胚胎干细胞
胚胎干细胞的形态特点
胚胎干细胞的形态特点胚胎干细胞是一种非常特殊的细胞类型，它们具有极高的分化潜能，可以分化成多种不同类型的细胞，包括肌肉细胞、神经细胞、心脏细胞等。
这种细胞在医学研究和治疗上有着广泛的应用前景，但同时也引发了一些道德和伦理的争议。
本文将介绍胚胎干细胞的形态特点，以期让读者更好地了解这种细胞的基本属性。
首先，胚胎干细胞是一种未分化的细胞。
在早期的胚胎发育过程中，细胞会不断分裂和分化，形成各种不同类型的细胞，如皮肤细胞、肌肉细胞、神经细胞等。
而胚胎干细胞则是在这个过程中还没有开始分化的细胞，它们还没有成为任何特定类型的细胞。
这种未分化状态使得胚胎干细胞具有了极高的分化潜能，可以分化成多种不同类型的细胞。
其次，胚胎干细胞具有自我更新能力。
这意味着它们可以不断地进行自我复制，产生更多的胚胎干细胞，同时也可以分化成其他类型的细胞。
这种自我更新能力是胚胎干细胞在医学研究和治疗上具有重要意义的原因之一，因为它可以为研究人类发育和疾病提供无穷无尽的材料。
另外，胚胎干细胞具有高度的可塑性。
这意味着它们可以通过不同的刺激和信号转导通路，分化成多种不同类型的细胞。
例如，当胚胎干细胞被培养在一定的条件下，它们可以分化成肌肉细胞、神经细胞、心脏细胞等。
这种可塑性使得胚胎干细胞在组织工程和再生医学等领域具有潜在的应用价值。
最后，需要注意的是，胚胎干细胞只存在于早期胚胎发育阶段。
一般来说，它们只存在于第一周到第五周的胚胎中。
这也是胚胎干细胞研究面临的道德和伦理问题的原因之一。
由于胚胎干细胞的获取需要摧毁早期胚胎，这引发了一些人对于胚胎保护和人类尊严的争议。
因此，研究人员们一直在寻找替代的方法，如诱导多能干细胞（iPSCs）等，以避免涉及胚胎的争议。
综上所述，胚胎干细胞是一种非常特殊的细胞类型，具有极高的分化潜能、自我更新能力和可塑性。
它们在医学研究和治疗上有着广泛的应用前景，但同时也引发了一些道德和伦理的争议。
未来，随着技术的不断发展，我们相信这种细胞将会有更多的应用和发现。
人类胚胎干细胞的应用前景
人类胚胎干细胞的应用前景人类胚胎干细胞是指来源于早期受精卵或早期胚胎的未分化细胞，具有高度的可塑性和多向分化潜力，可分化成各种类型的细胞，包括神经细胞、心肌细胞、肌肉细胞、血管细胞等。
随着科技的进步和人类对干细胞的研究逐渐深入，人类胚胎干细胞的应用前景也越来越广阔。
医学领域在医学领域，人类胚胎干细胞具有重要的应用前景。
一方面，它们可以用于治疗一些难以治愈的疾病，例如心脏病、帕金森病、糖尿病、癌症、多发性硬化症、脑损伤等。
目前，许多科研团队正在开展临床试验，探索干细胞移植治疗各种疾病的疗效和安全性，以期最终实现临床应用。
另一方面，胚胎干细胞还可用于再生医学研究。
再生医学是指通过干细胞等手段，重建、修复或替代受损器官或组织，以达到修复人体疾病的目的。
例如，在心脏病治疗中，可以通过胚胎干细胞的分化成心脏细胞，再移植到患者体内，促进心肌再生，促进心脏病治疗。
食品和农业领域人类胚胎干细胞还可以应用于食品和农业领域，例如生产更高效、更营养、更健康的蛋白质、维生素和其他化合物，开发新型的生物农药、化肥等。
这些变革性的发展将在未来带来更为健康、绿色的农业管理和食品生产。
环境领域人类胚胎干细胞的应用前景还在环境领域。
一些研究者尝试通过干细胞技术制造“生物电池”，将有机物转化成电能。
这种技术对于处理污染和废物相关的问题，有着巨大的潜力。
未来展望尽管人类胚胎干细胞具有广泛的应用前景，但研究和实现这些应用还面临着一些挑战。
胚胎干细胞研究可能会引发道德、法律、伦理等方面的争议和困扰。
同时，其研究和应用也面临着技术、成本等方面的挑战。
但这并不意味着我们应该放弃研究人类胚胎干细胞。
科学技术的进步可以为我们所需要的改变带来机会，胚胎干细胞的科研实践仍然是有价值和必要的。
将来，随着我们对这种细胞和其应用的理解与深入，我们很可能会有机会充分利用它们的潜力，产生更大的人类益处，并为我们的未来带来不可思议的好处。
胚胎干细胞
饲养层细胞培养法
需要依赖于能分泌必需生长 因子的饲养层细胞。
体外培养ES和EG 细胞两大方法 无饲养层细胞培养法
以添加LIF生长因子或某些特定细胞的条件培养液至含 FCS的正常 培养液，来替代饲养细胞。
（一）饲养层细胞培养法
取自各种品系小鼠的12dpc的胚胎，经剪碎和 MEF细胞 胰蛋白酶消化，常规分离细胞培养为单层散 布的成纤维细胞。经丝裂霉素C处理终止细胞
育速度和方式 存在较大差异。
猪取8－10天的胚泡， 绵羊取8－9天的胚泡，
人和牛取7－8天的胚泡。
体外授精胚胎或重构胚胎在体外培养至所需发育阶段时，也是 ES细胞培养的有效材料来源。
（二）无饲养层细胞培养法
直接在ES细胞基础培养液中加入重组LIF；
小鼠 ES 细胞 培养 液
Buffalo大鼠肝细胞条件培养液（BRL－CM）； 2－3周幼年大鼠心肌细胞条件培养液（RH－CM）。
无饲养层的ES细胞培养系统
2－3份细胞条件培养液
1－2份新鲜的ES细胞培养液
10%－20%胎牛血清
组织发生
组织干细胞
全能干细胞 Totipotent stem cells
具有无限分化潜能的细胞。可以分化成人体的各 种细胞，这些细胞构成人体的各种组织器官。
八细胞阶段
多能干细胞 Multipotent stem cells
具有可分化出一种器官的多种组织潜能的干细胞， 即能够形成两种或两种以上类型细胞的干细胞。具有 自我增殖和分化两种功能。
o干细胞增殖具有自稳性，指干细胞会自我更新维持自身
数目的恒定，这是干细胞区别于肿瘤细胞的本质特征。
发育早期―囊胚（受精后5－7天）中未分化的细胞。
囊胚含有约140个细胞，中心囊胚腔，腔内一侧为内细胞群
什么是胚胎干细胞
什么是胚胎干细胞胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚（受精后约5—7天）中未分化的细胞。
囊胚含有约140个细胞，外表是一层扁平细胞，称滋养层，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。
中心的腔称囊胚腔，腔内一侧的细胞群，称内细胞群，这些未分化的细胞可进一步分裂、分化，发育成个体。
内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。
每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。
如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系统等，中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织，内胚层将分化为肝、肺和肠等。
由于内细胞群可以发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。
当内细胞群在培养皿中培养时，我们称之为胚胎干细胞。
研究证实：分离的小鼠胚胎干细胞在体外可以分化成各种细胞，包括神经细胞，造血干细胞（血细胞的前体）和心肌细胞。
令人惊奇的是，这些细胞还具有自发发育成某些原始结构的趋势。
如在一定的培养条件下，一部分胚胎干细胞会分化为胚状体（与小的跳动的心脏具有奇异的相似之处），而另一些细胞会发育成包含造血干细胞的卵黄囊。
形成胚状体和卵黄囊的比例可通过改变培养基而改变，但至今还没有诱导胚胎干细胞发育为一纯的分化细胞群的报道。
从理论上讲，小鼠胚胎干细胞具有发育成某一器官的能力，但还没有用干细胞体外培养成器官的报道。
不过，如果将小鼠胚胎干细胞移植到重度复合免疫缺损小鼠（SCID，它不会排斥移植的细胞）体内时，胚胎干细胞则能够发育成肌肉、软骨、骨骼、牙齿和毛发。
但无论如何，如果直接将分离的小鼠胚胎干细胞植入子宫内，它们不会发育成个体小鼠，因为没有着床必需的滋养层细胞。
这种条件下，胚胎干细胞被认为是多能的（pluripotent），而不是全能的（totipotent）。
尽管如此，如果将胚胎干细胞植入不能发育成个体的四倍体胚胎中，再将该胚胎植入小鼠子宫中，那么可以获得完全是由培养的胚胎干细胞产生的正常个体小鼠。
这表明了胚胎干细胞具有难以置信的全能性。
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(自己做的ppt)
养，以模拟体内环境。
培养器皿
02
选择适合胚胎干细胞贴壁生长的培养器皿，如培养瓶、培养板
等，并进行预处理以提高细胞贴壁率。
优化策略
03
根据细胞生长情况，调整培养基成分、培养密度、换液时间等，
以优化培养条件，提高细胞质量和数量。
细胞传代与冻存方法
传代时机
当胚胎干细胞生长至一定密度时，需要进行传代以避免细胞过度生长和分化。
02 胚胎干细胞的研究历程
早期研究阶段
起源与发现
胚胎干细胞的研究起源于20世纪 80年代，最初是从早期胚胎中提
取并培养出来的。
初步应用
早期胚胎干细胞研究主要集中在细 胞分化、胚胎发育等基础研究领域， 同时也探索了其在再生医学中的潜 在应用。
伦理争议
由于胚胎干细胞研究涉及人类胚胎 的使用和破坏，因此在其早期阶段 就引发了广泛的伦理争议。
再生医学
胚胎干细胞在再生医学领域具有广阔的应用 前景，可以用于构建人工组织或器官，替代 受损的组织或器官，实现人体损伤的修复和 再生。
药物筛选
利用胚胎干细胞分化得到的特定细胞 类型，可以进行药物筛选和毒性测试， 提高药物研发效率和安全性。
科学研究
胚胎干细胞是研究胚胎发育和细胞分 化的重要模型，有助于揭示生命起源 和细胞分化的奥秘。
特点
具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官， 包括生殖细胞；具有在体外培养无限增殖、自我更新和多向 分化的特性；无论在体外还是体内环境，ESCs都能被诱导分 化为机体几乎所有的细胞类型。
胚胎干细胞的来源
早期胚胎
核移植技术
通过体外受精或其他辅助生殖技术得 到的早期胚胎是获取胚胎干细胞的主 要来源。
法律法规限制
胚胎干细胞的鉴定方法
胚胎干细胞的鉴定方法
胚胎干细胞的鉴定方法通常包括以下几个方面：
1. 形态学特征：通过显微镜观察胚胎干细胞的形态，通常呈现出扁平、多边形、核大、核质比高的特点。
2. 表面标志物检测：使用流式细胞术或免疫荧光技术检测胚胎干细胞表面标志物的表达，如SSEA-1、SSEA-3、TRA-1-60 和TRA-1-81 等。
3. 多能性相关基因表达：通过RT-PCR、定量PCR 或基因芯片等技术检测胚胎干细胞中多能性相关基因的表达水平，如OCT4、SOX2、NANOG 和LIN28 等。
4. 分化能力检测：将胚胎干细胞诱导分化为特定的细胞类型，如神经元、心肌细胞等，并检测其分化能力和效率。
5. 核型分析：通过染色体核型分析技术，检测胚胎干细胞的染色体数目和结构是否正常。
6. 基因突变和遗传稳定性检测：使用基因测序或Southern 杂交等技术，检测胚胎干细胞是否存在基因突变和遗传稳定性问题。
胚胎干细胞应用
胚胎干细胞应用
如下是有关胚胎干细胞的应用：
1.生产克隆动物
胚胎干细胞从理论上讲可以无限传代和增殖而不失去其正常的二倍体基因型和表现型，以其作为核供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体，胚胎干细胞与胚胎进行嵌合克隆动物，可解决哺乳动物远缘杂交的困难问题，生产珍贵的动物新种。
亦可使用该项技术进行异种动物克隆，对于保护珍稀野生动物有着重要意义。
2.转基因动物
用胚胎干细胞生产转基因动物，可打破物种的界限，突破亲缘关系的限制，加快动物群体遗传变异程度，可以进行定向变异和育种。
利用同源重组技术对胚胎干细胞进行遗传操作，通过细胞核移植生产遗传修饰性动物，有可能创造新的物种;利用胚胎干细胞技术，可在细胞水平上对胚胎进行早期选择，这样可以提高选样的准确性，缩短育种时间。
3.器官组织移植
作为一种被称之为"种子细胞"的胚胎干细胞，为临床的组织器官移植提供大量材料。
人胚胎干细胞经过免疫排斥基因剔除后，再定向诱导终末器官以避免不同个体间的移植排斥。
这样就可能解决一直困扰着免疫学界及医学界的同种异型个体间的移植排斥难题。
4.用于细胞治疗
细胞治疗是指用遗传工程改造过的人体细胞直接移植或输入病人体内，达到治愈和控制疾病的目的。
胚胎干细胞经遗传操作后仍能稳定地在体外增殖传代。
以胚胎干细胞为载体，经体外定向改造，使基因的整合数目、位点、表达程度和插入基因的稳定性及筛选工作等都在细胞水平上进行，容易获得稳定、满意的转基因胚胎干细胞系，为克服目前基因治疗中导入基因的整合和表达难以控制，以及用作基因操作的细胞在体外不易稳定地被转染和增殖传代开辟了新的途径。
胚胎干细胞高三知识点
胚胎干细胞高三知识点胚胎干细胞是指存在于早期胚胎的未定向分化的细胞群体，具有自我更新和多向分化潜能的特点。
在高三生物课程中，了解胚胎干细胞的基本知识是必不可少的。
本文将从胚胎干细胞的来源、特点以及应用等方面进行探讨。
一、胚胎干细胞的来源胚胎干细胞可以从早期胚胎中获得，主要包括以下两种来源：1. 流产胚胎：流产胚胎的内细胞团包含有胚胎干细胞，这些胚胎干细胞可以被提取出来进行研究和应用。
2. 体外受精（试管婴儿）的剩余胚胎：在进行体外受精过程中，通常会产生多个受精卵，而并非所有的受精卵都会被植入母体。
剩余的受精卵可以被提取出来，其内细胞团中包含胚胎干细胞。
二、胚胎干细胞的特点胚胎干细胞具有以下几个显著特点：1. 自我更新能力：胚胎干细胞可以通过自我分裂不断产生新的胚胎干细胞，从而实现长期的保存和利用。
2. 多向分化潜能：胚胎干细胞具有分化成为各种细胞类型的潜能，包括神经细胞、心肌细胞、肌肉细胞等。
这使得胚胎干细胞在组织工程和再生医学方面具有广泛的应用前景。
3. 高倍增能力：胚胎干细胞可以在体外进行体外扩增，快速增殖为大量细胞，为后续的实验和应用提供了丰富的细胞资源。
三、胚胎干细胞的应用胚胎干细胞的应用在医学领域具有重要意义，主要包括以下几个方面：1. 组织工程：胚胎干细胞可以分化为各种组织和器官细胞，如心肌细胞、肝细胞等。
通过将这些细胞种植到患者体内，可以治疗一些器官损伤和疾病。
2. 病理研究：胚胎干细胞可以用于研究一些疾病的发生和发展机制，从而为病理研究提供新的途径和平台。
3. 药物筛选：利用胚胎干细胞可以进行药物的毒性测试和效果评估，从而提高药物研发过程的效率和准确性。
4. 干细胞治疗：胚胎干细胞可以用于治疗一些无法治愈的疾病，例如某些神经退行性疾病和免疫性疾病等。
5. 生物学研究：胚胎干细胞作为一种特殊的细胞类型，对于生物学研究的进展有着不可或缺的作用，可以更好地理解细胞分化和发育的过程。
综上所述，胚胎干细胞作为高三生物重要的知识点，具有独特的来源、特点和应用价值。
胚胎干细胞以及组织干细胞
在医学领域的应用差异
胚胎干细胞
胚胎干细胞在医学领域的应用潜力巨大，但同时也面临着伦理和法律上的限制。胚胎干细胞可以用于研究人类发 育和疾病机制，以及用于药物筛选和开发。此外，胚胎干细胞还可以用于细胞替代治疗和组织工程。
组织干细胞
组织干细胞在医学领域的应用相对较为局限，但它们在再生医学和组织工程领域具有重要价值。组织干细胞可以 用于治疗某些特定疾病或损伤，例如糖尿病足溃疡、心肌梗死等。此外，组织干细胞还可以用于组织工程和再生 医学研究，以促进组织和器官的再生和修复。
胚胎干细胞的应用前景
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再生医学
胚胎干细胞可以分化成各种组 织细胞，为再生医学提供无限 来源的细胞来源，可用于治疗 各种疾病和损伤。
药物筛选
胚胎干细胞可以用于建立疾病 模型和药物筛选平台，帮助科 学家们筛选出具有疗效的药物 。
基因治疗
胚胎干细胞可以进行基因编辑 和改造，为基因治疗提供有效 的工具和手段。
组织干细胞的分类
根据来源分类
根据组织干细胞来源的不同，可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。胚胎 干细胞来源于早期胚胎的内细胞团，而成体干细胞则来源于出生后的各种组织。
根据分化能力分类
根据组织干细胞的分化能力，可以分为多能干细胞和单能干细胞。多能干细胞 具有分化成多种细胞类型的能力，而单能干细胞则只能分化成一种或几种特定 的细胞类型。
组织干细胞
组织干细胞是存在于成体组织中的干细胞，它们具有自我更新和多向分化能力。 组织干细胞在特定组织中维持更新和修复，以维持组织的稳态。
自我更新能力
胚胎干细胞
胚胎干细胞具有强大的自我更新能力 ，能够在体外培养条件下不断增殖和 扩增。
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胚胎干细胞的研究现状及应用前景专业：生物技术班级：093班姓名:贺霞霞学号：2009132117摘要：胚胎干细胞是一种早期胚胎内细胞或原始生殖细胞经体外分化抑制培养，分离和克隆得到的具有发育全能性的高度未分化细胞。
本文综述了胚胎干细胞的全能性或多能性、生物学特性及国内外研究现状和胚胎干细胞的应用，并对其应用前景进行了展望。
从胚胎干细胞生物学特性，从胚胎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,比较全面的反映了胚胎干细胞研究的现状和应用前景。
关键词：胚胎干细胞;生物学特性;现状;应用前景1 胚胎干细胞概述1.1 胚胎干细胞的概念胚胎干细胞(embryonic stem cells，简称ESC),它是由着床前（受孕3～5d）的囊胚内细胞团(ICM)经体外分化抑制培养所得一种高度未分化细胞,具有全能性、无限增殖和多向分化的潜能。
这种细胞在形态上有较高的核浆比，核仁明显；表达高水平的端粒酶，端粒酶是一种可使细胞无限分裂的RNA 依赖性DNA聚合酶，为永生化细胞所特有，分化细胞内无此酶活性。
1.2 胚胎干细胞的生物学特性①全能性。
在体外培养的条件下, 胚胎干细胞可以诱导分化为机体的任何组织细胞。
全能性的标志是细胞表面有胚胎抗原和Oct4蛋白[1]。
②无限增殖性。
胚胎干细胞在体外适宜条件下, 能在未分化状态下无限增殖。
③胚胎干细胞具有种系传递的功能。
④胚胎干细胞易于进行基因改造操作。
⑤细胚胎干胞保留了正常二倍体的性质且核型正常。
2 胚胎干细胞的研究现状2.1 国内研究现状在干细胞研究方面, 我国的反应较快。
综合性干细胞研究在我国虽然刚刚起步, 但已取得了和世界基本同步的发展。
在20 世纪90 年代初, 中山医科大学、北京大学及中科院等单位已经开始涉足这方面的研究, 并建立了小鼠胚胎干细胞系[2]。
而在人胚胎干细胞研究方面, 几乎同时与美国开展建系工作,1998 年1 月中山医科大学首次在国际上报道了“人胚胎干细胞体外分离培养的成功[3]”,比美国Thom son 和Gearhart 的报道早了10个月。
但由于受到技术、资金和研究材料等多方面的限制, 该胚胎干细胞只在体外传了6代, 未建系成功。
直到2002年7月, 中山大学第二附属医院干细胞中心终于在国内建立了第一个中国人胚胎干细胞系[4], 使我国胚胎干细胞的研究步入了国际先进行列。
该人胚胎干细胞系体外持续传代已超过30代,并完成了所有鉴定工作, 得到国内外学术界的一致认可, 目前正在美国NIH申请注册和相关专利。
除人胚胎干细胞研究外, 中国在小鼠胚胎干细胞及各种成体干细胞的研究也取得了大量的成果。
国内中山医科大学在小鼠胚胎干细胞诱导为造血干细胞、表皮干细胞以及利用胚胎干细胞构建人工皮肤和角膜等方面取得了瞩目的成绩[5,6]。
目前, 上海、长沙、西安和广州等科研院所在体细胞克隆获得胚胎干细胞技术上居于世界先进水平, 而北京大学和上海第二医科大学等单位在成体干细胞的研究和人体器官构建方面同样达到国际水准。
北京大学干细胞研究中心目前正在建立非病毒转化的角膜干细胞体外培养体系, 并已着手建立人胚胎干细胞系以及包含人体各种组织的成体干细胞库, 在以干细胞技术治疗肝病、糖尿病等方面已取得初步进展。
他们还把同样前沿的物理学“光钳”技术和纳米技术等应用到干细胞研究中[7]。
上海转基因研究中心把病人的体细胞移入去核的卵细胞并经过一系列的处理发育至囊胚的技术获得成功。
该技术最终将成功在体外诱导分化生产出特定的组织和器官, 再将这些组织和器官移植到病人身上, 从根本上解决同种异体器官移植过程中最难克服的免疫排斥反应, 为器官移植患者带来福音。
该中心创造的3 种技术路线方法——“体细胞克隆哺乳动物的制备方法”“获得治疗性克隆植入前的制备方法”及“用于治疗性克隆的人体细胞组织器官保存方法”已申报国家专利, 这表明我国在当前组织器官制造这一全球竞争最激烈的高科技领域占有一席之地[8]。
此外, 华东理工大学完成造血干细胞体外扩增技术与临床应用研究, 掌握了脐血干细胞的分离、纯化、冷冻保存及复苏等一整套技术[9]。
浙江大学药学院楼宜嘉教授首次成功地将胚胎干细胞体外定向分化为心肌细胞, 并利用胚胎干细胞构建成功新药筛选模型[10]。
2001年2月, 国家“973”组织工程首席科学家、上海第二医科大学整形外科学教授曹谊林教授用干细胞在兔耳上培育出人耳[7]。
2001年8月由西北农林科技大学著名胚胎工程专家窦忠英教授率领的科研攻关小组第六次从人类胚胎干细胞中分化诱导得到心脏跳动样细胞团。
这是我国科学家在国内取得的惟一由人类胚胎干细胞分化得到的心脏跳动样细胞团, 标志着我国在人类胚胎干细胞研究领域已跻身世界先进行列[11]。
因此,中国有望在干细胞研究的某个领域率先实现临床应用的突破。
2.2 国外研究现状近年以来, 国际上干细胞基础研究领域的新成果层出不穷, 其中在若干方面还取得了重大突破, 吸引了科技界、产业界和政府机构关注, 并将成为今后相当一段时期的研究、开发和产业化热点。
由于具有广阔的医疗前景和巨大的商机, 进入新世纪后, 有关干细胞研究的国际竞争开始进入白热化,各国政府以及各种民间组织都投入巨额资金资助该领域的研究,西方国家几乎所有大学都设立了干细胞研究室。
在欧洲和亚洲的日本、新加坡等均在干细胞的研究和应用上取得惊人的成绩。
美国在该领域的进展较快, 目前在美国已建立了16株人胚胎干细胞系[12],在胚胎干细胞的诱导分化、基因调控以及相关组织工程上均取得了一大批研究成果和专利。
美国:在干细胞研究方面,美国是世界上最先进的国家之一。
从最初的骨髓移植算起,干细胞研究在美已进行了30多年。
1998年,美国科学家成功地用人类胚胎干细胞在体外生长和增殖, 带动了全世界的干细胞工程研究热潮。
目前,大批美国公立、私立机构都在研究干细胞的各种获取渠道以及它们的分化功能, 并已发现可以从骨髓、胚胎、脂肪、胎盘和脐带等渠道获得干细胞。
美国总统布什2001年8月9日宣布支持联邦政府有限度地资助胚胎干细胞研究, 这一决定代表了美国政府的态度。
目前,布什已经组建了一个由知名科学家、生物医学伦理学家和律师等组成的总统委员会,专门监督干细胞研究,制定管理细节, 思考各种生物医学技术将对伦理道德带来的影响。
美国政府所属国家卫生研究所已初步制定了胚胎干细胞研究指南。
2002年4月，美国国家卫生研究所决定拨款350万美元,资助4所机构进行人类胚胎干细胞研究。
这是美国总统布什宣布允许有限支持人类胚胎干细胞研究以来,美政府向该领域投入的首笔大额经费。
美政府还决定陆续为其他人类胚胎干细胞研究项目划拨经费。
英国：英国是干细胞研究领域占据领先地位的又一个国家。
2001年1月，英国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”。
科学家可以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。
现在,新的法律允许研究人员通过克隆制造干细胞，但研究中使用过的所有胚胎必须在14天后被销毁。
为加强干细胞研究, 英国计划于2003年建造世界首个人类干细胞库, 用以制造、修复因衰老、受伤和疾病而受到损坏的相关人体组织和器官。
2002年2月27日，英国上议院干细胞研究委员会对建干细胞库计划表示支持, 并同意为人类胚胎干细胞研究放行。
日本：在日本，干细胞研究是“千年世纪工程”中的核心内容之一。
2000年5月,日本把干细胞技术的出现视作在生命科学和生物技术领域赶超欧美国家的绝好机遇。
在2000年度启动的“千年世纪工程”中，日本把干细胞工程作为四大重点之一,并且在第一年度就投入108亿日元的巨额资金。
2001年6月，日本实施了关于限制有关人的克隆技术等的法律,禁止克隆人，但允许人类胚胎干细胞的相关研究。
为了能科学安全地进行干细胞研究,日本政府在2001年8月初通过了干细胞研究指南，规定用于研究的胚胎细胞只能从那些本该被废弃、用于生育治疗目的的胚胎中获取。
为了发展修复人体器官的再生医疗，日本文部科学省决定，从2003年开始用5年时间建立国内首个“再生医疗人体干细胞库”。
3 胚胎干细胞的应用前景3.1 胚胎干细胞的应用3.1.1 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[13]。
3.1.2 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的决定基因等,可获得特定种系的较纯化的细胞, 并且数量不受限制[14]。
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[15]。
3.1.3 用于基因治疗ESC是基因治疗的良好靶细胞。
利用基因打靶载体使外源DNA与ESC中相应部分发生重组，或靶向破坏等位基因造成基因纯合失效来治疗疾病，具有基因转移效率高、易于操作的特点。
目前已利用遗传工程技术，在体外定向改造ESC后，建立了多种人类遗传性疾病的动物模型，使人体内的基因功能研究大为推进，为人类疾病的基因治疗奠定了坚实的基础[16]。
3.1.4 用于药物筛选和新药开发ESC是新型药物筛选的理想模型，将使新药开发、药物筛选、药物研究更为直接可靠。
目前已有12个欧洲实验室建立用鼠胚胎来进行药物的敏感性、光毒性和胚胎毒性实验。
人ESC系的建立，可从细胞水平来研究人体对药物的反应，还可对化学物质的毒性和效能进行评估，对药理学、农业、化肥工业等领域的发展有重要意义。
3.2 ESC细胞研究面临的问题主要有几下几方面: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)[17-19]。
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[20]。
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[21-24]。
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[25-26]。