干细胞相关知识

胚胎干细胞的应用及展望

1 研究人胚胎发育及疾病的发生此前对人胚胎的了解仅局限于从胚胎组织切片和其他

种属胚胎的研究中获取信息, 但人与动物之间在胚胎发育和成体结构上都有很大差别。如今, 可以通过胚胎干细胞建立体外分化模型, 并建立各种基因改变的胚胎干细胞系, 以求发现

某些基因或细胞因子在胚胎发育早期对不同类型细胞或组织分化的作用[10]。

2用于移植治疗在组织工程中以胚胎干细胞作为种子细胞, 可以为临床的细胞、组织、器官移植提供大量的材料。通过控制胚胎干细胞生长环境、向胚胎干细胞转染某一种系细胞形成决定基因等, 可获得特定种系的较纯化的细胞, 并且数量不受限制[11]。将这些细胞用于移植治疗, 将给帕金森氏病、脊髓损伤、糖尿病、心肌损伤、肝硬化、肾衰竭、各种血液疾病等疑难病症的治疗带来新的希望[12]。

3 用于基因治疗利用基因打靶技术使外源性DNA 与胚胎干细胞中的相应部分重组, 或

靶向破坏等位基因造成基因纯合失效来治疗某些遗传性疾病, 具有基因转移效率高、易于操作的优点。[13]

4 用于药物筛选和药物开发新药在临床使用前需要进行一系列的检测和实验, 这些实

验都依靠动物来完成。但是动物模型实验不可能完全反映药物对人体细胞的作用。胚胎干细胞或许能模拟体内细胞或组织对被检测药物的反应, 从而提供更安全、更有效、更经济的药物筛选模型[14]。

5.胚胎干细胞的建系

在体外受精( IVF) 治疗不孕症的过程中, B超介导下经阴道穿刺获取人卵母细胞, 将卵母细胞和精子体外受精后培养至囊胚。然后可用免疫外科手术法、组织培养法、机械剥离法等,去除囊胚外层的透明带, 分离出囊胚中的ICM。目前最常用的胚胎是冷冻胚胎, 其次是新鲜胚胎、克隆胚胎。

将临床上人工终止妊娠的5~ 9周龄胎儿, 用加有青霉素、链霉素的PBS反复洗涤, 剪开胎膜, 小心分离出胚胎, 在解剖镜下用眼科剪剪取胚胎生殖嵴及周围组织, 剪碎, 用消化

液消化,离心去上清, 加入培养液, 置于小鼠胚胎成纤维细胞饲养层上培养。一段时间的培养后, hESC从内细胞团中爬出, 经过反复传代, 建成hES细胞系。

6.人胚胎干细胞的应用

ESCs 最诱人的前景和用途是生产组织和细胞, 用于“细胞疗法”, 为细胞移植提供源源不尽的无免疫性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病都可以通过移植由ESCs 分化而来的特异组织细胞来治疗, 包括帕金森病、糖尿病、外伤性脊髓损伤、细胞变性病、心肌病和骨损伤等。人ES 细胞可用于研究人胚的早期发育, 早期人胚发育过程尚不明了, 能导致先天性缺陷和胎盘异常而导致流产的事件。研究体外人ES细胞, 可以鉴定引致这些问题的遗传学、分子生物学和细胞学事件, 并确定如何预防其发生。人ESCs 也可用于探索胚胎早期发育中染色体的异常, 包括检测早期儿童肿瘤的发生,因为儿童肿瘤中许多是起源于胚胎时期的。

7.临床应用的意义

人ES 细胞的研究与开发利用对人类医学具有重要意义。通过研究其体外分化特性, 从而识别某些靶基因, 对人类新基因的发现、功能基因的组织学研究、药物的筛选和致畸实验及基因治疗的研究均具有重要意义[9] 。通过研究控制其分化的机理, 探讨人类ES 细胞体外定向诱导分化条件, 获得纯化的定向终末细胞。如诱导纯化的心肌细胞, 用于增强心衰的心脏功能。神经细胞用于治疗脑、神经变性疾病。造血细胞用于造血系统异常治疗等, 从而为临床组织、器官移植提供丰富的资源[ 10] 。为了去除不同个体间移植排斥, 将克隆的人ES 细胞系经过免疫排斥基因的剔除后, 再定向诱导分化[11] 。此外, 人ES 细胞将在出生

缺陷、不孕、流产的控制和检测等方面发挥重要作用[12]

面临困难及应对策略

1 研究面临的困难

主要有几下几方面: ①胚胎来源困难。从小鼠胚胎干细胞建系效率来看, 获得一个干细胞系需要12个囊胚和更多的卵细胞(平均666个) [13]。②体外保持其全能性条件复杂。③免疫排斥反应。从胚胎干细胞分化所得的各种细胞和组织如果不是由受体提供的体细胞核移植所得则与受体之间存在免疫排斥[14]。④安全性难以保证。一是由于干细胞在体外培养过程中需要加动物的细胞做饲养细胞, 可能被动物携带的病毒感染; 再是干细胞具有致瘤性, 植入受体体内后有发展为肿瘤的可能[15]。⑤干细胞在体外发育成完整的器官难以做到。目前, 来自机体的器官要在体外培养并发挥正常的生理功能还无法做到。用干细胞形成具有三维结构、有多种组织的精细复杂的器官更是难以完成[16]。⑥伦理问题。

2 部分应对措施

①利用体细胞核移植技术, 既可以克服来源受限的困难, 又能克服免疫排斥反应。

②对移植细胞设置自杀基因, 当移植细胞向肿瘤细胞发展时自杀基因能够启动自毁机制使其发生调亡[17]

胚胎干细胞研究与伦理

1 如何看待胚胎

首先, 胚胎是否就是人? 国内国家人类基因组南方研究中心伦理委员会的专家们认为,人类胚胎干细胞研究在遵循“行善和救人、尊重和自主、无伤和有利、知情同意、谨慎和保密”等伦理原则下, 在反对克隆人、支持治疗性克隆研究等伦理规范下, 赞同“对14 d 以内的人类胚胎可以用于实验研究”的观点[14 ]。他们指出, 14 d 以内的人类胚胎还只是一个球状的胚泡, 尚属一般性的生物细胞, 没有神经系统, 既无知觉也无感觉, 还称不上道德意义上的人。但是由于法律、宗教和历史等诸多原因, 宗教文化浓厚的国家普遍认为人类胚胎就是人之始。其次, 胚胎的来源是否合乎法律和道德? 胚胎的来源大约有3 种途径: ①自然流产或人工流产的胚胎。②辅助生殖剩余的胚胎。③用体细胞核移植技术产生的胚胎。那么何种途径是既合法又符合道德规范的, 这也是难以把握的。

2 人类胚胎干细胞研究是否会滑向生殖性克隆

1996年7 月5 日, 绵羊“多莉”的诞生曾引发了一场有关克隆人的可能性之争。比较而言, 胚胎干细胞研究引起的伦理争论比克隆羊更为激烈, 那就是人类胚胎干细胞研究是否会滑向生殖性克隆? 目前开展的胚胎干细胞研究, 事实上与生殖性克隆的原理相同, 胚胎干细胞的研究与生殖性克隆仅是一步之遥。可以说人类胚胎干细胞研究正于造福人类和给人类带来不测之祸的交叉路口。但作者认为, 只要人类遵循尊重科学,尊重生命, 遵守道德规范, 那么该项研究带给人类的肯定是福音

胚胎干细胞的研究自上世纪80 年代初期始, 经历了由低等动物、灵长类动物至人类胚胎干细胞研究的过程。从干细胞生物学特性、培养条件到干细胞建系的成功; 从科研服务于人类到由此引发的伦理之争;从人类干细胞研究给医疗领域带来的广泛应用前景到目前研究尚存在的困难, 比较全面的反映了人类干细胞研究的现状和应用前景。由于胚胎干细胞在揭示生命的奥秘、攻克各种疑难杂症等方面具有极为诱人的前景, 尽管目前还有许多困难, 还存在争议, 如果能够正确引导, 建立相应完善的监管机制, 人胚胎干细胞研究领域的每个进步都将对人类自身发展做出重大贡献

定义

干细胞（stem cell, SC）是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细

胞，能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。干细胞群的功能即为控制和维持细胞的再生。一般来说，在干细胞和其终末分化的子代细胞之间存在着被称为“定向祖细胞”的中间祖细胞群，它们具有有限的扩增能力和限制性分化潜能（Slack 2000）。这些细胞群的功能是增加干细胞每次分裂后产生的分化细胞的数量。干细胞具有自我更新的能力，但是干细胞的分裂实际上是相对不对称的（Van der Kooy Weiss 2000）.多年来对于干细胞的定义不断进行修正，并从不同层面上来进行定义[1]。它在早期胚胎、骨髓、脐带、胎盘、脂肪组织及部分成年人细胞中均存在。在普通细胞衰老死亡或组织受损时,干细胞可按照一定的途径通过分裂产生分化细胞。这对机体修复各种磨耗和损伤、保证生命的延续具有重要意义。根据不同的分化潜能，干细胞可以分为全能干细胞（totipotent stem cell）、多能干细胞（pluripotent stem cell）、单能干细胞（unipotent stem cell）

【正能量转播】①不要盘算太多，要顺其自然，该是你的终会得到;②压抑自己没必要，奉承巴结也没必要，保持应有的人格力量将赢得更多的机会和尊重;③不要对谁特别好，也不要对谁特别不好，永远不要被少数人所利用;④相信自己比依赖别人重要，用尽心机不如静心做事

字母顺序英文名中文翻译

B

Bone 骨Bone marrow 骨髓

Blood cell 血细胞

Blood vessel 血管Bone marrow stromal cell 骨髓基质干细胞Blastocyst 胚泡；胚囊

C

Cumulus cell 卵丘细胞

Capacitation

（精子）能育力获得（过程）；

获能

CNS germ cell 中枢神经系统生殖细胞chemical screening 化学筛选

cardiac muscle 心肌

E

ECM 细胞外基质Epithelial cell 上皮细胞

F fat cell 脂肪细胞

M Mitotic spindle 有丝分裂纺锤体N Neoplastic （肿）瘤的P Periviteline space 卵周隙

S

Skeletal muscle 骨骼肌somatic cell 体细胞somatic stem cell 成体干细胞

V Vivo 活泼的X Xenotransplantation 异种移植Z Zona pellucida 透明带