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干细胞研究现状及应用前景

双赢彩票官方网站 2024-01-25

  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。

  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。

  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。

  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。

  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干细胞研究现状及应用前景、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)

  成为间充质组织细胞,如成骨细胞和结缔组织细胞,也可分化成为神经细胞、干细胞和肌肉细胞。近期文献报道,间充质干细胞不但可以修复骨、软骨、肌腱、肌肉、血管和造血系统等中胚层来源的组织,而且也可能作为修复外胚层来源的神经组织嘲和内胚层来源的肝脏、肾脏、胰腺等器官的种子。

  神经干细胞分布于成人及胚胎的中枢及周围神经系统,在不同的条件下,能够分化为不同类型的神经元。从理论上,任何一种中枢神经系统疾病都可以归结为神经干细胞功能的紊乱。由于血脑屏障的存在,干细胞移植到中枢神经系统后,脑和脊髓不会产生免疫排斥反应。将多巴胺生成细胞产生的神经干细胞移植给帕金森氏综合症患者,可治愈患者的部分症状。此外,神经干细胞也可应用于药物检测方面,对判断药物的有效性和毒性有一定的作用。

  PSC在人类糖尿病的治疗方面具有广阔的应用前景,胰腺在人体血糖代谢的调节中具有重要作用,其胰岛a细胞分泌胰高血糖素,升高血糖浓度,胰岛b细胞分泌胰岛素,降低血糖浓度。

  目前,对于胰腺中转化为胰岛的是干细胞还是祖细胞以及这种细胞在胰腺中的具置还存在着较大的争议。有报道表明干细胞存在于导管细胞中,在器官形成和再生过程中转化、迁移形成新的胰岛,也有人认为胰腺干细胞存在于胰岛或腺泡组织中,也有报道干细胞可来自组织细胞并被诱导成胰岛类似细胞。

  肿瘤干细胞是在肿瘤中具有自我更新能力并能够产生特异性肿瘤细胞的细胞,近年来,越来越多的学者认为CSC是恶性肿瘤复发和转移的根源。1967年,Hamburger等对来自肺癌卵巢癌等的肿瘤细胞进行体外培养,发现仅1/5000-1/1000的肿瘤细胞能形成克隆,表明仅有极少数肿瘤细胞才具有致癌性,即肿瘤干细胞。Dick等首次从白血病中分离出白血病肿瘤干细胞,证实了肿瘤干细胞的存在。随后,研究者们相继在乳腺癌、脑肿瘤、胰腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等中找到了相似的肿瘤干细胞,并更一步证实CSC为肿瘤发生的根源。

  我国干细胞与再生医学的研究与国际先进水平相比, 无论是规模还是整体水平均有差距 目前主要瓶颈问题是: 干细胞重大基础科学理论尚未阐明、干细胞治疗的核心机制尚待研究、干细胞规范化应用体系尚待完善、集成研究系统尚未形成。

  就目前研究状态而言,本世纪正在出现一股世界性的干细胞研究热潮。随着生物细胞实验技术和分子生物学的发展,干细胞研究领域也取得了突破性的进展。

  近期,中国科学院上海生命科学院和上海交通大学医学院最新研究发现,进化上高度保守的PTEN-C/EBPa-CTNNA1信号轴控制造血

  干细胞发育与白血病干细胞的恶性转化。美国杜克大学医学中心通过实验认证,多效生长因子可促进造血干细胞扩张和再生,开拓了干细胞在再生医学领域中的应用前景。而4月21日《Nature》在线版发表了多个研究机构共同完成的一项关于干细胞的新研究,表明miRNA 可以从一个细胞移动到另一个细胞,更大规模的输送影响基因表达的信号。

  如果说21世纪是生命科学的世纪,那么,干细胞研究将在生命科学中起着主导作用。相信,依靠人们的聪明才智,必定会在干细胞的研究和应用方面取得喜人的成果,为人类的健康长寿带来希望。