干细胞研究方法及进展2010

皮干细胞的标志分子，nestin为神经干
细胞的标志分子。利用标志分子确定干
细胞位置、寻找和分离干细胞有重要意
义。干细胞都具有较高的端粒酶活性， 这与其增殖能力密切相关。
(二) 干细胞的生物学特征
1．干细胞的自我更新特征
干细胞在体内终生都具有自我更新能力，这与祖 细胞（具有优先更新能力）不同。其自我更新能 力是通过不对称分裂(asymmetry division)和 对称分裂(symmetry division)这两种形式实现 的。
对称分裂
如果产生的两个子代细胞都是干
细胞或都是分化细胞，称为对称分裂。
不对称分裂
如果产生一个子代干细胞和一
个子代分化细胞则称为不对称分裂。
2．细胞的增殖特征
1）干细胞增殖的缓慢性 一般情况下,干细
胞处于休眠或缓慢增殖状态,当其接受刺激,分 化时，首先要经过一个短暂的增殖期，产生过 渡放大细胞(transit amplifying cell) 或称 为“短暂扩充细胞”, 经若干次分裂后产生分 化细胞。过渡放大细胞的作用是可以通过较少 干细胞产生较多的分化细胞,同时保护干细胞。
1．形态特征：干细胞通常呈圆形或椭圆形，体积 较小，核质比较大，胞内细胞器稀少，细胞内RNA 含量低 。根据其形态学特征和存在位置、分子标 记可以辨认不同的干细胞，目前有的干细胞位置 已经确定。例如神经干细胞主要分布于室下带、 海马、纹状体、嗅球等区域。
2．生化特征：不同的干细胞具有不同的
生化标志，如角蛋白15是确定毛囊中表
韩国
2005年5月19日，干细胞研究和克隆 技术的领军人物、韩国汉城大学教授黄 禹锡的实验室宣布成功克隆出世界上首 批与病人基因相符的胚胎干细胞系，这 一成果被视为人类胚胎干细胞研究的重 大突破。
韩国科学家黄禹锡在干细胞研究领域取得突破性进展
黄禹锡说，我们的下一目标是研究如 何让干细胞发展为器官的一部分。这并 不是短时间内就能够达成的，因此，现 在要做的就是踏踏实实地分阶段进行研 究。我们将同韩国、美国、欧洲、中国 和日本等其它研究小组紧密合作，为使 克隆技术早日实现实用化而努力。
2004年，英国成立了世界第一家政府性干细胞 银行，该银行包括两个“存储”人类胚胎细胞 的分支机构。它们分别是英国的国王学院和纽 卡斯尔的生命研究中心；布莱尔政府对干细胞 研究也表示强烈支持，希望借此保障英国生物 技术在欧洲的领先地位。此外，英国成功创建 了英格兰东部地区干细胞网络，以加强该地区 干细胞研究相关的学术、临床与商业机构的协 作，促进干细胞研究的创新及其应用，并使该 地区成为未来干细胞产业发展的领导区域。
在干细胞的微环境中，对干细胞影响最大 的主要包括以下三个方面： （一）分泌因子 （二）细胞间相互作用 （三）胞外基质
三、干细胞的命运
一般生理情况下处于静止的G0期
分裂的干细胞有5种发育途径：
自我更新、
分化、
程序性死亡、 迁移和进入休眠期， 少数干细胞可以转分化。
四、世界各国对于干细胞研究的 政策
ES cells
EG cells Carcinoma cells
成体干细胞根据来源分为： 骨髓干细胞
神经干细胞
上皮干细胞
肝干细胞
胰腺干细胞
皮肤干细胞
脂肪干细胞
成体干细胞具有可塑性
（plasticity）或横向分化的特性。
这是指某种组织的成体干细胞可分
化为另一种组织的特异细胞的能力。
例如骨髓基质干细胞可分化为心肌
加拿大：
加拿大卫生研究院于2001年3月4 日公布对人类ES细胞研究实行“有 限资助”的指导原则，包括对利用 医疗机构“剩余”的人类胚胎进行 干细胞的研究将提供资助，但是禁 止政府资助在实验室里进行纯粹用 于研究人类胚胎或者人类胚胎克隆 的研究。
日本：
日本在2000年度启动的“千年世 纪工程”中，把干细胞工程作为四 大重点之一，并把干细胞技术的出 现视为生命科学和生物技术领域超 过欧美的决好机遇。
长期以来，美国一些宗教界和保守派人 士以有关实验可能破坏人类胚胎为由极 力阻碍干细胞研究。2001年，布什下令 禁止联邦基金资助针对从人类胚胎中取 得新的干细胞株的有关研究，只允许对 其他21种干细胞株进行研究。他还多次 对国会支持干细胞研究的相关立法行使 否决权。
奥巴马3月9日在白宫签署命令，解除对于用政 府经费资助人类胚胎干细胞研究的限制。 奥巴马说，作为一个有信仰的人，我相信人类 应该尽其所能解除病人的痛苦。 奥巴马此举将使国家卫生总署得以考虑向 科学家提供用于研究数百种干细胞株的经费。 有关人士表示，此举将有助于加快美国干细胞 的研究步伐，从而早日为饱受糖尿病、帕金森 综合征等疑难病困扰的患者带来福音。
2）干细胞增殖的自稳定性 自我维持 (self-maintenance)或自稳定 性是指干细胞可以在生物个体生命区间自我 更新并维持其自身数目相对恒定性，这也是 干细胞的基本特征之一。
维持自我稳定性是通过多种形式来实现。 首先，当干细胞分裂时，无脊椎动物的干 细胞常以不对称分裂来维持自身数目的恒定。 哺乳动物的干细胞常常以对称分裂和不对称 分列这两种形式进行，但对于群体而言仍然 是不对称分裂。通过这两种分裂方式协调，
二、干细胞生存的微环境
干细胞在机体组织中的居所称为干细胞巢
(stem cell niche)。在干细胞巢中所有控制
干细胞增殖与分化的外部信号构成了干细胞生
存的微环境。干细胞是处于静息、休眠状态，
还是处于分化状态，如处于分化状态，又分化 为何种类型的细胞，这主要由干细胞本身状态 和所处的微环境所决定。
干细胞研究方法及进展
基础医学院生物技术教研室 王春芳
第一部分
干细胞的概念
人体并不是由一种细胞构成，而是由２００ 多种细胞构成的，例如神经细胞、皮肤细胞 等等。不同的细胞担负着不同的功能，但是 所有这些细胞，都是由一个细胞— 受精卵发 育而来的。“全能性”的受精卵在发育过程 中，不仅不断地分裂使细胞的数目增加，而 且还不断地分化使细胞的种类增加。所谓 “干细胞”，就是指那些未分化、因而有可 能分化成不同类型细胞的细胞。
哺乳类胚胎卵裂
From egg to blastocyte (human)
全能干细胞是指能发育成为一个 完整个体的原始细胞。 受精卵、人体8细胞以前的胚胎每 一个卵裂球都能发育成为一个完整 个体，是全能干细胞。
多能干细胞是指那些分化潜能很“宽”，可
分化为多种类型细胞的原始细胞.
如胚胎干细胞（embryonic stem cell，
2008年10月，英国议会下院以355票对129票 的压倒性多数票通过《人工授精与胚胎学法 案》，允许以医学研究为目的的人兽胚胎研究。 这是首次表决通过完整的法案草案，意味英国 20年来备受争议的人兽胚胎研究有望首次获得 明确法律支持。这一法案的通过有利于英国奠 定干细胞研究和无性繁殖领域的优势地位。此 前的4月，纽卡斯尔大学科学家4月初宣布，用 人体皮肤细胞的细胞核和剔除了遗传信息的牛 卵细胞，成功培育出英国首个人与动物的混合 胚胎。这一胚胎存活3天，被用于医学研究。
All of the body tissues are from the inner cell mass (内细胞团)
ES细胞的建系ຫໍສະໝຸດ 成体干细胞指存在于各组织器官的 未分化细胞。在体内，它们具有终 生自我更新（self-renewal）能力 和分化潜能。
根据胚胎干细胞来源不同，分为： ES细胞（embryonic stem cells）,来自 囊胚期的内细胞团。 EC细胞(embryonic carcinoma cells)， 由畸胎癌（teratocarcinorma)中分离、 筛选出的具有增殖，自我更新能力的细 胞。 EG细胞（embryonic germ cells)，由原 始生殖细胞（primordial germ cells) 中分离获得。
2005年3月，英国时任首相布莱尔宣布在3年内 向包括干细胞研究在内的生物技术领域投资10 亿英镑（约合19.2亿美元），以维持英国在国 际生物技术界的优势地位。同月，英国时任财 政大臣戈登· 布朗宣布，政府将在其10年发展计 划中建立一个全国性的干细胞研究网络，以巩 固英国在该领域的领先地位；培育出克隆羊 “多利”的英国科学家伊恩· 威尔莫特也将研究 重点转移到了干细胞研究领域。
美国
美国总统布什于2001年8月4日宣布政府批准用政府
经费进行人体胚胎干细胞的研究，但是只能用于资助 已有的人类胚胎干细胞系的研究，不资助开发和利用 新的人类胚胎干细胞系。据说现在已有６０多个人类 胚胎干细胞系，可以无限传代，足够科学家们研究了。
在干细胞研究方面，美国一直处于世界 领先地位。从最初的骨髓移植算起，干 细胞研究在美国已有30多年的历史。尤 其是上世纪90年代末期，美国科学家成 功实现人类胚胎干细胞在体外的生长和 增殖，从而掀起了全世界干细胞工程研 究的热潮。
按照生存阶段分类：
胚胎干细胞 成体干细胞（adult stem cell ； somatic stem cells），也称为组 织干细胞（tissue stem cells）。
胚胎干细胞，是存在于早期胚胎组织 中，具有高度增殖能力和多向分化潜能， 能分化为三个胚层所有细胞类型的原始 细胞。
Blastocyste(胚泡) Inner cell mass(内细胞团)
英国：
2001年1月，英国在经过了包括科学界、宗教 界、企业界、政界等人士，以及普通老百姓参与 的、长达3年的争论后，第一个将克隆研究合法 化，允许科学家培养克隆胚胎以进行干细胞研究， 并将这一研究定性为“治疗性克隆”。科学家可 破坏被生育诊所废弃的胚胎用于干细胞和其他研 究，也可通过试管内受精培养研究用胚胎。 2002年，伦敦大学国王学院干细胞生物学实验 室主任斯蒂芬明格的研究小组获得英国人工授精 与胚胎学管理局颁发的两份研究人类胚胎干细胞 衍生许可证之一。之后，成功建立了英国第一个 人体胚胎干细胞系。