胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)課件

1、胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)中國醫(yī)科院血液研究所中美合作實(shí)驗(yàn)室趙春華1月23日，由566位中國科學(xué)院和工程院院士參加投票評選的2001年中國十大科技進(jìn)展新聞揭曉(jixio)，其中與生命科學(xué)相關(guān)的研究占第一頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)有重要地位。去年12月在美國(mi u)召開的血液學(xué)年會(huì)上，干細(xì)胞研究是科學(xué)家們的重點(diǎn)課題。其研究近年來在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突破中國醫(yī)科院血液研究所中美合作實(shí)驗(yàn)室趙春華第二頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)1月23日，由566位中國科學(xué)院和工程院院士參加投票評選的2001年中國十大科技進(jìn)展新聞(xnwn)揭曉，其中與生命

2、科學(xué)相關(guān)的研究占有重要地位。去年12月在美國召開的血第三頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)液學(xué)年會(huì)上，干細(xì)胞研究是科學(xué)家們的重點(diǎn)課題。其研究近年來在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，從1970年MartinEvans首次(shu c)從小鼠胚囊中分離出小鼠胚胎干細(xì)胞，第四頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)到原被誤認(rèn)為功能單一(dny)的干細(xì)胞后被證實(shí)具有自我復(fù)制能力，且可分化為人體206種組織器官的原始細(xì)胞；從1998年在人胚囊內(nèi)層細(xì)胞分離出人的胚胎干細(xì)胞到目前通過核移植第五頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)技術(shù)獲得(hud)的第1例人胚胎干細(xì)胞及美

3、國國會(huì)就此技術(shù)發(fā)展前景與生命倫理問題的爭議，人們充分認(rèn)識到，21世紀(jì)將是生命再生醫(yī)學(xué)年代，干細(xì)胞研究將在此領(lǐng)域內(nèi)起到重大推動(dòng)作用第六頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)。在此，我想談些有關(guān)胚胎干細(xì)胞和成體(chn t)干細(xì)胞的比較研究。體內(nèi)和體外的研究都表明，人胚胎干細(xì)胞能分化成人體的絕大多數(shù)細(xì)胞類群，諸如神經(jīng)細(xì)胞、心肌、骨骼肌、內(nèi)皮細(xì)第七頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)胞、胃腸組織、肝細(xì)胞、胰島細(xì)胞、骨、軟骨、造血細(xì)胞等。干細(xì)胞具有的能夠穩(wěn)定生存增殖并保持多向分化(fnhu)潛能的特性使其在遺傳性疾病和組織器官移植領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前第八頁，共四十五頁。胚胎干

4、細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)景。根據(jù)個(gè)體發(fā)育過程中出現(xiàn)(chxin)的先后次序不同，干細(xì)胞又可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞出現(xiàn)(chxin)在胚胎發(fā)育的胚囊內(nèi)層，高水平表達(dá)端粒酶。因?yàn)楂@取胚胎干細(xì)胞、建第九頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)立胚胎干細(xì)胞系必須破壞胚囊，生命的定義目前尚無統(tǒng)一的認(rèn)識，體外培養(yǎng)產(chǎn)生的胚囊是否具有生命還存在著廣泛的爭議，所以胚胎干細(xì)胞的分離、研究乃至用于臨床(ln chun)治療是否符合倫第十頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)理道德的問題引起了全世界的廣泛爭論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為受精卵產(chǎn)生就意味著新生命的誕生，破壞胚囊就意味著扼殺了

5、一個(gè)新的生命。因此，胚胎干細(xì)胞的分離(fnl)、研究及應(yīng)用都是違反倫第十一頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)理道德的。也有觀點(diǎn)認(rèn)為(rnwi)盡管胚胎干細(xì)胞的分離不符合傳統(tǒng)的道德觀念，但出于研究目的而分離胚胎干細(xì)胞可以被接受。另有一些觀點(diǎn)認(rèn)為(rnwi)，受精卵如果未在母體子宮內(nèi)生長，就不會(huì)第十二頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)發(fā)育(fy)成為完整的個(gè)體，因而不能稱其為生命。利用這種體外受精產(chǎn)生的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行研究和臨床治療，并不違反倫理道德。胚胎干細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行分化，形成具有特定功能的干細(xì)第十三頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)胞，如血液干細(xì)胞

6、可分化成白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板，皮膚干細(xì)胞可形成各種不同類型(lixng)的皮膚細(xì)胞。這些專門化的干細(xì)胞統(tǒng)稱多能干細(xì)胞。在胎兒、兒童和成人組織中存在的多能干細(xì)第十四頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)胞統(tǒng)稱“成體干細(xì)胞（Adultstemcell）”。最近幾年的研究表明，這些(zhxi)干細(xì)胞的分化能力遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)觀點(diǎn)局限的范圍。例如骨髓成體干細(xì)胞在合適的體內(nèi)外環(huán)境中可長第十五頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)期生長，也可分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、骨髓( su)基質(zhì)細(xì)胞及多種血管內(nèi)皮細(xì)胞。還可形成一種肝臟前體細(xì)胞肝卵園細(xì)胞，神經(jīng)、膠

7、質(zhì)細(xì)胞和心第十六頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)肌細(xì)胞。高度純化的造血干細(xì)胞可分化形成肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞。骨骼肌細(xì)胞能分化出造血細(xì)胞，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(xtng)干細(xì)胞可形成血液細(xì)胞、肌肉和許多其它體細(xì)胞。我室也首次第十七頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)報(bào)道了來源于骨髓的間充質(zhì)干細(xì)胞分化(fnhu)成造血細(xì)胞，重建了造血系統(tǒng)。成體干細(xì)胞這種跨系統(tǒng)分化(fnhu)特性稱為“可塑性（Plasticity）”。與胚胎干細(xì)胞相比，成體干細(xì)第十八頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)胞具有許多優(yōu)勢：1、胚胎干細(xì)胞具有全能性和可以建系傳代等優(yōu)點(diǎn)，因此理論

8、上應(yīng)用前景(qinjng)廣闊。但實(shí)際上由于每個(gè)個(gè)體的主要組織相容性復(fù)合體（MHC）不同，同種異體胚胎第十九頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)干細(xì)胞及其分化組織細(xì)胞用于臨床會(huì)引起免疫排斥，因此基于胚胎干細(xì)胞的治療方案要求對患者進(jìn)行長期(chngq)免疫抑制劑治療或?qū)⒒颊叩脑煅到y(tǒng)和外來細(xì)胞形成嵌合體。盡管最近有研究第二十頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)證實(shí)，人胚胎干細(xì)胞能誘導(dǎo)分化成為造血細(xì)胞，但小鼠胚胎干細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)表明，來源于胚胎干細(xì)胞的造血細(xì)胞在體內(nèi)無法重建造血機(jī)制，因而限制(xinzh)了臨床應(yīng)用。為了解決免疫排斥的問第二十一頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成

9、體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)題，研究人員探索將患者的體細(xì)胞核移植到去核的健康供體卵細(xì)胞中，在體外克隆并隨后發(fā)育分化產(chǎn)生攜帶患者自己MHC的胚胎(piti)干細(xì)胞。這些胚胎(piti)干細(xì)胞及其衍生組織移植后不會(huì)產(chǎn)第二十二頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)生免疫排斥，因此可以用于患者病變組織及其功能的重建(zhn jin)，這就是治療性克隆。但一些研究觀察到，胚胎干細(xì)胞發(fā)育分化過程中具有極高的非整倍體發(fā)生率，美國馬薩諸塞州耶尼德研第二十三頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)究組的最新研究發(fā)現(xiàn)，克隆動(dòng)物的基因在構(gòu)成沒有(mi yu)缺陷的情況下，也不能像正常動(dòng)物基因一樣準(zhǔn)確表

10、達(dá)出來，也就是說，克隆動(dòng)物存在無法正確生長發(fā)育的危險(xiǎn)。正是這個(gè)原因，造成第二十四頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)現(xiàn)在98的動(dòng)物克隆實(shí)驗(yàn)失敗，而順利降生的克隆動(dòng)物也經(jīng)常出現(xiàn)體重超重等異常。研究還發(fā)現(xiàn)，利用目前(mqin)的克隆技術(shù)取患者體細(xì)胞核的細(xì)胞克隆培育出來的新組織一樣會(huì)存在缺陷第二十五頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)還有待完善(wnshn)、成熟。體細(xì)胞克隆所需的卵細(xì)胞難以獲得，成體干細(xì)胞則可從患者自身獲得，而不存在組織相容性的問題，治療時(shí)可避免長期應(yīng)用免疫抑制劑對患者的傷害。第二十六頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)此外，少量

11、的骨髓切除治療有助于形成部分造血嵌合，可使異體成體干細(xì)胞的治療成為可能(knng)。2、雖然胚胎干細(xì)胞能分化成各種細(xì)胞類型，但這種分化是“非定位性”的。目前尚第二十七頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)不能控制胚胎干細(xì)胞在特定(tdng)的部位分化成相應(yīng)的細(xì)胞，當(dāng)前的做法容易導(dǎo)致畸胎瘤。在應(yīng)用胚胎干細(xì)胞治療前，必須先進(jìn)行初步的細(xì)胞誘導(dǎo)分化，以防止畸胎瘤的發(fā)生。應(yīng)用胚胎干細(xì)第二十八頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)胞時(shí)，也必須確認(rèn)胚胎干細(xì)胞供者沒有諸如（?。I養(yǎng)失調(diào)癥之類的遺傳性疾病。相對而言，成體干細(xì)胞不存在上述問題，例如骨髓移植實(shí)驗(yàn)(shyn)并不引發(fā)畸胎瘤。3

12、、成體干細(xì)胞也第二十九頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)具有類胚胎干細(xì)胞的高度分化(fnhu)能力。我室在國內(nèi)率先提出了成體干細(xì)胞可塑性及中胚層來源成體干細(xì)胞分化(fnhu)機(jī)制研究，已在國家衛(wèi)生部立項(xiàng)，并獲得國家科技攀登計(jì)劃、國家自然科學(xué)第三十頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)基金、紐約CMB基金、衛(wèi)生部專項(xiàng)基金、天津市科委重大科技攻關(guān)“干細(xì)胞組織工程”項(xiàng)目(xingm)和中美合作項(xiàng)目(xingm)等大力支持?，F(xiàn)已建立了干細(xì)胞平臺技術(shù)，從肌肉、肝臟、骨髓中成功地第三十一頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和分離了成體干細(xì)胞群，完成了干細(xì)胞定向

13、(dn xin)誘導(dǎo)分化成骨、軟骨、神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的研究；最近又研究發(fā)現(xiàn)，從胰腺等組織可分離出間充質(zhì)表型的成體干細(xì)胞第三十二頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)群，具有多系分化潛能國內(nèi)外尚未見相關(guān)報(bào)道。另外(ln wi)，我室率先在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，間充質(zhì)表型干細(xì)胞群可在干細(xì)胞調(diào)控因子誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)化成造血干細(xì)胞，在本次大會(huì)上多家著名實(shí)第三十三頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)驗(yàn)室也重復(fù)出同樣結(jié)果。在上述研究工作的基礎(chǔ)上，我們又提出了成體干細(xì)胞研究的新假說，即在人體發(fā)育(fy)的過程中，成體干細(xì)胞是存留在多種組織中、具有多系分化能力的亞全能干第三十四

14、頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)細(xì)胞群體，這些細(xì)胞都具有相同或相似(xin s)的細(xì)胞表型，在適合的微環(huán)境下可分化成多種組織細(xì)胞。成體干細(xì)胞移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多發(fā)性和轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤疾第三十五頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)病的最有效方法。但胚胎(piti)干細(xì)胞也存在自身的優(yōu)勢：1、胚胎(piti)干細(xì)胞能永生化，可以傳代建系，且增殖能力強(qiáng)，來源充沛。2、雖然成體干細(xì)胞具有向多系分化的能力，第三十六頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)但這種分化的“效率”尚不理想。通過(tnggu)體外的擴(kuò)增培養(yǎng)能提高轉(zhuǎn)化效率，但是體外的

15、轉(zhuǎn)化是否會(huì)引起成體干細(xì)胞遺傳變化還有待證實(shí)，而且這種分化是否是成體干細(xì)胞多系分化的結(jié)果第三十七頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)尚無法肯定。即使是成體干細(xì)胞多系分化的結(jié)果(ji gu)，我們也不明了是何種信號誘導(dǎo)了整個(gè)過程的發(fā)生。而胚胎干細(xì)胞的研究已經(jīng)有三十多年的歷史。鼠胚胎干細(xì)胞的研究已經(jīng)證明了胚胎第三十八頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)干細(xì)胞的全能性。相應(yīng)的信號誘導(dǎo)機(jī)制的研究也取得了長足(chngz)的進(jìn)展。目前鼠胚胎干細(xì)胞的研究成果給正在進(jìn)行的人體胚胎干細(xì)胞研究很大的助力。成體干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞各有自第三十九頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)身的優(yōu)勢和缺陷。對于一個(gè)實(shí)驗(yàn)室而言，同時(shí)開展對兩者的研究，不僅是可能的，而且能互為裨益，相得益彰。兩者的研究對干細(xì)胞領(lǐng)域而言都是必要(byo)的。今年3月在紐約即將召第四十頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)開基礎(chǔ)科學(xué)研討大會(huì)，“組織細(xì)胞工程”有四大主題，其中三個(gè)是圍繞干細(xì)胞資源、細(xì)胞間相互作用、細(xì)胞生長(shngzhng)微環(huán)境展開的。2003年胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞在美國醫(yī)學(xué)生物研第四十一頁，共四十五頁。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞比較研究要點(diǎn)究領(lǐng)域都將單獨(dú)立項(xiàng)。由此看出，隨著干細(xì)胞研究(ynji)的不斷深入和發(fā)展，目