活细胞生物素功效解析(2)

干细胞与细胞间关 干细胞 stem cells SC 是一类具有自我复制能力 self renewing 的多潜能细胞 在一定条件下 它可以分化成多种功能细胞 根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞 embryonic stem cell ES 细胞 和成体干细胞 somatic stem cell 根据干细胞的发育潜能分为三类 全能干细 胞 totipotent stem cell TSC 多能干细胞 pluripotent stem cell 和单能干细胞 unipotent stem cell 干细胞 Stem Cell 是一种未充分分化 尚不成熟的细胞 具有再生各种组织器官和 人体的潜在功能 医学界称为 万用细胞 简介 干细胞即为起源细胞 简单来讲 它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的 原始的未分化细胞 是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞 干细胞在形态上具 有共性 通常呈圆形或椭圆形 细胞体积小 核相对较大 细胞核多为常染色质 并 具有较高的端粒酶活性 干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞 胚胎干细胞 Embrtibuc stem cell 的发育等级较高 是全能干细胞 Totipotent stem cell 干细胞 在胚胎的发生发育中 单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官 在成年动物 中 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 胚胎的分化形成和 成体组织的再生是干细胞进一步分化的结果 胚胎干细胞是全能的 具有分化为几乎 全部组织和器官的能力 最新的研究表明 组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能 这为干 细胞的应用开创了更广泛的空间 干细胞具有自我更新复制的能力 Self renewing 能够产生高度分化的功能细胞 胚胎干细胞 胚胎干细胞 Embryonic Stem cell ES 细胞 胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时 内层细胞团 Inner Cell Mass 的细胞 即为胚胎干细胞 胚胎干细胞具有全能性 可以自我更新并具有分化为体内所有组织 的能力 进一步说 胚胎干细胞 ES 细胞 是一种高度未分化细胞 它具有发育的全 能性 能分化出成体动物的所有组织和器官 包括生殖细胞 研究和利用 ES 细胞是当 前生物工程领域的核心问题之一 基础应用 干细胞的调控是指给出适当的因子条件 对干细胞的增殖和分化进行调控 使之 向指定的方向发展 内源性调控 干细胞自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化 包括调 节细胞不对称分裂的蛋白 控制基因表达的核因子等 另外 干细胞在终末分化之前 所进行的分裂次数也受到细胞内调控因子的制约 人体胚胎干细胞 外源性调控 除内源性调控外 干细胞的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素 的影响 1 分泌因子 间质细胞能够分泌许多因子 维持干细胞的增殖 分化和存活 有两类因子在不 同组织甚至不同种属中 成体干细胞在体内发育为不同组织 都发挥重要作用 它们是 TGF 家族和 Wnt 信号通路 比如 TGF 家族中至少有两个成 员能够调节神经嵴干细胞的分化 最近研究发现 胶质细胞衍生的神经营养因子 GDNF 不仅能够促进多种神经元的存活和分化 还对精原细胞的再生和分化有决定 作用 2 膜蛋白介导的细胞间的相互作用 有些信号是通过细胞 细胞的直接接触起作用的 Catenin 就是一种介导细胞粘 附连接的结构成分 除此之外 穿膜蛋白 Notch 及其配体 Delta 或 Jagged 也对干细胞 分化有重要影响 在果蝇的感觉器官前体细胞 脊椎动物的胚胎及成年组织包括视网 膜神经上皮 骨骼肌和血液系统中 Notch 信号都起着非常重要的作用 当 Notch 与 其配体结合时 干细胞进行非分化性增殖 当 Notch 活性被抑制时 干细胞进入分化 程序 发育为功能细胞 4 3 整合素 Integrin 与细胞外基质 整合素家族是介导干细胞与细胞外基质粘附的最主要的分子 整合素与其配体的 相互作用为干细胞的非分化增殖提供了适当的微环境 比如当 1 整合素丧失功能时 上皮干细胞逃脱了微环境的制约 分化成角质细胞 此外细胞外基质通过调节 1 整合 素的表达和激活 从而影响干细胞的分布和分化方向 根据其发育阶段 干细胞可分为胚胎干细胞 Embryonic Stem Cell 和成体干细胞 Adult Stem Cell 干细胞种类 胚胎干细胞包括 ES 细胞 Embryonic Stem Cell EG 细胞 Embryonic Germ Cell 成体干细胞包括神经干细胞 Neural Stem Ce11 NSC 血液干细胞 Hematopoietic Stem Cell HSC 骨髓间充质干细胞 Mesen chymal Stem Cell MSC 表皮干细胞 EPidexmis Stem Cell 等 也有报导 按其分化潜能的大 小 干细胞可分为三类 一是全能干细胞 Totipotent Stem Cell 二是胚胎干细胞 Embryonic Stem Cell 三是多能干细胞 Multipotent Stem Ce11 全能干细胞 由卵和精细胞的融合产生受精卵 而受精卵在形成胚胎过程中四细胞期之前任一 细胞皆是全能干细胞 具有发展成独立个体的能力 也就是说能发展成一个个体的细 胞就称为全能干细胞 万能干细胞 是全能干细胞的后裔 无法发育成一个个体 但具有可以发育成多种组织的能力 的细胞 多能干细胞 只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞 例如血细胞 包括红血细胞 白 血细胞和血小板 采用干细胞治疗有着多种优势 低毒性 或无毒性 即使不完 全了解疾病发病的确切机理治疗也可达到较好的治疗效果 自身 干细胞移植可避免产生免疫排斥反应 对传统治疗方法疗效 较差的疾病多有惊人的效果 干细胞美容 人体的衰老 皱纹的出现 究其根源实质上都是细胞的衰老和减少 而细胞的衰老和 减少则是由干细胞老化引起的 干细胞是各种组织细胞更新换代的种子细胞 是人体 细胞的生产厂 干细胞族群的老化严重减弱了其增殖和分化的能力 新生的细胞补充 不足 衰老细胞不能及时被替代 全身各系统功能下降 让人一天天老去 而你的皮 肤 也因为皮肤干细胞的衰老而无法及时更新 衰老的皮肤得不到修复 所以 你有 了皱纹 失去了青春容颜 干细胞美容原理是通过输注特定的多种细胞 包括各种干 细胞和免疫细胞 激活人体自身的 自愈功能 对病变的细胞进行补充与调控 激 活细胞功能 增加正常细胞的数量 提高细胞的活性 改善细胞的质量 防止和延缓 细胞的病变 恢复细胞的正常生理功能 从而达到疾病康复 对抗衰老的目的 干细胞根据其分化潜能的大小 可以分为两类 全能干细胞和组织干细胞 前者可以 分化 发育成完整的动物个体 后者则是一种或多种组织器官的起源细胞 人的胚胎 干细胞可以发育成完整的人 所以属于全能干细胞 干细胞的用途非常广泛 涉及到医学的多个领域 目前 科学家已经能够在体外鉴别 分离 纯化 扩增和培养人体胚胎干细胞 并以这样的干细胞为 种子 培育出一些 人的组织器官 干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用 将产生一种全新的医疗技 术 也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官 从而使人能够用上自己的或他人的 干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官 来替换自身病变的或衰老的组织器官 总之 凡需要不断产生新的分化细胞以及分化细胞本身不能再分裂 的细胞或组织 都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维 持肌体细胞的数量 可以这样说 生命是通过干细胞的分裂来实现 细胞的更新及保证持续生长 干细胞的移植 生命科学是二十世纪发展最为迅猛的学科之一 已经成为自然科学中最引人注目的领 域 干细胞治疗疾病的基本原理 1 对组织细胞损伤的修复 2 替代损伤细胞的功能 3 刺激机体自身细胞的再生功能 干细胞免疫治疗哮喘 气管炎 肺气肿 肺心病等 干细胞免疫疗法是通过调控细胞因子 修复受损的组织细胞 然后通过细胞间的 相互作用及产生细胞因子抑制受损细胞的增殖及其免疫反应 从而发挥免疫重建的功 能 从根本上消除哮喘病的发病基础 这些治疗方法在观念上完全不同于传统的治疗 方法 主要强调通过修复人体免疫细胞来治疗哮喘病等呼吸道疾病 干细胞治疗肾病 1 干细胞移植治疗肾病的原理 因干细胞具有 无限 增殖 多向分化潜能 具有造血支持 免疫调控和自我复制 等特点 可作为理想的 种子 细胞用于病变引起的组织器官损伤修复 近年来基础研 究发现干细胞可分化成肾固有细胞 肾实质细胞等 所以干细胞移植后对肾脏功能具 有良好的修复和重建作用 干细胞治疗糖尿病 干细胞移植糖尿病的治疗 可对糖尿病进行卓有成效的治疗 1 干细胞对胰岛 细胞的修复 干细胞通过对胰岛的修复 可使胰岛产生新的胰岛 细胞 通过对胰岛 细胞的直接修复 使其具有分泌胰岛素的功能 通过干细胞所 产生的因子 刺激胰岛 细胞再生 2 干细胞对其他胰岛素分泌细胞的修复 在人体内除了胰岛 细胞分泌胰岛素外 在身体其他器官和组织中还存在一些胰岛素分泌细胞 也有分泌胰岛素的作用 通过 干细胞对这些细胞的修复及再生作用 可以提高体内胰岛素的分泌量 可起到降血糖 的作用 3 干细胞对胰岛素抵抗的作用 通过干细胞的移植 可以增加细胞内运糖蛋白的 敏感性 促进胰岛受体与胰岛素的结合 降低胰岛素的抵抗作用 主要针对 2 型糖 尿病 干细胞治疗小儿脑瘫 干细胞移植治疗小儿脑瘫逐渐被人们所熟知 干细胞移植治疗小儿脑瘫是根据细胞具 有自我更新及分化为神经元 星形胶质细胞 少突胶质细胞潜能的神经前体细胞 细 胞移植后分化的神经元补充缺损的神经元 并促进小儿脑组织中的神经细胞分化发挥 功能 恢复脑神经的正常生长发育 改善大脑的认知功能障碍 为脑性瘫痪小儿进一 步康复提供了更多的机会 已为先进最有效的治疗方法 并且年龄越小 再构成代偿 能力越强 治疗的可能性就越大 尽早干预 治疗是预防小儿脑瘫致残的唯一途径 干细胞移植治疗肝硬化 自身免疫性肝病是由自身免疫反应引起的一种特殊类型的慢性肝病 过去认为自身免 疫性肝病比较罕见 近年来由于对此类疾病认识不断深入以及有关免疫学检查方法和相 关检查方法的引进和提高 临床上发现我国人群中自身免疫性肝病的患者不断增多 临 床常见的自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎 原发性胆汁性肝硬化及原发性硬化性 胆管炎 很多自身免疫性肝病患者还伴有其他自身免疫性疾病如干燥综合症 类风湿 性关节炎 James A Thomson 在 Wisconsin 大学领导的研究小组从人胚胎组织中培养出了干细 胞株 他们使用的方法是 人卵体外受精后 将胚胎培育到囊胚阶段