神奇的干细胞

1,走进干细胞 干细胞的研究和应用,异体移植脐带血救活白血病男孩的故事,她只是11个月大的上海女婴贝贝，而他却是身患骨髓增生异常综合征（俗称白血病前期），躺在淮安市第一人民医院血液科病床上处于生死边缘的6岁盐城男童周银宝。素不相识的两个人，却因小银宝的病情而血脉相连： 2009年8月24日，贝贝的自留脐带血被从上海紧急送到淮安市，输入小银宝的体内。手术后两个月的观察发现，小银宝有皮疹这样的排异反应，属于轻度正常。从整体情况看，造血功能正常运转，可以初步肯定，移植手术是成功的。这是淮安市首例脐带血干细胞成功移植的病例，也是我国首例自留脐带血异体移植成功案例。,一、什么是干细胞,干细胞是在生物个体的生长和发育中起“主干”作用的原始细胞，具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体。干细胞研究成为继人类基因组大规模测序之后最具活力、最有影响和最有应用前景的生命学科研究领域！1999年干细胞研究被美国科学杂志评为1999年度世界十大科学之冠，2000年干细胞研究再次被科学杂志评为该年度世界十大科学成就之一。 组织工程是以干细胞研究为基础发展起来，它有望解决临床上急需的人工组织与器官问题，进展极为迅速，已经成为干细胞应用的主要方向。,二、干细胞的分类,(一）按分化潜能大小来分类:全能干细胞（ Totipotent stem cell ）： 它具有形成完整个体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。多能干细胞（ pluripotent stem cell ），具有分化出多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。如骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种血细胞 。专能干细胞（ multipotent stem cell ），这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织 基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。,（二）根据来源来分: 来源于胚胎- 胚胎干细胞 ESC（Embryonic Stem Cell ） 胚胎性生殖细胞 EGC（Embryonic Germ Cell ） 来源于成体- 成体组织来源的干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ）,（三）根据干细胞组织发生的名称分类:,胚胎干细胞造血干细胞骨髓间质干细胞肌肉干细胞成骨干细胞内胚层干细胞视网膜干细胞胰腺干细胞肠道干细胞肝脏干细胞,三、干细胞有几个主要特征,干细胞本身不是终末分化细胞；干细胞能无限增殖分裂；干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止 状态；干细胞分裂产生的子细胞只能有两种命运保持为干细胞或分化为特定细胞。,四、干细胞研究概况,1981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞即ES细胞系。此后20多年至今已分离得到的胚胎干细胞物种有：金黄地鼠（1988）、貂（1993）、猪（1994，1997）、鸡（1996）、恒河猴（1995）、绒猴（1996）。分离得到人的胚胎干细胞（1998），分离得到人的胚胎生殖干细胞（1998），目前不断报道成年组织来源的的干细胞。,干细胞的研究又取得两个重大技术突破：,一是胚胎干细胞的定向诱导分化。人类胚胎干细胞在体外培养成功，实现了人类胚胎干细胞体外的非分化增殖，并且对胚胎干细胞进行定向分化研究。如Pacacios等利用某些骨髓基质细胞或其条件培养液，使胚胎干细胞在体外分化产生造血干细胞，并可进一步分化形成髓系造血细胞和淋巴细胞。二是成体干细胞的横向分化的发现。1999年，Jackson等用肌肉来源的成体干细胞在小鼠体内分化成各种血细胞。2009年10月28日，斯坦福大学人类胚胎干细胞及再生组织医学研究小组Kehkooi Kee 等在Nature发表了他们最新的研究成果，研究者在实验室通过人体干细胞制造出人工精子和卵子。,五、干细胞与组织工程,组织工程是指应用工程学和生命科学的原理和方法来研究正常或病理状况下哺乳动物组织的结构、功能和生长的机制，研究开发能够修复、维持或改善损伤组织的人工生物替代物的一门学科。组织工程化皮肤组织工程化骨骼组织工程化血管组织工程化管状器官组织工程化腺体器官,裸鼠背上成功复制“人耳”,六、干细胞研究的应用及前景,应用及前景ES系统已经成为基因功能研究的有效手段ES细胞系建立后，可从最根本上揭示人及 动物发育过程中的决定基因ES细胞可作为评价新药及化学产品的毒性及效能的检测系统ES细胞有可能成为今后细胞替代疗法和组织器官移植的最佳来源,此外，应用干细胞治疗疾病具有很多传统治疗方法无法比拟的优点： 1)一次性介入，永久性治疗； 2)不需要完全了解疾病发病的确切机理； 3)还可能应用自身干细胞移植，避免产生免疫排斥反应。 例如，Ramiya等人从尚未发病的糖尿病小鼠的胰岛管中分离出胰岛干细胞，并在体外诱导这些细胞分化成为产生胰岛素的p细胞。移植实验表明，接受移植的糖尿病鼠血糖浓度控制良好，而对照的小鼠死于糖尿病。,而成体干细胞横向分化的发现对于细胞研究和应用具有革命性意义，人们可望从自体中分离出成体干细胞，在体外定向诱导分化为特定组织细胞，将这些细胞回输体内，从而达到长期治疗的目的。干细胞的医学应用还包括体外克隆人体器官，相信随着研究的不断深入，来自人体干细胞的器官应用于临床治疗已为期不远。干细胞研究与应用不仅在疾病治疗方面有着极其诱人的前景，而且将对克隆动物，转基因动物生产，发育生物学，新药物的开发与药效、毒性评估等领域产生极其重要的影响。,间充质干细胞【mesenchymal stem cells,MSC】是干细胞家族的重要成员，源自未成熟的胚胎结缔组织的细胞（发育早期的中胚层和外胚层）。MSC最初在骨髓中发现，因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。,近年来，干细胞移植技术已经在治疗小儿脑瘫、脊髓损伤、脑外伤等神经系统疾病中获得了初步的成功，证实干细胞治疗可以在一定程度上改善和修复神经系统的结构和功能。这也为利用干细胞移植治疗小儿孤独症提供了理论依据。,自闭症是免疫异常和神经系统的组织灌流不足引起的。我国已开始用间充质干细胞治疗临床上一些难治性疾病，如脊髓损伤、脑瘫、肌萎缩