人胚胎干细胞研究的临床意义
关于对人胚胎干细胞研究进程的理解与认识

关于对人胚胎干细胞研究进程的理解与认识摘要对于生命科学及其相关科学术语,近些年已很深入地进入我们的生活。
诸如关于生物制药、基因工程、蛋白质、酶、抗生素等知识呈现一种强烈的冲击。
生命科学的前沿与人类的健康存在密切关系,主要研究现在比较前沿的科学,即尚处于研究阶段的科学。
本文就自己所了解的人体胚胎干细胞研究进程的了解我与认识,做了较为全面的探究,给人耳目一新之感。
关键词人胚胎干细胞;研究进程;理解与认识客观地说,在现实生活中,我们存在很多的无奈与伤感,比如:眼睁睁地看着亲人、朋友无望地离去却没有任何办法,我们无法摆脱对抗生素的依赖,因此我们就要去寻找更加安全、更加人性化的治疗方法和关键技术的突破!这,就是生命科学前沿技术研究要带给我们的不竭动力和最大的福音。
因此,对于人胚胎干细胞研究进程,让人们充满好奇与兴趣。
由于不能面面俱到,本文主要针对人胚胎干细胞当前研究与发展,梳理和传达一下相关观点。
什么是胚胎干细胞定义?是指使受精卵分裂发育成囊胚内团细胞的细胞,它具有体外培养、无限增殖、自我更新和多向分化的特性。
一般认为,全能性干细胞应具有三个特征:来源于一个全能性细胞群体;具有正常的细胞核型;具永生性,在胚胎状态下能无限制的分裂。
胚胎干细胞极为神奇:它发于当发,止于当止。
本质上,它不过是精子进入一个卵子并结合而成的受精卵而已。
但这之后,就神奇地由一个细胞变成两个细胞,再由2个而4个,再由4个变成8个,在该长耳朵的地方分化成组成耳朵的所有细胞,在该长胳膊的地方分化成组成胳膊的所有细胞。
当一个完整的人形成后,组成他身体的绝大部分细胞就停止分化,不再具有分化能力。
无论在体外还是体内环境,胚胎干细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
它能够治疗诸多疑难杂症。
现在我们听到最多的,就是关于白血病的治疗用到胚胎干细胞的案例。
一般而言,白血病患者必须要找到与之相适应的骨髓才能进行移植。
而现在的孩子大多为独生子女,而两个不相干的人骨髓相配的概率几乎为十万分之一,所以就产生了很大麻烦。
研究 干细胞 意义

研究干细胞意义
摘要
干细胞是一类具有自我更新能力的多功能干细胞,是当今生物技术发展的一个重要研究方向。
它的研究主要包括细胞催化技术、细胞调控技术、细胞培养技术和干细胞基因组项目。
本文简要讨论了干细胞研究的意义和价值,并讨论其具有重要的科学意义和实际应用价值。
关键词:干细胞;科学意义;实际应用价值
1、干细胞研究的意义
干细胞研究的意义,首先是为了研究细胞的分化和发育过程,以及它们之间如何相互调节,从而研究各种疾病的发生机制以及治疗新方法。
干细胞研究的重要性在于它是一个新兴的研究领域,它可以帮助我们了解细胞的分化趋势,从而更深入地发现疾病的发生机制,找到新的治疗措施。
其次,干细胞研究也有重要的技术意义,它可以提高我们对细胞培养和诱导分化技术的了解,从而帮助我们探索疾病治疗的更有效的方法。
此外,干细胞研究也有重要的应用意义,比如可以用来治疗许多疾病,包括神经退行性疾病、癌症、心脏病和其他疾病。
2、干细胞研究的价值
干细胞研究的价值主要体现在以下几个方面:
(1)对于疾病的治疗。
干细胞研究可以帮助我们更好地掌握一
些疾病的发生机制,从而发现新的治疗方法,从而减少患者的痛苦。
(2)对医学基础理论的发展。
干细胞研究可以帮助我们探索细胞分化、发育和新基因的调控机理,从而丰富医学基础理论,更好地指导临床实践。
(3)对生物技术的发展。
干细胞研究也是一个新兴的研究领域,可以为我们开发新的生物技术提供有效的保障。
综上所述,干细胞研究具有重要的科学意义和实际应用价值,是当今生物技术发展的重要研究方向之一。
胚胎干细胞研究现状与未来展望

胚胎干细胞研究现状与未来展望胚胎干细胞研究是一个备受关注的课题。
胚胎干细胞是一种可以自我复制并且可以分化为身体的各种细胞类型的干细胞。
这些细胞可以用来研究疾病的发展,并且有潜力用于治疗一些难以治愈的疾病。
在本文中,我们将探讨胚胎干细胞研究的现状和未来展望。
1. 胚胎干细胞研究的历史胚胎干细胞的研究始于20世纪90年代。
它最初是在小鼠胚胎中被发现的。
随后,在1998年,人类胚胎干细胞也被成功地分离出来,并且在体外培养中自我复制和分化成各种细胞类型。
这项研究的成功受到了全球科学家的赞誉,并被认为是医学史上的一项重大里程碑。
2. 胚胎干细胞的应用胚胎干细胞有许多应用,其中一项是用于研究疾病的发展。
科学家可以使用胚胎干细胞来模拟某些疾病的发展过程,以便更好地理解疾病的原因和治疗方法。
胚胎干细胞也可以用于生物医学工程,通过分化成不同类型的细胞来生成组织和器官。
此外,胚胎干细胞可以用于治疗某些疾病,例如血液病和部分器官病变。
然而,由于胚胎干细胞研究需要大量的人类胚胎,这引发了道德争议和法律挑战。
一些社会和宗教领袖将该研究视为“对人类的残杀”,并反对它的应用。
因此,在一些国家,包括美国和德国,这种研究受到严格限制或禁止。
3. 其他类型的干细胞管理员是一名Windows用户另一种干细胞被发现具有相似的特性,但不受道德和法律上的限制。
这种干细胞被称为诱导多能性干细胞(iPS)细胞。
iPS细胞是从一些体细胞中转化而来,例如皮肤细胞和血液细胞。
这种类型的干细胞在近年来逐渐成为研究的热点之一,因为它们无需依赖人类胚胎,更容易获得和使用。
然而,iPS细胞也存在一些问题。
它们的制备需要使用一些病毒质粒,这可能会导致某些基因突变,从而引起未知的副作用。
此外,这种类型的细胞还没有经过足够的实验测试,以验证其在治疗中的有效性和安全性。
4. 未来展望随着科学技术的不断进步,人们对胚胎干细胞和iPS细胞的应用前景越来越乐观。
虽然这些干细胞仍然面临着很多挑战,但人们相信在未来它们将可以成为治疗疾病的有力工具。
人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究

人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)是当今生物医学研究的重要热点之一。
这两种干细胞都具有自我更新和分化为多种不同类型细胞的能力,因此在组织再生、疾病治疗、药物筛选等领域有着广泛的应用前景。
本文将综述人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究现状和前景。
一、人类胚胎干细胞1. 发现和特点人类胚胎干细胞是在1998年,由美国犹他大学埃文斯实验室发现的。
它们是从人类胚胎的内细胞团(inner cell mass,ICM)中分离出来的非常原始的细胞,具有自我更新和无限增殖的能力,并可以分化为身体的所有不同类型的细胞,包括神经元、心肌细胞、肝细胞等。
这些特点使得人类胚胎干细胞成为组织工程和再生医学领域的重要研究材料,有着广泛的用途。
2. 研究进展和问题尽管人类胚胎干细胞潜力巨大,但是在研究和应用过程中依旧受到很多限制和问题。
首先,人类胚胎干细胞的获取受到伦理和法律的限制。
在许多国家和地区,胚胎干细胞研究和应用仍然是禁止或受严格限制的。
即使是在开放的国家,也需遵循伦理标准和规定的程序,获得胚胎干细胞。
其次,人类胚胎干细胞的使用也存在一些问题。
首先,人类胚胎干细胞具有致癌性和免疫排异等风险,不当的使用会导致一些不良后果。
其次,人类胚胎干细胞分化过程中的影响因素、机制以及调控方法还不完全清楚,因此在分化过程中的控制更为困难。
此外,用于分化人类胚胎干细胞的培养基和因子组合等方法,也在不断的优化和改进中。
二、诱导多能干细胞1. 发现和特点在人类胚胎干细胞受到法律和伦理限制的背景下,2006年,日本的山中伸弥等一众科学家发现了诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs),这是人类成体细胞被诱导再生为早期胚胎干细胞状态的一种细胞,可以用于组织工程、疾病治疗、药物筛选等领域。
胚胎干细胞研究的现状与前景

胚胎干细胞研究的现状与前景胚胎干细胞可以分化成人体的各种组织和器官,因此一直是医学研究的热点之一。
但是,由于涉及到胚胎的生命伦理问题,使得该领域的发展遇到了很多挑战和阻碍。
本文将分析胚胎干细胞研究的现状和前景,同时探讨胚胎干细胞所能带来的医学和科学意义。
胚胎干细胞的来源胚胎干细胞最初是从早期人类胚胎中获得的,它们具有很强的自我更新能力和分化潜能,可以进一步分化成不同类型的细胞,如神经细胞、心肌细胞等等。
然而,由于胚胎干细胞的采集必须摧毁早期胚胎,对于胚胎干细胞的使用,存在严重的道德和伦理问题。
因此,与此同时,科学家也在寻求其他替代突破性的治疗和研究方法。
目前,科学家已经通过多种渠道获取到胚胎干细胞。
一种常见的方法是使用超过了胚胎发育初期就死亡的胚胎,它们通常来自于体外受精或植入宫腔的过程中出现的发育异常。
另外,通过基因编辑技术,科学家也能够改变普通细胞的基因组,使其成为胚胎干细胞。
这些方法使得胚胎干细胞的获取更加便捷和合法,但是相关伦理问题依然存在。
胚胎干细胞的研究进展在以胚胎干细胞为研究对象的过程中,科学家已经取得了一些令人兴奋的进展。
其中最为显著的是胚胎干细胞的定向分化,这种分化可以让胚胎干细胞真正地变成任意一种身体细胞。
例如,在实验室里,科学家已经成功地将胚胎干细胞分化成为心肌细胞、神经元和血液细胞等各种类型的细胞。
这种胚胎干细胞的分化能力,引发了人们对于干细胞的热情。
这些不同类型的细胞可以用于治疗许多疾病,如糖尿病、心血管疾病、阿尔茨海默病等等。
此外,胚胎干细胞还可以用于疾病的研究,这不仅有助于探索疾病发生机制,更有助于开发新的药物治疗手段。
胚胎干细胞的应用前景胚胎干细胞的应用前景非常广阔,它可以改善许多重要疾病的治疗方式。
例如,它可以为因器官功能衰竭而需要移植的患者提供新的治疗方法。
实际上,胚胎干细胞已经被用于治疗严重的神经系统疾病,如帕金森综合征、脑积水和脊髓损伤等等。
此外,胚胎干细胞也可以用于修复其他器官,如心脏、肝脏和胰腺等等。
胚胎干细胞的生物学特性和临床应用

胚胎干细胞的生物学特性和临床应用胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells)是一类具有高度分化潜能的多能性干细胞,它们来自人类早期的胚胎阶段。
胚胎干细胞具有自我更新及分化为各种成体细胞的能力,因此具有重要的生物学意义和临床应用前景。
1. 胚胎干细胞的生物学特性胚胎干细胞来源于人类早期胚胎发育的内细胞团,这些细胞具有自我更新的能力,可以不断分化成为成体细胞的不同类型,包括肌肉细胞、神经细胞、心脏细胞等。
胚胎干细胞的这种多能性分化潜能,使其成为人类干细胞研究和治疗领域的重要资源。
同时,胚胎干细胞还有一定的不稳定性,容易在培养过程中出现异常,影响其生物学特性和应用价值。
因此,对胚胎干细胞的基本特性和培养条件的探究,是胚胎干细胞研究和应用的重要前提。
2. 胚胎干细胞的临床应用(1)治疗心血管疾病胚胎干细胞可以分化为心脏细胞,因此被广泛应用于心血管疾病的治疗。
通过将胚胎干细胞培养为心脏细胞,再移植至患者体内,可修复心脏损伤部位,提高心脏功能。
此外,还可以通过胚胎干细胞的分化过程中涉及的信号通路,来研究心脏发育和疾病机制。
(2)治疗神经系统疾病神经系统疾病如帕金森病、阿尔茨海默病等,也是胚胎干细胞研究和应用的重要领域。
通过将胚胎干细胞分化为神经元,并将其移植到患者体内,可以修复神经损伤部位,改善神经系统功能。
同时,也可以通过胚胎干细胞分化过程中的信号通路和基因表达谱,来探索神经系统的发育和疾病机制。
(3)治疗代谢性疾病代谢性疾病如糖尿病等,也是胚胎干细胞研究和应用的重要方向。
胚胎干细胞可以分化为胰岛素产生细胞,通过移植这些细胞到患者体内,可以帮助患者生产胰岛素,改善糖尿病症状。
3. 胚胎干细胞应用的挑战和风险尽管胚胎干细胞具有广阔的应用前景,但其研究和应用也面临着一系列挑战和风险。
其中,主要包括以下几点:(1)伦理问题胚胎干细胞的来源是人类早期胚胎,因此其研究和应用涉及到一些伦理问题。
比如,是否有必要以捐赠人类胚胎为代价来获得胚胎干细胞?是否可以在胚胎干细胞研究和应用中使用克隆技术等,都是需要面对的伦理问题。
胚胎干细胞的研究现状和前景

胚胎干细胞的研究现状和前景作为医学领域对人类健康带来重大影响的胚胎干细胞,在研究当中表现出的巨大潜力引起了全球学术界的广泛关注。
近年来,随着技术的不断发展和探索,胚胎干细胞的应用前景也逐渐明朗。
本文将从胚胎干细胞的研究现状着手,通过笔者的探索与总结,介绍胚胎干细胞未来应用的前景。
一、胚胎干细胞的研究现状胚胎干细胞,是指具有自我复制能力和多分化能力的干细胞。
这种干细胞可以作为定向分化成各种不同功能细胞的前体细胞,如神经元、心肌细胞、骨骼肌细胞等。
目前,胚胎干细胞每年的研究经费都在不断增加。
研究人员也在全球范围内增加了不少。
各个实验室也在不断努力地开发新方法,以提高胚胎干细胞的定向分化能力和效率。
自从1998年人类第一次成功从人类胚胎中分离出干细胞以来,胚胎干细胞的研究已经取得了不少进展。
随后几年中,研究人员不断深化对胚胎干细胞形成和分化机理的研究。
科学家们发现,胚胎干细胞可以通过人工操作进行定向分化,进而不断产生更多的特定细胞,从而开发新的疗法。
二、胚胎干细胞的应用前景在医学应用领域,胚胎干细胞的应用前景非常广泛。
这种干细胞可以用于治疗某些重大疾病。
比如,胚胎干细胞可以用于修复或替代某些细胞和组织,以实现器官再生。
目前,关于胚胎干细胞的临床治疗,国外已经展开了许多试验,其中不乏取得成功的案例。
应用举例:1. 心血管疾病研究胚胎干细胞可以分化成心肌细胞,然后在实验室模拟心肌梗塞等心脏疾病,进而寻找药物与其特异性靶点。
该方法已经被广泛应用,以加速寻找与活化心肌细胞有关的特异性靶点,以及开发新的药物治疗方法。
2. 红斑系统疾病研究针对红斑狼疮、白血病等红斑系统疾病等,科学家们研究了胚胎干细胞的起源和发育,以及它们分化为成熟血细胞的机制。
这些研究为红斑系统疾病的治疗开辟了新的道路。
3. 人造组织和器官研究胚胎干细胞可以分化成各种类型的组织,如肝细胞、神经细胞、胰岛细胞、骨骼肌细胞等。
这为临床使用提供了巨大的可能性,比如肝移植中使用的肝细胞、自体细胞移植涉及的骨骼肌细胞、使用胰岛细胞制造胰岛素等。
干细胞的临床意义

干细胞的临床意义1.引言干细胞是指具有自我更新能力和分化成多种细胞类型能力的一类细胞,被认为是现代生物医学领域极为重要的一种细胞类型。
在过去的二十多年中,干细胞研究已经成为了生物医学领域的热点之一。
干细胞研究的成果不仅在科学研究方面取得了重大突破,同时在临床应用方面也取得了一定进展。
因此,本文将探讨干细胞的临床意义,主要包括干细胞的来源、临床应用、风险与挑战等方面。
2.干细胞的来源干细胞有多种来源,主要包括胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞等。
2.1 胚胎干细胞胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESC)来自于胚胎,具有非常强大的自我更新和分化能力。
通过细胞培养和不同因素的刺激,胚胎干细胞可以分化成多种不同的细胞类型,如神经元、心肌细胞等。
虽然胚胎干细胞在分化和治疗方面具有广泛的潜力,但是其来源复杂,且容易导致伦理问题。
2.2 成体干细胞成体干细胞(Adult stem cells,ASC)存在于成年人的多种组织中,如胃肠道、皮肤、骨髓等。
成体干细胞具有自我更新和分化功能,是一种重要的自我修复机制。
同时,成体干细胞来源相对容易,无伦理争议,成为干细胞研究的热点之一。
2.3 诱导多能干细胞诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSC)则是一种最近发现的干细胞类型。
通过将一般细胞(如皮肤细胞)转化成为类似胚胎干细胞的状态,即诱导多能干细胞,具备了胚胎干细胞的自我更新和分化能力,同时又没有伦理争议和组织排斥问题,有很大的临床应用前景。
3.干细胞的临床应用干细胞具有广泛的临床应用前景,在如下几个方面取得了明显的成果:3.1 组织修复由于成体干细胞具有自我更新和分化功能,被认为是最具有组织修复潜力的一类细胞。
干细胞可以分化成多种不同的细胞类型,如心肌细胞、神经元、髓神经细胞等,可以在组织损伤或疾病的修复过程中帮助组织恢复正常功能。
3.2 细胞替代治疗干细胞可以分化成多种不同的细胞类型,如心肌细胞、胰岛细胞、造血干细胞等,因此可以作为细胞替代治疗的候选细胞。
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人胚胎干细胞研究的临床意义[关键词] 人胚胎干健康讯:吕广秀 20XX14上海市解放军第85医院儿科1998年11月,美国James和John Gearhart领导的2个科学小组分别发表论文阐述如何利用囊胚和原始的胚胎生殖细胞培养出可能的人全能型胚胎干细胞(ES cells)和胚胎生殖细胞系(EG cells)[1,2]。
ES细胞最引人关注的2条特征是:ES细胞能在体外条件下生长,在原始的去分化条件下能够无限地分裂;同时在体外培养的所有时间内都能保持胚胎来源细胞的一个关键性特征—全能性,即发育成成体中各种细胞的能力。
ES细胞的应用前景十分令人鼓舞。
胚胎干细胞可以作为研究人类胚胎发育、出生缺陷及胚胎瘤等疾病的新的手段;可以用于至今为止尚未进行的关于的方法;制造人类疾病模型以利用于基础研究、药物开发和毒理学研究,如果克隆技术可以从患者自体组织中获得干细胞,则它们可解决用于治疗退行性疾病的组织短缺以及结束在移植治疗中使用免疫抑制剂;另外干细胞还可以用来作为基因治疗的一种新的基因运载系统。
总之,其前景十分广泛。
1 胚胎干细胞的一般定义特征考虑到ES或EG细胞的特性,可以认为有一些表型是所有的ES细胞都应该具有的,其他一些特点可能是属于从不同种属或不同组织中分离出来的某种特定全能性细胞所特有,或表现出在胚胎发育过程中某个特定阶段所具有的特征。
一般认为全能性干细胞所应具有的特征如下:(1)来源于一个全能性的细胞群体;(2)具有正常的细胞核型;(3)具永生性,在胚胎状态下能无限制的分裂;(4)培养的细胞株在体外或在畸胎瘤中能自发分化成胚胎外组织(extraembryonic tissues)和分属所有3种胚层的体细胞。
但到目前为止,所有已培养成功的哺乳动物细胞中,除小鼠外,灵长类动物ES细胞只满足上述4条标准的前3条。
一些研究人员将ES细胞的定义限定为那些能分化成包括生殖细胞在内的所有的细胞。
但出于伦理上的原因,来源于人的ES细胞不可能进行试验以验证是否满足这一标准。
因此,如果来源于人的细胞能满足其他3条关于ES细胞的一般定义,我们就认为它属于ES细胞。
需要指出的是,要从体外培养或畸胎瘤试验验证一个ES细胞能否分化成所有组织类型的细胞是十分困难的,因为不论在体外培养条件下或畸胎瘤中,一些组织都是十分罕见的。
2 胚胎干细胞的最新研究James Thomson和同事于1998年报道利用治疗不孕症所遗弃的囊胚分离出ES细胞。
他们所使用的技术与分离小鼠ES细胞相似:将可能抑制ES细胞培养的滋养外胚层去除,内层细胞团移植到小鼠胚胎来源的成纤维细胞饲细胞层上,经过短暂的粘附和展开的过程,将细胞重新分散(disaggregated)并转移到另外的饲细胞层,在培养基和培养系统与方面,培养人ES细胞与小鼠ES细胞并没有太大的不同,而且人ES细胞的成功率相对还要高一些。
Thomson等人培养猴ES细胞的工作无疑对他们首先成功培养人ES细胞是有很大帮助的。
灵长类的全能性干细胞在很多方面与小鼠ES细胞是不同的,特别是在外形上,且灵长类全能性干细胞不容易分散成单个的细胞。
因此,要正确辨认出所需的ES细胞并在传代过程中做到正确处理是十分重要的。
但还有一个重要的条件,即人胚胎培养过程的改进,其包括不同发育阶段使用不同的培养基的两步培养系统,这使得能高效地得到高质量的人囊胚[4]。
Shamblott 和同事[2]在《美国科学院论文集》上发表论文,报道从受精5~9周的胚胎和胎儿性腺中分离出全能性细胞。
尽管人们对人体中原始生殖细胞的成熟过程的小细节知之甚少,但科学家们确实知道这个过程包括生殖母细胞迁移至性腺并开始扩增,随后性腺出现明显的性别分化。
在这个阶段的胚胎和胎儿性腺中已经可以发现有表达生殖母细胞标志性分子的细胞[5]。
Shamblott小组所使用的培养系统利用了已知能支持小鼠生殖母细胞在体外存活和有丝分裂的一些因子,即STO成纤维细胞饲细胞层、成纤维细胞生长因子、白血病抑制因子(LIF)和forskolin [6]。
由以上2种方法培养出的细胞在多大程度上能符合ES 或EG细胞的一般标准?2种培养物都来源于全能性的细胞群,都能在体外培养过程中保持有正常的细胞核型。
Thomson小组培养出的细胞株已经传代许多次,且细胞含有端粒酶活性,这2点都提示这个细胞株是永生的。
Shamblott的EG细胞虽没有培养那么久,但也没有迹象显示这些细胞将会死亡。
从囊胚中分离出的细胞能形成包含所有3个胚层组织的畸胎瘤,且个别组织表现为高级的组织结构性(例如可以形成神经管)。
但是在体外情况下,细胞分化的证据只能限定于能表达一些滋养层和内皮层形成的某些标志性分子(如人绒毛膜促性腺激素和α-甲胎蛋白);从生殖细胞来源的细胞株中没有能在体内形成畸胎瘤的证据,但是作者确实观察到了在胚状体(embryoid bodies)中存在细胞进行分化的情况。
胚状体是一种在不适宜干细胞生长的条件下,由全能性干细胞在三维方向上生长所形成的一种结构。
小鼠中胚状体包括两层,一层是胚胎外的内皮层,一层是外胚层。
两种细胞之间的联接可能使外胚层细胞分化成多种细胞类型,这种现象类似于体内情况下胚胎培植早期的状况[2]。
Shamblott将培养出来的胚状体切片,用免疫化学方法研究,发现不同细胞类型表达分别代表中胚层、内胚层和外胚层的单个标志分子。
人的干细胞的表型,即外形、抗原表达及培养条件等方面与其他种类的全能型细胞如小鼠的ES细胞或EC细胞相比有自己的特点。
人EC细胞,猴和人的ES细胞在表型上十分相似,与小鼠细胞或人EG细胞极易区分开来。
灵长类动物细胞在单层培养条件下呈扁平的克隆,细胞边界较清显;而小鼠ES细胞成堆生长,细胞更圆,细胞边界不清。
灵长类动物全能型干细胞表达一系列特异性的表面抗原。
小鼠ES细胞的自我更新可以被白血病抑制因子(LIF)或相关的细胞因子促进[7]但对人的ES细胞却没有这种作用[1,2]。
在Thomson和Shamblott这2个小组的成功带动下,目前对人ES细胞的研究出现一股热潮。
如果成功,将给人类带来福音。
倘若科学家最终能够成功诱导和调控体外培养的胚胎干细胞正常地分化,这将对基础研究和临床应用产生巨大的影响。
有可能在以下领域发挥作用:体外研究人胚胎的正常发生发育,非正常发育(通过改变细胞系的靶基因),新的人类基因的发现,药物筛选和致畸实验,以及作为组织移植、细胞治疗和基因治疗的细胞源等。
3 胚胎干细胞应用前景探讨人胚胎干细胞提供了在细胞和分子水平上研究人体发育过程中的及早期时期的良好条件,这种研究不会引起与胚胎实验相关的伦理问题。
采用基因芯片等技术,比较人胚胎干细胞以及不同发育阶段的干细胞和分化细胞的基因转录和表达,可以确定胚胎发育及细胞分化的分子机制,发现新的人类基因。
结合基因打靶技术,可发现不同基因在生命活动中的功能等。
该应用有利于新药的发现及筛选,人胚胎干细胞使新药的药理、药效、毒理及药代等研究达到了细胞水平,极大减少了药物实验所需的动物数量。
目前药物实验使用的细胞系基本上来自其他的种属,其结果常不能真正代表正常的人体细胞对药物的反应。
人胚胎干细胞还可用来研究人类疾病的发病机制和进展结果,从而可找到特效和永久的治疗方法。
人胚胎干细胞最有价值的应用是用来修复甚至替换已丧失功能的组织和器官,因为它具有发育分化成所有类型组织细胞的能力。
任何导致丧失正常细胞的疾病都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗,如用神经细胞治疗神经变性疾病(帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等),用造血干细胞重建造血功能,用胰岛细胞治疗糖尿病,用心肌细胞修复已坏死的心肌等。
尤其是对于后2项,胚胎干细胞可能会有特别疗效,至今认为成年人的心脏和胰岛几乎没有干细胞,自身无法得到修复。
用于基因治疗和防止免疫排异反应,还可以对胚胎干细胞的基因做适当的修改。
干细胞是基因治疗较理想的靶细胞,因为它可以自我复制更新,治疗基因通过它带入人体中,能够持久地发挥作用,而不象分化的细胞那样,在细胞更新中可能丢失治疗基因的结果。
通过胚胎干细胞和基因治疗技术,可以矫正缺陷基因。
例如,如果发现早期胚胎有某种基因缺陷而会患基因病如囊性纤维化—一种30岁以前便会致人死亡的疾病,可以收集部分或全部胚胎干细胞,通过基因工程技术将正常的基因替代干细胞中的缺陷基因,再将修复后的胚胎干细胞嵌入胚胎中,将会出生一个健康的婴儿。
由于伦理和某些技术问题,现在还未开展此类实验。
改变胚胎干细胞的某些基因的另一目的是创建“万能供者细胞”,即破坏细胞中表达组织相容性复合物的基因,躲避受者免疫系统的监视,从而达到防止免疫排异反应的发生。
但这种方法需要破坏和改变细胞中许多基因,而且这种细胞发育成的组织和器官是否有生理缺陷?如免疫能力状况还不得而知。
另一种克服移植免疫排异的途径就是结合克隆技术创建患者特异性的胚胎干细胞。
为避免患者自身对外源细胞的免疫排异反应,ES细胞的获得还有另一种方法,即从患者自身成熟细胞中取出细胞核,移植入去核的卵细胞中(即体细胞核转移技术SCˉNT),经过一系列的培养在体外分化成患者所需要的细胞或组织类型。
这种包含与患者完全相同的遗传物质的杂合卵细胞在体外培养发育成囊胚,若将囊胚植入假孕妇女的子宫中,将会克隆出与提供体细胞的人基因相同的个体,即所谓的“克隆人”。
但是如果从获得的囊胚中分离并扩增所谓的“人胚胎干细胞(ES)”,并体外诱导它们分化成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等,将这些细胞移植至发病部位,则能够修复患者的组织或器官,从而使患者得到康复。
用这种胚胎干细胞培养获得的细胞、组织或器官,其基因和细胞膜表面的主要组织相容性复合体与提供体细胞的患者完全一致,不会导致任何免疫排异反应。
如果能成为现实,这将是人类医学史上一项划时代的成就,它将使器官培养专业化,全面解决供体器官来源不足的问题;并达到器官供应专一化,提供给患者相应性器官。
人体中的任何器官和组织一旦出现异常,则医生可给予更换和修复。
利用核转移克隆技术以获取ES细胞,人卵子来源不足是目前的主要难题。
至今为止,非人类哺乳动物的克隆效率非常低,大约100个以上的卵细胞才能得到1个有活力的克隆[8,9]。
要解决这个问题,一是尽快找出卵细胞中使体细胞去分化的因子;二是寻找其他来源的卵细胞如尸体或废弃的胎儿,但这需要发展卵细胞在体外成熟的技术。
曾经有人提出将人细胞核转入去核的牛卵子以获取胚胎干细胞,这项技术基于一种假设,即牛细胞质中的蛋白很快被人类的蛋白所取代,从而不会形成杂种细胞。
4 面对的挑战要使上述设想变为现实,还需要对人胚胎干细胞做深入研究,还需要解决许多技术上的因素,这些问题包括:(1)人胚胎干细胞极易分化成其他细胞。