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浅谈干细胞的研究进展摘要 在上个世纪末，随着科技的进步，克隆技术的高科技生物技术的诞生，我们对生命的认识发生了翻天覆地的变化。干细胞的发现及其在各个领域的应用，给我们的生活生产带来了一定的新元素、新活力、新动力。在享受科技进步的同时，我们必须时时的认知，了解，提高，只有这样，科技才会被我们真正的运用。关键词 干细胞 发展 应用一、干细胞定义和可塑性研究干细胞是人体的起源细胞, 具有自我复制、高度增殖和多向分化潜能的特性。干细胞由受精卵发育分化而来, 最初形成原始胚胎干细胞, 进一步分化增殖形成囊胚样结构,其内细胞团的胚胎干细胞具有形成人体各种组织的全能性, 可逐步分化发育成不同阶段胎儿的各种组织器官, 干细胞随之丧失全能性, 成为亚全能、多能干细胞或具有特定功能的组织专能干细胞%!& 。但在某些条件下, 不同组织系列特异性转录因子组合的变化, 也可使己活跃转录的基因归于静止, 重新编并激活另一套新的基因表达, 从而使已定向于某种组织的体细胞“ 改变主意” 而转向另一种组织系列分化, 即在“ 功能基因组” 调控下, 成体干细胞也具有可塑性冈。所谓定向分化就是干细胞内某些系列特异性基因的转录取得稳定的主导地位的过程, 而这些系列特异基因转录的优势地位又取决于调控这些基因的一组系列特异性的转录因子的作用, 不同的转录因子系列可使干细胞向不同方向分化, 即具有可塑性目前已有可靠证据证实. 从人和小鼠骨髓中的间充质干细胞培养体系中分离出一种多能成人祖细胞, 可在体外培养下分化成三种胚层的细胞, 将之植人囊胚,可分化成几乎所有组织类型的体细胞,移植人小鼠体内可分化成造血细胞系列、肝细胞、肺和肠上皮细胞, 且具有长期增殖分化能力。更有学者应用严格遗传学标记的小鼠骨髓细胞移植实验证明骨髓细胞能分化成再生的肾脏实质血管内皮细胞、消化道肌纤维细胞和肝细胞阴。由于干细胞具有可塑性, 可用于治疗各种外伤、病理损伤、组织缺陷性疾病、免疫缺陷性疾病和遗传疾病等, 可用于各种医学实验, 几乎涉及所有医学范畴, 具有广阔发展前景。1.干细胞分类 目前已经从成人组织中发现了多种干细胞系。其中一种成人干细胞系在人体造血活动中扮演着重要角色，称为造血干细胞。这种干细胞可以终生增殖和分化，产生淋巴细胞和骨髓细胞。骨髓源性干细胞能够分化成各种细胞：脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、肝实质细胞、心肌细胞和神经元。在生长期和成熟的哺乳动物中枢神经系统有一种未分化的，可以产生多种子代的细胞，称为神经干细胞。神经干细胞的发现和其广泛的发展前景也极大的激起了研究者的兴趣。利用神经干细胞的这种可塑性可以产生出一个谱系，并且可以在神经移植上派上用场，比如替代受伤后或神经退行性变后的神经组织。来源于上皮和脂肪组织的多能干细胞也在被逐步认识。因为潜在的伦理学问题和组织相容性问题，自体成人干细胞移植将会成为今后组织工程战略中很有希望的方向。但是成人干细胞能否和胚胎干细胞一样的有效，依然不能定论。脐带血可能是替代骨髓或外周血作为HSC的一个有效来源。关于脐带血干细胞的特性和应用潜力，目前还在广泛的试验当中。2.干细胞可塑性 试验结果表明，当将干细胞从其生存小环境移到新环境时，干细胞具有很大可塑性。Geige采集成年小鼠HSCs将其注射到小鼠囊胚ICM中，发现成年HSCs表达胎儿珠蛋白。相反，胎儿HSCs移入成年脾脏，这些HSCs表现为成年祖细胞行为，并转而表达成年珠蛋白。这些发现表明：微环境对HSCs发育阶段特异性基因表达程序的显性作用。Bjornson在试验中发现成年小鼠脑中的干细胞，注射亚致死量辐射破坏其HSCs的小鼠，几月后，发现供体神经干细胞能在宿主体内形成HSCs。当将人骨髓基质细胞移入大鼠脑中，这些细胞不能分化形成神经细胞，但它们的确失去基质细胞的某些特征，并按已有的神经干细胞迁移路径迁移到大脑相关部位。还有试验结果表明，骨髓基质细胞可以参与受致死辐射的宿主小鼠的骨、软骨及肝的增殖，骨髓衍生的生机祖细胞可促进受伤动物肌肉的再生，但在此类试验中，骨髓细胞迁移到不同非造血组织中的百分比一般很小，这对其研究带来困难。也就是说，当将干细胞从其生存环境中移到一个新环境，干细胞能形成以前不可能形成的细胞谱系，这些发现表明，干细胞具有人们没想到的多能性。3.干细胞的分离和培养 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。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。 理想情况下，一种真正的干细胞系在体外处理前必须在体内环境下来鉴别出来。但是，目前大多数分离干细胞的工作都是在体外模拟环境中进行的。体外分离技术是建立在对细胞表面标记物的识别基础上。分离方法包括荧光标记细胞分选、免疫磁分离和免疫吸附柱分离。 我国现已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻保存以及复苏的一整套技术，并开始在上海筹建我国第一个脐血库。在北京，北京医科大学人民医院细胞治疗中心也正在筹建全世界最大的异基因脐带血干细胞库，计划到2002年完成冷冻5万份异基因脐带血干细胞，为全世界华人患者提供脐带血干细胞做移植用。2000年初，我国东北地区首例脐血干细胞移植成功。4.干细胞的应用及前景 干细胞之应用，可分成三大类:一、产生特定细胞或组织，作为细胞再生或组织移植和部分更新;二、对药物开发和研究产生新的理念，药物的安全性和有效性可以特定干细胞进行分析和筛选;三、基因表现、人类发育、疾病发生、癌症研究等 如果能够分离培育干细胞并控制其发育方向，就可能制造各种健康的细胞、组织甚至器官用于移植手术，从根本上治疗多种目前不能治愈的疾病，如糖尿病、脊髓损伤、脑退化等。如用细胞移植疗法形成不同的神经元来治疗骨髓受伤，或者帕金氏综合症等。再进一步，可用干细胞来制造器官，如肾脏，眼睛，甚至脑的一部分。很明显，这比单纯形成特定的细胞类型要难。科学家们已在体外培养了皮肤表层，并已有效地应用于重度烧伤患者。 科学家认为，干细胞及其衍生物组织器官的临床应用，是人类在21世纪的最大科技成果之一，必将产生一种全新的治疗技术，是对传统医疗手段和医疗观念的一场革命。即人类从此能够利用干细胞技术，再造正常的甚至更年轻的组织器官。这种再造组织器官的新医疗技术，将使任何人都能用上自己的干细胞和干细胞衍生的新组织器官，来替代病变或衰老的组织器官，并可以广泛涉及用传统医学方法难以医治的多种顽症。 从2002年广西南宁市召开的全国医药工作座谈会透露的信息了解到，目前，我国在这个领域已经取得了和世界同步的发展。专家们预测，如果干细胞研究进展顺利，在未来3至5年内，糖尿病、肝病、血液病、角膜病、老年痴呆症将得到有效的治疗；10年内，可以全面实施人体组织工程，甚至实现人体器官模块化目标。干细胞可定向诱导分化, 尤其是跨系统分化, 使人工培养各种细胞、组织、器官以至人体成为可能,治病将变得异常简单, 身体哪里病变就换掉好了, 只要思维存在, 理论上可“ 永生” 。在干细胞水平进行基因改造, 可使人类基因达到最完美状态, 使人具有各种特异功能