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　　我国干细胞研究进展 摘 要：近年来，干细胞成为医学领域研究的热点。现已证明，干细胞在正常组织的更新和损伤组织的再生过程中起到关键作用，但因其发育过程受到多种因素的影响，具体调控机制尚不完全清楚，从而使临床应用受到一定的限制。本文针对阐述我国干细胞研究的基本问题和进展。 关键词：干细胞；研究应用；发展前景 干细胞是存在于消化道隐窝深部的细胞，可分化成吸收细胞、杯状细胞、帕内特细胞和少突细胞。在哺乳动物组织中大约半数以上的分化组织是由上皮细胞组成的 ,它们发挥着多种生理功能，包括分泌、吸收、保护及修复等 ,从而保证机体的正常生命活动和完整性。在正常和病理 (损伤 )情况下 ,上皮组织通常依赖基底膜上的少量干细胞完成上皮细胞的新旧细胞替换[1],如皮肤、肠道肛门、眼睛的角膜上皮干细胞[2]等。干细胞技术是近年来生命科学基础研究与临床应用中进展最为迅速的领域之一，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，在细胞治疗、组织器官修复、发育生物学、医药学、抗衰老等方面都显示出巨大的发展潜力。利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，将成为干细胞医学生物工程应用的主要方向。干细胞技术将解决传统的最为短缺的器官来源问题，干细胞技术正逐渐成为治疗目前难以治愈疾病的新方法。 1 干细胞的应用 干细胞具有较强的再生能力，在干细胞因子和多种白细胞介素的联合作用下可扩增出各类的细胞。在99年末的年度世界十大科技成果评选中，“干细胞研究的新发现”荣登榜首。干细胞研究有不可估量的医学价值。21世纪是生命再生医学的年代,干细胞（SC）研究起到了重大的推动作用[3]。 1.1 干细胞分离技术 分离、保存并在体外人工大量培养使之成长为各种组织和器官成为干细胞研究的首要课题。当前，对干细胞的分离和培养技术获得了重大进展，利用单克隆免疫吸附能识别细胞类型或细胞谱系的表面抗原，其分离纯度和细胞活力都很高。干细胞因子（SCF）和FGF-2可以保护干细胞免受离子辐射的影响[4]， 99年以色列魏茨曼科学院将白介素-6与干细胞内的受体分子合并研制出一种新分子，可使干细胞在维持原本特性的基础上进行自我增殖且细胞寿命也有所延长。在临床运用中，造血干细胞应用较早，在五十年代，临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。到八十年代，外周血干细胞移植技术逐渐推广。美国StmlellsCsliifornia公司用血液干细胞在小鼠体内培育出成熟的肝细胞。胚胎干细胞目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象，神经干细胞的研究仍处于初级阶段。 干细胞以及他们能维持一定数量的能力一直深深吸引着生物学家们，如今更为狂热。由于人们意外的发现成熟组织中的干细胞可以重新程序化，即使效率极低，但仍然可以分化为其他来源的细胞。比如，在正常情况下，成年鼠的少数造血干细胞可生成肌肉组织，神经系干细胞可生成血液。这些报告使得将来受损组织用同一个体内其他组织的残余干细胞来修复成为可能。 1.2 上皮干细胞的应用研究 “干细胞”研究是在当今医学界十分热门及具有远大发展前景的前沿领域，对于脑瘫、脑中风、肝硬化、肿瘤等疑难疾病都具有独特的疗效，与传统的治疗方法相比，干细胞技术具有无可比拟的优点。 1.2.1 揭示人及动物的发育机制及影响因素 生命最大的奥秘便是人是如何从一个细胞发展为复杂得不可思议的生物体的。人胚胎细胞系的建立及人胚胎干细胞研究，可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件，使人深刻认识数十年来困扰着胚胎学家的一些基本问题，促进对人胚胎发育细节的基础研究。人胚胎干细胞的体外可操作性，可以一种伦理上可接受的方式，提供在细胞和分子水平上研究人体发育过程中极早期事件的方法。这种研究不会引起与胎儿实验相关联的伦理问题，因为仅靠自身胚胎干细胞是无法形成胚胎的。 1.2.2 药学研究方面 胚胎干细胞系可分化为多种细胞类型，又是能在培养基中不断自我更新的细胞来源。它发展为胚体后的生物系统，可模拟体内细胞与组织间复杂的相互作用，这在药物研究领域具有广泛的用途。胚胎干细胞有望在短期内就能体现的优势在于药物筛选中。目前用于药物筛选的细胞都来源于动物或癌细胞这样非正常的人体细胞，而胚胎干细胞可以经体外定向诱导，为人类提供各种组织类型的人体细胞，这使得更多类型的细胞实验成为可能。虽不会完全取代在整个动物和人体上的实验，但会使药品研制的过程更为有效。当细胞系实验表明药品是安全的且效果良好，才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验。 1.2.3 细胞替代治疗和基因治疗的载体 胚胎干细胞最诱人的前景和用途是生产组织和细胞，用于“细胞疗法”，为细胞移植提供无免疫原性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗。如用神经细胞治疗神经退行性疾病(帕金森病、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等)，用胰岛细胞治疗糖尿病，用心肌细胞修复坏死的心肌等。 1.2.4 神经干细胞移植治疗中枢神经系统疾病 神经干细胞在神经发育及损伤的修复中发挥作用。在中枢神经系统损伤后既不能萌发新的神经元,也不能产生有功能的轴突。细胞移植是修复和替代受损神经元的有效方法[5],可部分重建细胞环路和功能,主要用于治疗病变较局限的神经变性病,这使得干细胞移植成为多数中枢神经系统损伤后最有前途的神经组织替代性治疗策略。组织形态学检查发现：细胞移植四周后,脊髓移植区有增生的组织填充,出现大量新生细胞,新的神经组织与脊髓断端连接,而对照组两断端间呈空腔状,脊髓残端变性坏死明显。神经干细胞在脑内受微环境的诱导而分化成相应的细胞类型,能部分补偿死亡的神经元的功能。研究表明，神经干细胞移植到不同脑区后,其分化方向与所在脑区的细胞相似,且同一来源的神经干细胞移植后其结果也各不相同。有学者将取自小脑的神经干细胞移植于新生鼠的海马及小脑,发现这些移植细胞不仅能存活还能分化为与移植部位相对应的细胞。然而,对神经干细胞的研究仍有许多方面尚未解决,如干细胞的来源、营养因子、操纵神经干细胞分化方向等。随着对神经干细胞特性、分化、移植等方面研究的日益深入,神经干细胞在神经疾病治疗方面具有广阔的前景。 1.2.5 干细胞移植治疗心肌梗死 目前认为,心肌细胞缺乏增殖分化能力,心肌梗死后心肌细胞不能再生,最终为瘢痕组织替代,正是造成心肌梗死[6]患者顽固性心力衰竭和死亡的主要原因。目前治疗手段很难从根本上恢复心肌细胞数量,改善心脏舒缩功能。动物实验和初期的临床研究表明,干细胞移植可以取代坏死心肌细胞、增加有功能的心肌细胞数量,改善心功能,从而为心肌梗死的治疗开辟了一条崭新的途径,成为近年来各国心血管病研究者关注的焦点。但是干细胞移植的临床试验还处于探索阶段,所采用的干细胞移植技术包括:开胸直接注射、导管介入及经静脉途径移植等方法，但还有争议。韩国学者行外周血干细胞移植治疗急性心肌梗死实验研究显示,PCI术后行干细胞移植,支架内再狭窄率明显增加。干细胞移植治疗的疗效的评价包括回输干细胞的存活量、干细胞增殖为正常心肌细胞的比例、新生心肌细胞能否具有正常心肌细胞的生理特性等，但临床上合适的效果评价指标尚缺乏权威性结论。总之,干细胞移植是一种治疗急性心肌梗死的新方法,它以其独特的优势展现了极大的应用前景。相信在不久的将来,干细胞移植方法将使急性心肌梗死的治疗手段发生革命性的改变。 1.2.6 自体干细胞移植治疗运动神经元疾病 运动神经元疾病，是一种以四肢肌肉萎缩无力，伴有肌肉跳动、呛咳、吞咽困难为主要临床表现的疑难病症，国内外尚无特效的治疗办法和药物。陈金亮、周顺林等[7]为运动神经元疾病患者施行自体骨髓干细胞移植，并辅以肌萎灵注射液调治。结果，仅一周时间，患者肢体力量就开始增加，肌肉跳动开始减少，下肢蹲起较以前有力，治疗半月后，患者已能单腿跳起，且能行走三、四百米，手已能举过肩头。后来，患者病情日渐好转，且未发现任何药物毒副反应。据介绍这种新疗法有三大优点：一是由于所移植的骨髓干细胞是从患者自身抽取的，没有排异反应，既容易成活，又避免了为抑制排异反应而大量使用有关药物所导致的各种毒副反应，可大大减轻患者的痛苦和经济负担；二是由于这种自体骨髓干细胞移植术只需抽取患者少量骨髓干细胞，对患者的损伤不大；三是由于移植的自体骨髓干细胞所分泌的细胞因子可对患者的神经组织直接产生营养支持作用，比单纯用药疗效好。 1.2.7 胰腺干细胞研究进展 胰岛移植是治疗糖尿病的一个热点,但供体的缺乏和存在免疫排斥反应限制了其应用。胰腺干细胞[8]能定向分化成胰岛细胞,这为胰岛移植提供新的材料来源。胰腺干细胞能向外分泌腺组织定向诱导,对于急、慢性胰腺炎的发生、发展及治疗的研究具有重要作用;并能修复胰腺外伤导致的胰腺功能不全。研究表明,胰腺干细胞对胰腺癌的发生、发展、调控和治疗具有重要的研究价值。 1.2.8 干细胞对肝脏损伤修复作用的研究进展 近年来,有关肝脏干细胞的研究[9]逐渐深入，越来越多的研究表明，肝脏干细胞移植具有极其诱人的临床应用价值。首先,体外培养肝脏干细胞为生物型人工肝提供一种新的细胞来源,其强大的增殖能力为解决用于移植肝细胞的增殖困难及供体缺乏提供了新思路;其次,肝脏干细胞移植不但可以替代坏死的组织,还可以刺激受体组织再生,以治疗各种原因所致的肝脏损伤;此外,通过体外基因修饰肝脏干细胞,再移植给相应基因缺陷的受体肝脏以分化为具有正常功能的肝细胞,作为体外基因治疗用以改善肝脏代谢疾病的良好载体。尽管如此,受肝脏干细胞基础研究状况所限,肝脏干细胞移植还有许多问题需要解决。关于如何追踪和判定肝脏干细胞移植的效果,一直是限制其应用的一个难点。尽管肝脏干细胞的研究取得了很大的进步,但尚处于初级阶段,还有很多问题需要解决。如何体外获得大量高纯度的肝脏干细胞,如何建立体外稳定的肝干细胞培养系统,在肝脏干细胞修复肝脏损伤的具体机制是什么,如何将动物肝脏干细胞移植应用到临床,其安全性如何等问题,有待于进一步的研究。 1.2.9 干细胞移植治疗动脉闭塞获进展 李鸣、张鸿坤等[10]采用自体干细胞移植治疗下肢动脉闭塞,手术获得成功。肢体动脉硬化闭塞、血栓闭塞性脉管炎等肢体缺血性疾病长期疗效不稳定，病情严重者需要截肢治疗。浙医一院已成功地将自体干细胞移植治疗下肢动脉闭塞技术应用于临床。自体干细胞移植后,通常两天内可分化形成血管内皮细胞，一个月左右可长出新生的血管,并逐步建立新的动脉系统和血液循环,从根本上解决肢体供血问题,保全患病肢体。 2 结语 到目前为止，人们对干细胞的了解仍存在许多盲区。加拿大研究人员在人、鼠、牛的视网膜中发现了始终处于“休眠状态的干细胞”；有些科学家证实骨髓干细胞可发育成肝细胞，脑干细胞可发育成血细胞。但是，人类已进入了干细胞再生器官的新领域，并开始了让梦想成真的艰难探索。随着干细胞研究领域向深度和广度不断扩展，人们对干细胞的了解也将更加全面。21世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景，让我们拭目以待。 参考文献 [1] CaimsJ.Mutation seletion and the natural history of cancer.Nature, 1975, 255(5505): 197-200. 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Stem cell research in China Abstract: In recent years, stem cells are becoming a hot area of medical research.It has been proved that updating of stem cells in normal tissue and in the regeneration of injured tissue plays a key role, specific regulatory mechanisms are not entirely clear, but due to the effect of its development process is affected by a variety of factors, which makes clinical application subject to certain restrictions. This paper described Chinas progress on the issue and its epithelial stem cell research. Key words: stem cells; studies; prospects 5

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