干細(xì)胞研究進(jìn)展綜述

1、干細(xì)胞研究進(jìn)展(綜述Advances in the research of stem cells(LR【摘要】:干細(xì)胞是人體及其各種組織細(xì)胞的最初來(lái)源,具有高度自我復(fù)制、高度增殖和多向分化的潛能。干細(xì)胞技術(shù)是生物技術(shù)領(lǐng)域最具有發(fā)展前景和后勁的前沿技術(shù),其已成為世界高新技術(shù)的新亮點(diǎn),勢(shì)將導(dǎo)致一場(chǎng)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)革命。干細(xì)胞研究正在向現(xiàn)代生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域交叉滲透,干細(xì)胞技術(shù)也從一種實(shí)驗(yàn)室概念逐漸轉(zhuǎn)變成能夠看得見的現(xiàn)實(shí)。干細(xì)胞研究作為一門新興學(xué)科已成為生命科學(xué)中的熱點(diǎn)。本文對(duì)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)干細(xì)胞的研究現(xiàn)況作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】:干細(xì)胞因子帕金森病神經(jīng)干細(xì)胞糖尿病ABSTRACT:Stem cel

2、ls are the body and cells of various tissues of origin, has high self replication, high proliferation and multilineage differentiation potential. Stem cell technology is the field of biotechnology has the most development prospect and potential of cutting-edge technology, it has become a new bright

3、spot in the world of high-tech, will lead to a revolution in medicine and biology.The research of stem cell is to modern life science and medical fields intersection, stem cell technology from a laboratory concept gradually transformed to be able to see the reality. Stem cell research as a new disci

4、pline has become the hotspot of life science. Based on the domestic and abroad in recent years on stem cell research summarizes.Keywords:Stem cell factor Parkinson disease Neural stem cells Diabetes mellitus干細(xì)胞技術(shù)最顯著的特征就是能再造一種全新的、正常的甚至更年輕的細(xì)胞、組織或器官。由此人們可以用自身或他人的干細(xì)胞和干細(xì)胞衍生組織、器官替代病變或衰老的組織、器官,并可以廣泛涉及用于治療傳

5、統(tǒng)醫(yī)學(xué)方法難以醫(yī)治的多種頑癥。干細(xì)胞研究是一門新興的學(xué)科,干細(xì)胞生物學(xué)研究與應(yīng)用幾乎涉及所有的生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。一、目前干細(xì)胞的主要研究熱點(diǎn)了解研究干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)疾病的治療有重要的意義。目前研究較為深入的有如下幾點(diǎn):1 造血干細(xì)胞研究現(xiàn)狀利用實(shí)驗(yàn)鼠的iPS細(xì)胞高效制造造血干細(xì)胞技術(shù)日本研究人員日前宣布,他們開發(fā)出了利用實(shí)驗(yàn)鼠的誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞高效制造造血干細(xì)胞的技術(shù)。醫(yī)生未來(lái)在治療白血病時(shí),有望利用這種技術(shù)代替骨髓移植。造血干細(xì)胞位于骨髓中,可以分化為紅細(xì)胞和白細(xì)胞。研究人員向中胚層細(xì)胞植入LhX2基因,最終生成了大量的造血干細(xì)胞。研究人員采用水母綠色熒光蛋白基因替換造血細(xì)

6、胞因子基因,發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞因子由內(nèi)皮細(xì)胞和血管周細(xì)胞表達(dá)證明其是正常造血干細(xì)胞微環(huán)境的創(chuàng)造者。研究人員指出,此前利用iPS細(xì)胞培養(yǎng)造血干細(xì)胞時(shí),難以單純生成造血干細(xì)胞,而這次開發(fā)出的新技術(shù)使造血干細(xì)胞的生成效率達(dá)到了原有方法的四五倍。再者,臍帶血干細(xì)胞分化為少突膠質(zhì)細(xì)胞的研究成為一步新跨越,目前正在開發(fā)培養(yǎng)少突細(xì)胞的成熟技術(shù),用于髓鞘質(zhì)缺失疾病機(jī)制研究和治療方法的探索。2 干細(xì)胞與肝細(xì)胞的研究來(lái)自胎兒皮膚細(xì)胞的iPSc和ESc可生成肝細(xì)胞由于缺少移植器官,目前,慢性肝病患者得不到足夠的治療。不過(guò),來(lái)自于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSc的肝細(xì)胞今后將是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。柏林馬克斯普朗克分子遺傳學(xué)研究所的科學(xué)家

7、將來(lái)自iPSc和來(lái)自胚胎干細(xì)胞(ESc的肝細(xì)胞相比較,發(fā)現(xiàn)兩者的基因表達(dá)上非常類似。然而,與真正的肝細(xì)胞比較,僅有不到一半的基因顯示出不同的基因表達(dá)。因此,來(lái)自于iPSc的肝細(xì)胞的基因表達(dá)在應(yīng)用于肝臟疾病治療前,仍然需要調(diào)整。來(lái)自于iPSc的肝細(xì)胞可作為今后再生醫(yī)學(xué)方面的一個(gè)理想出發(fā)點(diǎn),并可避免細(xì)胞免疫排斥的問(wèn)題。3 神經(jīng)干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀特殊化合物能促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞定向分化雖然目前對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化調(diào)控的研究很多,但是迄今為止,有關(guān)小分子化合物調(diào)控神經(jīng)元增殖和定向分化的報(bào)道非常少。AICAR是一個(gè)AMP類似物,廣泛的用作細(xì)胞水平激活A(yù)MPK的工具化合物。目前對(duì)其的研究主要集中在代謝調(diào)節(jié)方面,而

8、其絕大多數(shù)的作用都是通過(guò)激活單磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMPK而發(fā)揮的。AMPK 作為細(xì)胞中的“燃料開關(guān)”在動(dòng)物抵御和適應(yīng)環(huán)境應(yīng)激的過(guò)程中起著重要作用。該研究首次發(fā)現(xiàn)小分子化合物AICAR對(duì)于生化神經(jīng)干細(xì)胞C17.2及來(lái)源于不同發(fā)展時(shí)期及不同部位來(lái)源的神經(jīng)干細(xì)胞(P0-NSCs及E14-NSCs均有明顯的誘導(dǎo)分化作用。以上結(jié)果已在生物化學(xué)雜志(J. Biol. Chem.雜志上發(fā)表,為定向誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞分化小分子誘導(dǎo)劑的發(fā)現(xiàn)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞分化機(jī)制研究提供了線索。4 干細(xì)胞與糖尿病治療的研究成年細(xì)胞可重編程為分泌胰島素的細(xì)胞。貝塔細(xì)胞正常分泌胰島素是治療糖尿病的關(guān)鍵。如果能將大量完全分化的成年細(xì)胞

9、以受控方式轉(zhuǎn)變成能分泌胰島素的貝塔細(xì)胞的話,糖尿病治療的前景將會(huì)改變。但這個(gè)過(guò)程迄今為止是無(wú)法控制的。美國(guó)科研人員最新研究發(fā)現(xiàn),患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺細(xì)胞可被重新編程,成為能夠產(chǎn)生胰島素的內(nèi)分泌細(xì)胞,與貝塔細(xì)胞相似,從一種分化狀態(tài)進(jìn)入另一種分化狀態(tài),中間并不需轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞。這種策略是基于早先關(guān)于胰腺發(fā)育中所涉及轉(zhuǎn)錄因子的研究成果:三種因子(Ngn3, Pdx1 和Mafa的組合是該過(guò)程中的關(guān)鍵成分。5干細(xì)胞與抗衰老的研究干細(xì)胞使與衰老有關(guān)的肌無(wú)力的速度放緩在小鼠中的一則新的研究報(bào)告指出,用干細(xì)胞來(lái)增加年輕的肌肉可減緩與年齡老化相關(guān)的肌無(wú)力的進(jìn)程。文章的作者提出,如果科學(xué)家們能夠發(fā)現(xiàn)可刺激

10、肌肉中干細(xì)胞的小分子或分子組合(這可能會(huì)比將干細(xì)胞移植到人體內(nèi)要更容易些,那么這些分子可被用于增進(jìn)肌肉修復(fù)或減少肌肉喪失。明確地說(shuō),這些移植的細(xì)胞能夠控制它們所在的肌肉并與肌肉融合以形成新的肌肉纖維。盡管人們對(duì)這一過(guò)程的機(jī)制還不了解,但這些發(fā)現(xiàn)提示,通過(guò)模仿這些移植的干細(xì)胞的功效,科學(xué)家們也許能夠防止肌肉功能和重量的喪失,而這些通常是在人類老化時(shí)出現(xiàn)的情況。6、iPS新療法帕金森病揭示帕金森病病因及其影響因素對(duì)認(rèn)識(shí)帕金森病、治療帕金森病乃至諸多神經(jīng)疾病有十分重要的意義。研究人員從帕金森病患者和健康志愿者提取皮膚細(xì)胞,先將其轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞,再轉(zhuǎn)變?yōu)槟X細(xì)胞。科學(xué)家得以在細(xì)胞水平非侵入式的研究帕金

11、森病,可推動(dòng)諸多神經(jīng)疾病的研究。諸如parkin之類的基因突變是導(dǎo)致帕金森病患者死亡的元兇,如果對(duì)這些病患者的皮膚細(xì)胞改造為parkin突變的多巴胺神經(jīng)元,觀察到一旦parkin發(fā)生突變,干擾多巴胺行為,產(chǎn)生更多的自由基。從而破壞多巴胺神經(jīng)元,是帕金森病產(chǎn)生的原因之一。因此,該研究可為帕金森病的治療提供一個(gè)新的靶標(biāo)和篩選平臺(tái)。如果藥物能夠模擬parkin的保護(hù)性功能,它就有潛力治療帕金森病。二、干細(xì)胞庫(kù)干細(xì)胞治療是醫(yī)學(xué)治療的研究熱點(diǎn),那么怎樣獲得干細(xì)胞無(wú)疑是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。臨床所需的干細(xì)胞,除自體現(xiàn)取之外,須從干細(xì)胞庫(kù)里選取。干細(xì)胞庫(kù)包括實(shí)物庫(kù)和資料庫(kù)。實(shí)物庫(kù)包括骨髓庫(kù)、臍帶庫(kù)、精子庫(kù)、卵子庫(kù)

12、、外周血干細(xì)胞庫(kù)等幾種;資料庫(kù)只登記志愿者捐贈(zèng)者HLA分型及聯(lián)系方法,待需要時(shí)再捐獻(xiàn)。目前干細(xì)胞庫(kù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床需要,應(yīng)該大力建設(shè)干細(xì)胞庫(kù),尤其是資料庫(kù),以免病人長(zhǎng)期等待喪失治療時(shí)機(jī)。三、干細(xì)胞的發(fā)展前景干細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)有過(guò)去的主要集中相對(duì)理論的研究逐步向?qū)嶋H應(yīng)用。干細(xì)胞可定向誘導(dǎo)分化,尤其是跨系統(tǒng)分化,是人工培養(yǎng)各種細(xì)胞、組織、器官以致人體成為可能,治病將變得異常簡(jiǎn)單,身體哪里病變就換掉,只要思維存在,理論上可“永生”。在干細(xì)胞水平進(jìn)行基因改造,可是人類基因達(dá)到最完美狀態(tài),是人類有各種“特異功能”,能耐受惡劣環(huán)境可移民至太空等地方。其進(jìn)入臨床最大障礙是干細(xì)胞跨系統(tǒng)分化(轉(zhuǎn)化率低,如何提高轉(zhuǎn)化

13、率是目前急待解決問(wèn)題?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1蔣祖軍.外周血造血干細(xì)胞動(dòng)員的研究進(jìn)展.中國(guó)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué),2002,1(2:99-101.2 徐建平,卓光生.造血干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化的研究.干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué),2003,1:55-56.3張剛慶體外轉(zhuǎn)染癌基因的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞分化為原發(fā)性肝癌的研究學(xué)位論文 博士20054Mcburney MW, Jones-V illeneure EMW, Edwards MKS, et al. Control of muscle and neuronal differentiation in a cultured embryonal carcinoma cell line

14、J. Nature, 1982, 299(5879: 165-167.5王正國(guó)干細(xì)胞研究的回顧與展望期刊論文 -中華燒傷雜志2003(16邊紅放干細(xì)胞的研究進(jìn)展期刊論文 -中國(guó)誤診學(xué)雜志2003(57周林生物醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)及意義期刊論文 -世界科技研究與發(fā)展2003(38楊志鵬.周浙閩國(guó)內(nèi)外干細(xì)胞研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)綜述期刊論文 -福建醫(yī)藥雜志2003(59王正國(guó)干細(xì)胞研究進(jìn)展期刊論文 -中華創(chuàng)傷雜志2002(810洪皚翔.蔡繼業(yè).陳勇.王小燕.趙濤.夏科原子力顯微鏡對(duì)BALB/c小鼠胚胎干細(xì)胞表面形貌的研究期刊論文 -暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版2002(511高慧明;腦內(nèi)炎癥介導(dǎo)的帕金森病:病因

15、和發(fā)病機(jī)制研究D;大連醫(yī)科大學(xué);2003年12凌誠(chéng)德;帕金森病(Parkinsons disease的營(yíng)養(yǎng)因素A;中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)第五屆老年?duì)I養(yǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編C;2002年13曾秋棠曹林生祝武強(qiáng).誘導(dǎo)體外培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞分化為心肌細(xì)胞方法的研究J.中國(guó)病理生理雜志,:.14Doetschman TC, Eistetter H, Katz M, et al. The in vitro development of blastocyst-derived embryonic stem cell lines: formation of visceral yolk sac, blood island

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17、ent in culture of pluripotential cells from mouse embryosJ. Nature, 1981, 292(5819: 154-156.18Nagy A, Gocza E, Diaz EA, et al. Embryonic stem cells alone are able to support fetal development in the mouseJ. Development, 1990, 110(3: 815-821.19Dangelo MG, Ausenda C, Torrente Y, et al. 5-azacytidine enhances exogenous gene expression in skeletal muscleJ. Basic Appl Myol, 1999, 9(1: 5-10.20Constantinides GP, Jones PA, Gever W. Functional striated