能检测。分离培养和形态学观察是最直 接简单的鉴别方法: 如利用间充质干细胞 ( MSC) 在培养瓶中可贴壁生长的特点, 弃去 未贴壁细胞, 得到 MSC 集落, 用显微镜观察 细胞形态来辨别细胞。免疫表型鉴定是目前 研究最多的, 虽然其特异性比较高, 但所需 的实验条件较高, 表面抗原试剂价格昂贵, 且由于大多数成体细胞没有独特的免疫标 记物, 只能通过排除其他细胞来确定是否为 目的细胞来识别鉴定: 只有造血干细胞具有 特异性的表面抗原 CD34 , 而 MSC 就没有特

  干细胞具有多种生物学特性, 最主要的 是具有自我更新和多向分化潜能及无限增

  国的学者 Jiang Y 等[3]提出成体骨髓中确实存 在一类被称为多潜能的成体干细胞( MAPC) ,dLsct.com