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干细胞的基础研究与临床应用
主要内容
前景
临床应用
基础研究
概述
干细胞定义:
干细胞(stem cells, SCs)是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。
成体干细胞(adult stem cells, ASCs)
据发育阶段
胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)
单能干细胞(unipotent stem cells, USCs)
据发育潜能
全能干细胞(totipotent stem cells, TSCs)
多能干细胞(pluripotent stem cells, PSCs)
20世纪初——20世纪60年代——1963——1978——1981
——1991——1992——1998——2006
近30年来,干细胞的研究取得了突破性进展,主要包括以
下两个方面:
1、成功建立了可分化为人体任何组织类型成熟细胞的人类
胚胎干细胞系;
2、发现成体各种组织中均有未分化成熟的干细胞分布,包
括骨髓、血液、脑、皮肤、肌肉、脐带、胎盘、脂肪等。
干细胞研究历史:
内源性因素:
1、细胞内蛋白对细胞分裂的影响,如膜收缩蛋白;
2、转录因子调控,如Oct-4。
外源性因素:
1、体内微环境中分泌的因子影响,如TGF家族;
2、膜蛋白介导的细胞间相互作用的影响,如Notch信号;
3、整合素与细胞外基质的影响,如β1 integrin。
干细胞的发育受多种内在机制和微环境的影响:
★ 2009年1月,美国FDA批准美国杰龙生物医药公司开展利用
胚胎干细胞疗法治疗脊髓损伤的临床试验。★ 2010年11月,美国FDA批准美国先进细胞技术公司开展利用
胚胎干细胞疗法治疗黄斑变性的临床试验。
ESCs研究的两个方向:
1、培育成体生命——最终成果便是“多利羊”;
2、获取治疗用干细胞——对ESCs的生长环境加以调节,使其
在体外大量增殖,在数量上满足临床治疗的需要,即为
细胞重新编写发育程序。
诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS cells)
★2006年,日本京都大学山中申弥教授等在Cell杂志上报道,利用病毒载体
转染四种转录因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)将小鼠皮肤成纤维细胞
重编程,可发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗
传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面
都与ESCs相似。
★ 2007年11月20日,美国威斯康星大学的研究小组和日本京都大学的研究
小组同一天分别在Science杂志和Cell杂志上发表将终末分化的皮肤细胞转
变成iPS细胞的研究成果。
★紧接着美国另一研究小组将来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了iPS细胞。
★ 2009年2月3日,日本东京大学的研究小组宣布,在世界上首次利用iPS方
法,将人类皮肤细胞“制成”血小板。
★ 2010年,利用iPS方法的又培养出听神经组细胞和肝细胞。
羊膜干细胞(amnion stem cells):
是界于胚胎干细胞和成体干细胞之间的一种干细胞状态。
★2009年11月, 美国研究者发现羊膜干细胞能够形成三维聚合体细胞
——胚样小体(embryoid bodies,EBs),该阶段的细胞可直接发育***
体所有类型的细胞,首次证明了羊膜干细胞的全能性。
★研究表明羊膜干细胞具有以下特性,被认为是一种非常有治疗应用
前景的干细胞:
A、在体外培养中不需饲养层细胞及LIF等因子;B、能在多次传代后依然保持正常的核型和三胚层的分化能力;C、被注射到裸鼠皮下不会形成畸胎瘤;D、正常羊水中有大约1%的这种全能干细胞,方便分选及保存备用。