干细胞研究进展综述

干细胞研究进展(综述)

Advances in the research of stem cells（LR）

【摘要】：干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点，势将导致一场医学和生物学革命。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究作为一门新兴学科已成为生命科学中的热点。本文对近几年来国内外对干细胞的研究现况作一综述。

【关键词】：干细胞因子帕金森病神经干细胞糖尿病

ABSTRACT：Stem cells 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 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 discipline 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

干细胞技术最显著的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症。

干细胞研究是一门新兴的学科,干细胞生物学研究与应用几乎涉及所有的生命科学和生物

医学领域。

一、目前干细胞的主要研究热点

了解研究干细胞的定向诱导疾病的治疗有重要的意义。目前研究较为深入的有如下几点：

1 造血干细胞研究现状

利用实验鼠的iPS细胞高效制造造血干细胞技术

日本研究人员日前宣布，他们开发出了利用实验鼠的诱导多功能干细胞（iPS细胞）高效制造造血干细胞的技术。医生未来在治疗白血病时，有望利用这种技术代替骨髓移植。

造血干细胞位于骨髓中，可以分化为红细胞和白细胞。研究人员向中胚层细胞植入LhX2基因，最终生成了大量的造血干细胞。研究人员采用水母绿色荧光蛋白基因替换造血细胞因子基因，发现干细胞因子由内皮细胞和血管周细胞表达证明其是正常造血干细胞微环境的创造者。研究人员指出，此前利用iPS细胞培养造血干细胞时，难以单纯生成造血干细胞，而这次开发出的新技术使造血干细胞的生成效率达到了原有方法的四五倍。

再者，脐带血干细胞分化为少突胶质细胞的研究成为一步新跨越，目前正在开发培养少突细胞的成熟技术，用于髓鞘质缺失疾病机制研究和治疗方法的探索。

2 干细胞与肝细胞的研究

来自胎儿皮肤细胞的iPSc和ESc可生成肝细胞

由于缺少移植器官，目前，慢性肝病患者得不到足够的治疗。不过，来自于诱导多能干细胞（iPSc）的肝细胞今后将是一个不错的选择。柏林马克斯普朗克分子遗传学研究所的科学家将来自iPSc和来自胚胎干细胞(ESc)的肝细胞相比较，发现两者的基因表达上非常类似。然而，与"真正"的肝细胞比较，仅有不到一半的基因显示出不同的基因表达。因此，来自于iPSc的肝细胞的基因表达在应用于肝脏疾病治疗前，仍然需要调整。

来自于iPSc的肝细胞可作为今后再生医学方面的一个理想出发点，并可避免细胞免疫排斥的问题。

3 神经干细胞的研究现状

特殊化合物能促进神经干细胞定向分化

虽然目前对神经干细胞增殖分化调控的研究很多，但是迄今为止，有关小分子化合物调控神经元增殖和定向分化的报道非常少。

AICAR是一个AMP类似物，广泛的用作细胞水平激活AMPK的工具化合物。目前对其的研究主要集中在代谢调节方面，而其绝大多数的作用都是通过激活单磷酸腺苷激活蛋白激酶（AMPK）而发挥的。AMPK 作为细胞中的“燃料开关”在动物抵御和适应环境应激的过程中起着重要作用。

该研究首次发现小分子化合物AICAR对于生化神经干细胞C17.2及来源于不同发展时期及不同部位来源的神经干细胞（P0-NSCs及E14-NSCs）均有明显的诱导分化作用。

以上结果已在《生物化学杂志》（J. Biol. Chem.）杂志上发表，为定向诱导神经干细胞分化小分子诱导剂的发现及神经胶质细胞分化机制研究提供了线索。

4 干细胞与糖尿病治疗的研究

成年细胞可重编程为分泌胰岛素的细胞。贝塔细胞正常分泌胰岛素是治疗糖尿病的关键。如果能将大量完全分化的成年细胞以受控方式转变成能分泌胰岛素的贝塔细胞的话，糖尿病治疗的前景将会改变。但这个过程迄今为止是无法控制的。

美国科研人员最新研究发现，患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺细胞可被重新编程，成为能够产生胰岛素的内分泌细胞，与贝塔细胞相似，从一种分化状态进入另一种分化状态，中间并不需转变成干细胞。这种策略是基于早先关于胰腺发育中所涉及转录因子的研究成果：三种因子（Ngn3, Pdx1 和Mafa）的组合是该过程中的关键成分。

5干细胞与抗衰老的研究

干细胞使与衰老有关的肌无力的速度放缓

在小鼠中的一则新的研究报告指出，用干细胞来增加年轻的肌肉可减缓与年龄老化相关的肌无力的进程。文章的作者提出，如果科学家们能够发现可刺激肌肉中干细胞的小分子或分子组合（这可能会比将干细胞移植到人体内要更容易些），那么这些分子可被用于增进肌肉修复或减少肌肉丧失。

明确地说，这些移植的细胞能够控制它们所在的肌肉并与肌肉融合以形成新的肌肉纤维。尽管人们对这一过程的机制还不了解，但这些发现提示，通过模仿这些移植的干细胞的功效，科学家们也许能够防止肌肉功能和重量的丧失，而这些通常是在人类老化时出现的情况。

6、iPS新疗法帕金森病

揭示帕金森病病因及其影响因素对认识帕金森病、治疗帕金森病乃至诸多神经疾病有十分重要的意义。研究人员从帕金森病患者和健康志愿者提取皮肤细胞，先将其转化为iPS细胞，再转变为脑细胞。科学家得以在细胞水平非侵入式的研究帕金森病，可推动诸多神经疾病的研究。诸如parkin之类的基因突变是导致帕金森病患者死亡的元凶，如果对这些病患者的皮肤细胞改造为parkin突变的多巴胺神经元，观察到一旦parkin发生突变，干扰多巴胺行为，产生更多的自由基。从而破坏多巴胺神经元，是帕金森病产生的原因之一。因此，该研究可为帕金森病的治疗提供一个新的靶标和筛选平台。如果药物能够模拟parkin的保护性功能，它就有潜力治疗帕金森病。

二、干细胞库

干细胞治疗是医学治疗的研究热点，那么怎样获得干细胞无疑是相当重要的环节。临床所需的干细胞，除自体现取之外，须从干细胞库里选取。干细胞库包括实物库和资料库。实物库包括骨髓库、脐带库、精子库、卵子库、外周血干细胞库等几种；资料库只登记志愿者捐赠者HLA分型及联系方法，待需要时再捐献。目前干细胞库远远不能满足临床需要，应该大

力建设干细胞库，尤其是资料库，以免病人长期等待丧失治疗时机。

三、干细胞的发展前景

干细胞技术已经有过去的主要集中相对理论的研究逐步向实际应用。干细胞可定向诱导分化，尤其是跨系统分化，是人工培养各种细胞、组织、器官以致人体成为可能，治病将变得异常简单，身体哪里病变就换掉，只要思维存在，理论上可“永生”。在干细胞水平进行基因改造，可是人类基因达到最完美状态，是人类有各种“特异功能”，能耐受恶劣环境可移民至太空等地方。其进入临床最大障碍是干细胞跨系统分化（转化）率低，如何提高转化率是目前急待解决问题。

【参考文献】

[1]蒋祖军.外周血造血干细胞动员的研究进展.中国干细胞与再生医学，2002,1（2）：99-101.

[2] 徐建平，卓光生.造血干细胞定向诱导分化的研究.干细胞与再生医学，2003,1:55-56.

[3]张刚庆体外转染癌基因的骨髓基质干细胞分化为原发性肝癌的研究[学位论文] 博士2005

[4]Mcburney MW, Jones-V illeneure EMW, Edwards MKS, et al. Control of muscle and neuronal differentiation in a cultured embryonal carcinoma cell line[J]. Nature, 1982, 299(5879): 165-167.

[5]王正国干细胞研究的回顾与展望[期刊论文] -中华烧伤杂志2003(1)

[6]边红放干细胞的研究进展[期刊论文] -中国误诊学杂志2003(5)

[7]周林生物医学研究热点及意义[期刊论文] -世界科技研究与发展2003(3)

[8]杨志鹏.周浙闽国内外干细胞研究现状及趋势综述[期刊论文] -福建医药杂志2003(5)

[9]王正国干细胞研究进展[期刊论文] -中华创伤杂志2002(8)

[10]洪皑翔.蔡继业.陈勇.王小燕.赵涛.夏科原子力显微镜对BALB/c小鼠胚胎干细胞表面形貌的研究[期刊论文] -暨南大学学报(自然科学与医学版)2002(5)

[11]高慧明;脑内炎症介导的帕金森病：病因和发病机制研究[D];大连医科大学;2003年

[12]凌诚德;;帕金森病(Parkinson’s disease)的营养因素[A];中国营养学会第五届老年营养学术会议论文摘要汇编[C];2002年

[13]曾秋棠曹林生祝武强.诱导体外培养小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞方法的研究[J].中国病理生理杂志,:.

[14]Doetschman 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 and myocardium[J]. J Embryol Exp Morph, 1985, 87(1): 27-45.

[15]马凤梅大鼠表皮干细胞的鉴定、分离和体外培养[学位论文] 硕士2004

[16]Paquin J, Danalache BA, Jankowski M, et al. Oxytocin induces differentiation of P19 embryonic stem cells to cardiomyocytes[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2002, 99(14): 9550-9555. [17]Evans MJ, Kaufman MH. Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos[J]. Nature, 1981, 292(5819): 154-156.

[18]Nagy A, Gocza E, Diaz EA, et al. Embryonic stem cells alone are able to support fetal development in the mouse[J]. Development, 1990, 110(3): 815-821.

[19]Dangelo MG, Ausenda C, Torrente Y, et al. 5'-azacytidine enhances exogenous gene expression in skeletal muscle[J]. Basic Appl Myol, 1999, 9(1): 5-10.

[20]Constantinides GP, Jones PA, Gever W. Functional striated muscle cells from non-myoblast precursors following 5-azacytidine treatment[J]. Nature, 1977, 267(5609): 364-367.

[21]Wakitani S, Saito T, Caplan AI. Myogenic cells derived from rat bone marrow mesenchymal stem cells exposed to 5-azacytidine[J]. Muscle Nerve, 1995, 18(12): 1417-1426.