干细胞研究进展及其应用探讨
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干细胞研究进展及其应用探讨
作者：李敏 黄旭东 马强 郭亚慧
来源：《绿色科技》2012年第05期
摘要：分析了干细胞研究现状、前景、科学意义、生物医学价值和伦理问题,阐述了近年来干细胞研究进展以及干细胞的应用情况。
关键词：胚胎干细胞;成体干细胞;应用
收稿日期：
作者简介：李敏（1990—），女，内蒙古乌拉察布人，内蒙古呼大学生命科学学院学生。中图分类号：R730.2文献标识码：A文章编号：
1干细胞生物学
干细胞（stem cell）是机体内存在的一类特殊细胞,具有自我更新及多向分化潜能［1］。干细胞根据发生来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。胚胎干细胞（embryonic stem
cell,ES细胞）是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养而筛选出的细胞,具有发育全能性,理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。成体干细胞是存在于已经分化组织中的未分化细胞,能够自我更新并特化形成该类型组织的多能细胞［2］。
1.1胚胎干细胞
胚胎干细胞是从动物早期发育的原始未分化细胞团（Inner Cell Mass,ICM）或原始生殖细胞(Primordial Germ Cell,PGC)分离得到的一种未分化的永久性细胞系［3］。ES 细胞具有具有以下特性：①ES 细胞具有自我更新的能力：可以通过自我更新来维持其干性；②ES 细胞具有发育的全能性：任何一个ES 细胞都具有发育成一个完整个体的潜能。在体外,ES 细胞可诱导分化出包括三个胚层在内的所有分化细胞,若将ES 细胞注射到严重联合性免疫缺陷（SCID）小鼠或同源动物体内,可产生出三个胚层组织构成的畸胎瘤；③ES细胞具有生殖系嵌入特性,具有种系传递功能,能与另一个正常胚胎嵌合,获得包括生殖系在内的动物个体。而且在体外对ES
细胞进行遗传操作选择,通常不会改变选择后的ES 细胞本身的遗传性能。即理论上经遗传操作后的ES细胞仍能保持其扩增、发育的全能性。全能性是ES 细胞具有可塑性的基础,也是ES细胞优于成体干细胞的地方［4］。
此外,细胞还可以通过细胞重编程（cell programming）而获得。目前认为实现体细胞重编程的方法：体细胞核转移技术（somatic cell nuclear transfer,SCNT）；细胞融合技术（cell
fusion）；诱导多能干细胞技术（induced pluripotent stem cell,iPS细胞）。
1.2成体干细胞 龙源期刊网
成体干细胞（Adult Stem Cell）是指存在于成体已分化组织中的未分化细胞,这种细胞具有自我更新和多向分化的潜能,在特定的培养条件下可以形成组成该类型组织的多能干细胞的统称。成体干细胞的来源不仅包括成年的动物,还包括未成年动物组织干细胞。成体干细胞具有以下特性：①成体干细胞具有自我更新的能力：可以通过自我更新来维持其干性；②成体干细胞具有多向分化的潜能：成体干细胞不具有ES细胞的全能性,但是具有多能性,即成体干细胞在自然条件下倾向于分化成所在组织的各种细胞,用于维持机体新陈代谢。但是,在特定外界条件诱导下,一种组织的成体干细胞可以“横向分化”成其他组织的功能细胞,参与组织的损伤修复。
目前为止发现的成体干细胞主要包括造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、肝脏干细胞、肌肉卫星细胞、皮肤表皮干细胞、肠上皮干细胞、视网膜干细胞、 头发毛囊干细胞、 胰腺干细胞等。
2干细胞应用前景
干细胞的研究是从血液系统开始的。1990 年诺贝尔医学和生理学奖得主Gunnar Thomas等人在1967年将正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍,从而开始了干细胞应用于血液系统疾病的临床治疗。2007年诺贝尔医学和生理学奖得主Martin Evans 等在1981年从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞。20 世纪70 年代末,中国科学院上海细胞所开始小鼠胚胎细胞及其诱导分化的研究,并于1987 年建立了我国第一株小鼠ES 细胞系［5］,并用生长因子的基因操作成功地诱导ES 细胞分化为血管内皮细胞［6］。1998年,美国的Thomson 和Shamblott 两个研究小组又成功地使人类ES细胞在体外生长和增殖［7］,使科学家们看到了干细胞生物工程的曙光：用体外培育的组织细胞取代病人体内坏损的组织细胞。1999 年,美国科学家Goodell
发现小鼠肌肉组织干细胞可以横向分化成血细胞。随后,世界各国相继证实成体干细胞,包括人类的干细胞具有可塑性,这为干细胞的临床应用开辟了更为广阔的空间。此外,2007年美日两个研究小组几乎同时宣布成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的干细胞——“iPS细胞”,即诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)。iPS细胞的诞生为国际干细胞研究带来了新的研究思路和方向,其应用前景更加的广阔。
由于ES 细胞具有自我更新和全能性,即ES细胞能制造机体需要的全部细胞的同时还维持着其自身的干性,使得ES细胞在医学和生物学上具有巨大潜力以及应用前景。但是,由于ES细胞移植后可能会带来免疫排斥反应,且培养获得需破坏胚胎,其应用就受到伦理学限制。
成体干细胞,由于其存在于宿主体内,可从患者自身获得。此外,有些细胞,如MSC具有低免疫原性,故移植后不存在免疫排斥反应的限制也没有伦理学方面的困扰。使得科学家们逐渐将研究目标转向成体干细胞,将这种类型的干细胞作为组织工程的终点研究对象。但是,成体干细胞只能在体外有限扩增,多系分化效力低,通过体外的扩增培养虽能够提高转化效率。然而体外转化是否会引起干细胞遗传特性的改变尚不清楚。因此,胚胎干细胞和成体干细胞的研究对生命科学领域而言,都具有极重要的意义,其研究成果将能互为裨益、相得益彰［8］。
2.1ES细胞的应用 龙源期刊网
2.1.1用于生产转基因动物和克隆动物
利用ES细胞作为载体,体外定向改造ES细胞,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进行,从而获得稳定、满意的转基因ES细胞系,以生产转基因动物。
用ES细胞为细胞核的供体进行核移植后,在短期内可获得大量基因型和表型完全相同的个体。此法明显优于体细胞克隆动物,但后者克隆动物的成功率较低,易出现严重的免疫功能缺陷和突变( 法国农业研究院称90% 克隆牛不能正常生长)。老鼠的胚胎干细胞中能产生出精、卵细胞,并能成功受精甚至可以从雌性和雄性细胞中培育出实验室卵细胞,将促进生殖和克隆的研究。
2.1.2用于发育生物学研究
哺乳动物早期胚胎的体积很小,又在子宫内发育,要想在体内研究细胞分化及其机理几乎是不可能的,而干细胞特别是ES 细胞具有独特的发育全能性,在特定的体外培养条件和诱导剂的共同作用下经过若干前体细胞阶段,可分化为神经、肌肉、软骨、血细胞、上皮细胞和成纤维细胞等,因此ES细胞是研究特定类型细胞分化的模型、探索某些前体细胞起源和细胞谱系演变的较为理想的实验体系。应用基因芯片等生物技术,比较ES 细胞不同发育阶段细胞的基因转录和表达,不仅可确定胚胎发育及细胞分化的分子机制,还可发现新的基因。借助基因打靶技术,通过囊胚注射制作嵌合体的途径,将外源基因引入受体基因库,可在整体水平上研究高等动物的基因表达、调控和生理功能,同时也会为阐明胚胎发育中基因表达的时空关系提供手段。
2.1.3用于新型药物研究和组织器官的修复、治疗研究
ES细胞提供了新药的药理、毒理及药物代谢等细胞水平的研究手段,既减少了药物实验所需的动物数量,又便于找到有效和持久的治疗方法。无论采取自体或异体移植来修复缺损组织和器官,都受到客观条件的限制,特别是种子细胞的来源不足。现在,干细胞工程学的诞生和发展,使组织和器官的移植研究进入了新的阶段,有望解决上述问题。据报道,小鼠ES细胞在特殊条件下分化为骨母细胞,结合组织工程技术,形成有可能被用于骨修复的骨组织［9］由于尚有一些复杂的问题有待解决,因此目前着重于从成年或幼年器官或组织的碎片中分离、培养和扩增某一类型的组织干细胞［10］。ES 细胞作为移植源细胞和基因治疗源细胞,通过定向分化取代受损的细胞,其免疫排斥反应不大。现已证明,源于ES细胞的细胞已能或可能治疗许多相关疾病,如心肌细胞治疗心脏疾病,白细胞治疗白血病,胰岛细胞治疗糖尿病,肝细胞治疗肝炎,软骨细胞治疗骨关节炎,皮肤细胞治疗烧伤和创伤,骨细胞治疗骨质疏松症,神经细胞治疗帕金森氏症等。
2.2成体干细胞的应用
2.2.1HSC的应用 龙源期刊网
HSC是体内各种血细胞的唯一来源,成体内的HSC主要存在于骨髓中,外周血中也有［11］。目前,HSC已广泛用于白血病的治疗,有数据显示国际上应用HSC移植联合化疗治疗急性淋巴细胞白血病的5年无病生存率约为80%,个别治疗中心可达90%,而急性非淋巴白血病也可达40%左右［12］。此外,对放、化疗敏感的晚期癌症患者或常规治疗无效、复发或高度恶性的癌症患者,可先用超大剂量的放、化疗最大限度的清除患者体内的癌细胞,然后移植HSC重建被破坏的造血系统和免疫系统［11］,这种联合治疗已经成功应用于乳腺癌、神经母细胞瘤等恶性疾病的治疗［13］。HSC还应用于慢性肝炎等一系列疾病的治疗中。
应用HSC对许多疾病的治疗应经进入了临床试验阶段,在我们最近发表的一篇文章中［14］,用计算机检索了截止到2011年1月31日,中国临床试验注册中心数据库及美国clinicaltrials数据库中注册的干细胞用于乳腺癌治疗的临床试验研究。在中国临床试验注册中心数据库中输入检索词为“乳腺癌”,共检索到23例,其中符合标准的仅有1例。在美国clinicaltrials数据库中输入检索词为“stem cell + therapy + cancer”,共检索到2551例,其中用干细胞治疗乳腺癌的临床试验共134例,包括I期临床试验的73例,II期52例,III期9例。134例临床试验中使用的干细胞均为HSC,未见其它类型的干细胞,所用HSC的来源包括骨髓、外周血和脐血。
2.2.2MSC的应用
MSC是一类来源于中胚层的、具有自我更新及多向分化潜能的干细胞,在体外能够分化为多种细胞,如骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等［6］。与HSC的研究相比,MSC的研究起步较晚,但发展很快。研究发现MSC可以定向归巢到病变组织并在病变组织中存活和增殖。在体外对MSC进行基因修饰后注入体内,能够归巢到病变组织而杀死病变组织的细胞,这一特点使MSC成为了细胞治疗的极好的载体 ［15,16］。
干细胞研究进展
干细胞研究进展
【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。干细胞研究已成为生命科学中的热点。基于此，本篇文章就干细胞的最新研究进展情况进行了综述，旨在为读者提供了解干细胞研究的平台。
【关键词】干细胞；肿瘤干细胞；神经干细胞
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下它可以分化成多种功能细胞。干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。本文将对肿瘤干细胞、心肌干细胞以及神经干细胞的研究做如下综述。
1、肿瘤干细胞概述
1.1肿瘤干细胞学说的提出。1960年以来，许多动物实验证明只有当肿瘤细胞数大于100万时才可以形成新的肿瘤。一些研究显示并不是所有的肿瘤细胞都能增殖，可能只有小部分肿瘤细胞具有
滞留源性，而大部分是肿瘤起始细胞或肿瘤干细胞。随着对干细胞研究的不断深入，发现干细胞和肿瘤干细胞之间具有许多共同特征：他们都具有多向分化潜能和自我更新能力，以及相似的细胞表面标志和相同的信号调节通路等[1]。于是提出肿瘤起源于肿瘤干细胞，是一种干细胞疾病，肿瘤是正常干细胞累计突变的结果，“肿瘤干细胞学说”应运而生。
1.2肿瘤干细胞的分离和鉴定。近年来，干细胞研究的发展很大程度上依赖于细胞分化抗原的研究进展，细胞表面特异性标志的确定是肿瘤干细胞分离的第一步。一般原则为结合谱系标志，正常干细胞特异标志（如btsc的cd133与分离lsc的cd34）以及正常组织特异性标志等综合评价[2]，很多学者认为结合阳性标志和阴性标志可以更有效地分离干细胞。目前高通量的细胞分选系统主要有：磁性细胞分选系统和流式细胞技术（facs）[3]。
间充质干细胞的研究进展及其应用
・６０・ 逝 堕医 生笈 鲞箜 塑Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｅｖ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ ２００８，Ｖｏ１ ２０，Ｎｏ．３
间充质干细胞的研究进展及其应用
高向景综述姚耿东 审校 中图分类号：１１３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—０９３１（２００８）０３．ＯＯ６Ｏ．０３ 间充质干细胞（Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ，ＭＳＣＳ）是一种 纤维样成体干细胞，具有很高的可塑性，能分化成多种细 胞系并具有很高的自我更新能力。．ＭＳＣ 不仅存在于骨髓， 而且存在于其它多种组织中，通常根据它们的物理特性、 表型特性和功能特性对其进行分离，因此该细胞群体有多 个名字＿ｌ Ｊ。由于ＭＳＣｓ的多向分化潜能、胚胎干细胞的特 性、对造血作用的影响及其典型的免疫调控作用，在细胞 和基因治疗水平，ＭＳＣｓ成为一种能在临床应用及预防医学 领域发挥作用的极具吸引力的工具。近年来，．ＭＳＣｓ作为研 究的热点，得到国内外逐步深入的研究，对其应用方面的 潜能也得到进一步的认识。 １ Ｍ，ＳＣｓ的分离和培养在人的成长过程中，ＭＳＣｓ存在于 多种组织，但普遍存在于成人的骨髓。历史上，Ｆｒｉｅｄｅｎｓｔｅｉｎ 等人根据骨髓来源的成纤维样细胞和造血干细胞系对细胞 培养皿塑料底部的贴附性的差异，于１９７６年首次从兔骨髓 中成功分离了ＭＳＣｓ［２Ｊ。到目前为止，Ｆｒｉｅｄｅｎｓｔｅｉｎ的方法仍 被认为是一种基本的分离骨髓（Ｂｏｎｅ Ｍａｒｒｏｗ，ＢＭ１ＭＳＣｓ的方 法。然而用这种方法分离的ＭＳＣｓ克隆不够纯，内含造骨细 胞、脂肪细胞、成纤维细胞、内质网细胞、巨噬细胞、内 皮细胞和部分的血细胞与造血干细胞＿３Ｊ。 近年来，对．ＭｓＣｓ的分离方法进行了大量的研究并加以 改进，从而得到更纯的ＭＳＣｓ。因多数ＭＳＣｓ缺少特殊的细 胞表面标记，所以都是通过阴性选择进行分离，筛选出不 表达内皮和造血细胞标记的ＭＳＣｓ。目前已从骨髓、骨膜、 骨小粱、脂肪组织、滑膜、骨胳肌、脐血、外周血和乳牙 中成功分离出ＭＳＣｓ［驯。近来，有一种相对简便的方案，即 根据细胞大小利用滤膜从人骨髓中筛选细胞群，得到同源 的细胞群，这种细胞群同样有自我更新和多向分化的潜能， 具有表型多态性和多样的细胞表面标记。此外，应用流式 细胞（ＦＡＣＳ）或免疫磁珠筛选技术，能更好的分离纯化 ＭＳＣｓ和确定ＭＳＣｓ的特性＿３ Ｊ。但此法对细胞活性影响较大， 甚至导致细胞完全失活，而且费用高、所需样本量大，所 以并未得到广泛应用［５ｌ。相反，应用密度梯度离心结合贴 作者单位：浙江大学医学院环境医学研究所，浙江 杭州３１００５８ ＊通讯作者 ・综述・
胚胎干细胞的研究进展及其应用
福建畜牧兽医 第３Ｏ卷 第２期 ２００８年
胚胎干细胞的研究进展及其应用＊
李 明 祁喜柯张文昌 庄益芬福建农林大学动物科学学院 福州 ３５０００２
摘要胚胎干细胞是＂－３今生物医学领域研究的重点，本文综述了国内外对胚胎干细胞的最新研究成果，以及胚胎干细胞在治
疗性克隆、药物研发、发育生物学、转基因动物等方面的应用。
关键词胚胎干细胞生物特性治疗性克隆
文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—４３３１（２００８）０２—００４３—０４ Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌｓ
Ｌｉ Ｍｉｎｇ Ｑｉ Ｘｉｋｅ Ｚｈａｎｇ Ｗｅｎｃｈａｎｇ Ｚｈｕａｎｇ Ｙｉｆｅｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｈｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ ｉｓ ａ ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｉｎ ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ ｒｅｓｅａｒｅｈ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔＭｅ，ｗｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｎｅｗｅｓｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ
ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｔ Ｓ ｂｉｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｓｅｐａｒａｔｅ、ｃｕｌｔｕｒｅ、ｉｄｅｎｔｉｆｙ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ、Ａｔ ｔｈｅ ｌａｓｔ，ｗｅ ｂｒｉｅｆｌＹ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ
ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｃｌｏｎｉｎｇ、ｄｒｕｇ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｙ、ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ａｎｉｍａ１．
ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＥＳ ｃｅｌｌｓ ｂｉｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｃｌｏｎｉｎｇ
干细胞研究进展及应用前景
中国奶牛·２００８年第ｌ１期 ·２５·
干细胞研究进展及应用前景
王玉红 ，陈静波２，３
（１．新疆农业大学动物科技学院，乌鲁木齐８３００００；２．新疆天康畜牧生物技术股份有限公司，乌鲁木齐８３００００；
３．新疆畜牧科学院，乌鲁木齐８３００００）
中图分类号：Ｑ８１３文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—４２６４（２００８）１１—００２５—０４
摘要：干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细
胞群的大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而发育成机体各种复杂的组织和器官。随着干
细胞技术的发展以及干细胞本身所具有的特性．干细胞生物学的研究与应用几乎涉及了所有生命科学和生物医学
领域，除了在细胞治疗、组织器官移植、基因治疗外，还将在新基因发现与基因功能分析、发育生物学模型、新药开 发与药性、毒性评估等领域产生极其重要的影响 关键词：干细胞；细胞分化：干细胞的应用
１ 干细胞的概念及分类 干细胞的定义多年来不断进行修正．大多数生物
学家和医学家以为干细胞是一类具有自我更新与增 殖化能力的细胞．能产生表现型与基因型完全相同的
子细胞。通俗地讲干细胞是指尚未发育成熟的细胞。
它具有再生为各种组织、器官的潜能，医学界称为“万 用细胞”
干细胞具有自我更新的能力 在一定条件下．它可
分化为各种内脏器官细胞．按分化潜能的大小可分为 以下三种类型：全能型干细胞（Ｔｏｔｉｐｏｔｅｎｔ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ），
多能型干细胞（Ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ），单能干细胞也称
专能或偏能干细胞（Ｕｎｉｐｏｔｅｎｔ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ） 随着机体的
发育．干细胞逐渐分化为特定类型并行使特定功能。很 多成年人组织中含有干细胞，当组织受到外伤、老化、
疾病等损伤时．这些细胞增殖化分．产生新的组织来代
替它们，以保持机体的稳态平衡 １．１胚胎干细胞的生物学特点 胚胎干细胞，简称ＥＳ细胞．是一种存在于着床前
羊水干细胞研究进展
・１４・ 羊水干细胞研究进展 生物学教学２０１１年（第３６卷）第５期 杨 碉 （山东省滨州医学院药学院烟台２６４００３） 摘要羊水干细胞容易分离 培养，具有广泛的分化潜能。本文综述了羊水干细胞的研究进展及在疾病治疗方面的应用前景。 ｌ 关键词羊水干细胞传代分化潜能疾病治疗 １ 羊水干细胞的发现 羊水中可以找到胎儿各个胚层韵细胞，可以为原 始细胞研究提供材料。近年有研究发现羊水中少数细 胞具有干细胞的特性，对这些细胞的特性进行研究以 及探讨它在组织工程学中的应用已经成为干细胞研究 领域的又一热点。’ 大多数羊水细胞来源于胎儿皮肤、羊膜、滋养细胞 层、消化道上皮和泌尿生殖道上皮。羊水所含细胞的 具体数量和比例取决于胎龄和胎儿的遗传因素等。因 此，过去羊水细胞主要应用于产前诊断，比如羊水细胞 可以用来对胎儿发育异常，包括染色体病、性连锁遗传 病、先天性代谢异常、血液系统遗传病以及胎儿先天畸 形等进行诊断。 ２００１年，Ｋａｖｉａｎｉ等 Ｊ从母羊的羊水细胞中分离 得到具免疫细胞活性的间质细胞、纤维／成纤维细胞 系，并在体外成功扩增，为羊水细胞的研究打开了新的 ． ‘ ’ 局面。 一 羊水细胞研究涉足千细胞领域始于２００３年 当 时Ｐｒｕｓａ等［２］发现在人类羊水细胞中存在Ｏｃｔ 一４阳 性表达的细胞群，而且这些细胞高表达周期素Ａ（ｅｙｅ－ ｌｉｎ Ａ），表明羊水细胞有增殖的潜能。转录因子Ｏｃｔ一４ 是人类全能干细胞的标志。 ２００５年，Ｓａｒｔｏｒｅ等【０ Ｊ首次报道了他们将羊水来源 的间充质干细胞（ＭＳＣ）移植入猪心肌梗塞模型的实验 结果。他们在猪分娩前３天收集羊水，从中分离ＭＳＣ 并在体外培养。在患病模型长到２２—２５ｋｇ时，将分离 培养得到的ＭＳＣ植入由心肌梗塞诱发的局部缺血区 域，３０天后检测到植入细胞分化为血管细胞系（内皮 ‘＋。＋。＋“＋。＋。＋。＋‘’＋。＋—＋一＋”＋”＋。＋‘‘＋‘‘＋。＋”＋ ＋“‘ ■’。＋‘ 实践（如进行适时捕捞、合理载畜等）。 学生运用“建模思想”进行专题复习时，首先自主建 构生态系统的概念模型，然后对生态系统中典型的物理 模型和数学模型进行分析和重建，掌握生态学研究的基 本方法，并逐渐形成生态学的基本观点，’运用相关的观 点和方法解决一些实际问题。这样有利于学生在现实 生活的背景中学习生物学，有利于学生在解决实际问题 的过程中深入理解生物学的核 概念，达到对知识的有 效迁移和灵活应用，提高生物科学素养。 细胞和平滑肌细胞），但并未形成完整的血管和淋巴 管。虽然要正真实现利用羊水来源的ＭＳＣ细胞来治 疗心肌梗塞还有很长的路要走，但是这个实验使我们 对羊水来源干细胞有了新的认识，对利用其分化潜能 治疗疾病有了更大的信心。 ２００７年，Ｋｉｍ等【４ Ｊ从培养的人类羊水细胞中分离 出一种成纤维细胞群（ＨＡＦＦＴｓ），其形态与骨髓来源造 血干细胞（ＢＭ—ＭＳＣｓ）相类似。ＨＡＦＦＴｓ除了与ＢＭ— ＹＳＣｓ共同表达一些基因［干细胞因子、细胞角蛋白 （ＣＫ１８）和神经巢蛋白（ｎｅｓｔｉｎ）等］外，还存在另外一些 单独表达的基因。肿瘤排斥抗原（ＴＲＡ一１—６０）、阶 段特异性胚胎抗原（ＳＳＥＡ一３、ＳＳＥＡ一４＞是胚胎性癌和 胚胎干细胞的典型标志。转录因－ｙ Ｏｃｔ一４和Ｒｅｘ一１ 的表达也是这些细胞的标志，Ｋｉｍ等发现这些未分化 细胞的标志在ＨＡＦＦＴｓ、中表达，在ＢＭ—ＭＳＣｓ中不表 达。他们还发现从开始到细胞衰老的８个月的时间 中，ＨＡＦＦＴｓ传代６６次，累计得到大约７．７ ｘ ｌＯ２０个细 胞，而ＢＭ—ＭＳＣｓ一般传代４ｏ～５Ｏ次，平均寿命为 １９７．４天，ＨＡＦＦＴｓ的生长周期数比ＢＭ—ＭＳＣｓ更多。 这些结果表明，ＨＡＦＦｒｓ未分化程度大于大部分ＢＭ— ＭＳＣｓ，更接近全能胚胎干细胞，ＨＡＦＦＴｓ的体外扩增可 以得到更多的细胞。卧ＦＦＴ８细胞的这些特点对细胞 依赖性治疗非常有利 。 Ｃｏｐｐｉ等ｌ５ Ｊ的最新发现使羊水干细胞（ＡＦｓ）的研 究有了真正的突破。 他们从羊水中分离出的ＡＦＳ细胞 具有以下特征：间质细胞标记呈阳性、造血细胞标记呈 阴性、９０％以上表达Ｏｃｔ一４、具有很强的增殖率。更重 要的是作者用逆转录病毒载体标记技术第一次证实， 一个单独的细胞可以诱导分化为６种不同的细胞系 （包括成脂、成骨、生肌、内皮、神经和肝脏细胞系），即 具有分化３种胚层所代表的细胞的潜能。此外，Ｃｏｐｐｉ 等还观测到，虽然这些细胞和胚胎干细胞（ＥＳＣ）一样 能表达Ｏｃｔ一４，但不像ＥＳＣ对联合免疫缺陷鼠（ＳＣＩＤ 鼠）有致瘤性。 ２ 羊水干细胞的分化和增殖优势 ＡＦＳ之所以被如此关注，是因为它与其他干细胞 相比有着自身的优点
蛋白质组学技术在干细胞研究中的应用
蛋白质组学技术在干细胞研究中的应用
干细胞研究是一个重要的领域，对于认识生物体发育、再生以及疾病发展具有重要意义。随着科学技术的不断进步，蛋白质组学技术被广泛运用于干细胞研究中，为我们深入了解干细胞的功能和机制提供了新的手段。本文将重点探讨蛋白质组学技术在干细胞研究中的应用。
一、蛋白质组学技术简介
蛋白质组学技术是研究蛋白质在生物体内表达和功能的一种综合性研究方法。它最早是在20世纪90年代初被提出，随着技术的不断革新发展，已经成为生命科学研究中的重要工具之一。蛋白质组学技术可以通过对蛋白质的定量、定位、修饰等特性的研究，来揭示蛋白质在细胞和生物体层面上的功能和变化。这些特性的研究对于我们理解细胞的生命活动、认识疾病的发生机制等具有非常重要的意义。
二、蛋白质组学技术在干细胞定位中的应用
干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的细胞，可以在特定的条件下分化成不同类型的细胞。蛋白质组学技术在干细胞定位中的应用主要包括两个方面：一是通过识别和定位特定蛋白质来研究干细胞的细胞命运决定；二是通过蛋白质组学技术来鉴定干细胞特异表达的蛋白质从而揭示干细胞的分化潜能和功能。
三、蛋白质组学技术在干细胞功能研究中的应用
干细胞的功能和特性决定了其在组织再生和疾病治疗中的应用潜力。蛋白质组学技术在干细胞功能研究中的应用主要体现在以下几个方面：一是通过蛋白质组学技术鉴定和分析干细胞的功能关键蛋白质，揭示干细胞的调控网络和功能机制；二是通过蛋白质组学技术来研究干细胞的增殖、分化和存活等生物学过程，为干细胞的应用提供理论和技术支持；三是通过蛋白质组学技术来研究干细胞与其周围环境的相互作用，揭示干细胞外界信号对干细胞功能的影响和调节机制。
四、蛋白质组学技术在干细胞疾病模型研究中的应用
干细胞疾病模型是一种利用干细胞技术构建的用于研究人类疾病相关机制的模型。蛋白质组学技术在干细胞疾病模型研究中的应用主要包括以下几个方面：一是通过蛋白质组学技术鉴定和分析疾病模型中的异常蛋白质，从而揭示疾病的发生机制和相关信号通路；二是通过蛋白质组学技术来筛选和验证潜在的治疗靶点和药物，为疾病治疗提供新的思路和方法；三是通过蛋白质组学技术来评估和监测治疗效果，为疾病诊断和治疗提供参考依据。
干细胞研究进展 2
SCIENTIST
6科学前沿论坛
近年来，随着分子生物学、细胞学等基础医学的
不断发展，干细胞研究取得了较大的进展，干细胞技术
也得到了较高水平的提升。自从1998年报道第一例人
类干细胞前体细胞株被成功的分离和培养，干细胞成为
了生物医学研究的前沿领域和生命科学研究的热点。干
细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细
胞，其在细胞多能性维持机理、疾病发病机制等基础研
究中都有着重要的研究价值。除此之外，干细胞作为体
外器官构建和遗传性疾病治疗的首选细胞以及其在再生
医学治疗中也是重要的研究对象。目前，国内外科学家
在干细胞领域的研究主要有诱导多样性干细胞、单倍体
干细胞、成体干细胞以及干细胞在再生医学治疗和其他
疾病治疗中的应用。本文首先介绍了干细胞的概念、分
类及特征等基础内容，然后重点阐述了干细胞在临床医
学领域的研究现状和进展，以求为今后该领域的相关研
究提供有价值的参考。
1 干细胞的分类及研究进展
干细胞是指来自于胚胎、胎儿、成人的具有自我
更新和不断繁殖以及分化为多种细胞能力的一类细胞，
是机体及其他各种组织细胞的初始来源。根据干细胞的
来源不同可以将干细胞划分为胚胎干细胞（embryonic
stem,ES）、成体干细胞（Adult stem cell）和诱导性
多潜能干细胞（Induced pluripotent stem cells,
iPSCs）。
1.1 胚胎干细胞
胚胎干细胞（embryonic stem,ES）是由未着床的
早期胚胎内细胞团中分离得到的一类干细胞。1981年，
小鼠胚胎干细胞被成功的分离和培养，并随着今后的深
入研究成为了最为成熟的干细胞体系。此后，科学家相
继成功分离和培养得到了牛、羊等大型哺乳动物的胚胎
干细胞。1998年，人胚胎干细胞得以分离和培养，并
建立了人胚胎干细胞系，而且证明了人胚胎干细胞可以
在一定条件下定向分化为心肌细胞、骨细胞以及神经细
胞等细胞类型，这也为疾病的治疗提供了种子细胞。胚
胎干细胞在体外培养时有较强的增值能力，且染色体的
干细胞研究进展(综述)
中国城乡企业卫生２００７年２月第１期（总第１１７期）
干细胞研究进展（综述）
天津市河西医院（３００２０２）樊晓丽
一、干细胞定义和可塑性研究 干细胞是人体的起源细胞，具有自我复制、高度
增殖和多向分化潜能的特性。干细胞由受精卵发育
分化而来，最初形成原始胚胎干细胞，进一步分化增
殖形成囊胚样结构，其内细胞团的胚胎干细胞具有
形成人体各种组织的全能性，可逐步分化发育成不
同阶段胎儿的各种组织器官，干细胞随之丧失全能
性，成为亚全能、多能干细胞或具有特定功能的组织
专能干细胞【”。但在某些条件下，不同组织系列特异
性转录因子组合的变化，也可使己活跃转录的基因
归于静止，重新编程（ｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ），并激活另一套新 的基因表达，从而使已定向于某种组织的体细胞“改
变主意”而转向另一种组织系列分化，即在“功能基
因组”调控下，成体干细胞也具有可塑性［２］。所谓定向
分化就是干细胞内某些系列特异性基因的转录取得
稳定的主导地位的过程，而这些系列特异基因转录 的优势地位又取决于调控这些基因的一组系列特异
性的转录因子的作用，不同的转录因子系列可使干
细胞向不同方向分化，即具有可塑性圆。目前已有可 靠证据证实：从人和小鼠骨髓中的间充质干细胞
（ＭＳＣ）培养体系中分离出一种多能成人祖细胞
（ＭＡＰＣ），可在体外培养下分化成三种胚层的细胞，将
之植入囊胚，可分化成几乎所有组织类型的体细胞，
移植入小鼠体内可分化成造血细胞系列、肝细胞、肺 和肠上皮细胞，且具有长期增殖分化能力刚。更有学
者应用严格遗传学标记的小鼠骨髓细胞移植实验证
明骨髓细胞能分化成再生的肾脏实质血管内皮细胞、
消化道肌纤维细胞和肝细胞囡。由于干细胞具有可塑 性，可用于治疗各种外伤、病理损伤、组织缺陷性疾
病、免疫缺陷性疾病和遗传疾病等，可用于各种医学
实验，几乎涉及所有医学范畴，具有广阔发展前景。
二、干细胞分类
干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干
脂肪来源干细胞的应用研究进展
１７３４ 中Ｉ 美容医学２ＯＩＯ年１ １月第１９卷第１ １期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｍａｌ ０ｆ Ａｅｓｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｎｏｖ．２０１０．Ｖ０１．１９．Ｎｏ．１ １ 脂肪来源干细胞的应用研究进展 Ｃｕｒｒｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｆ Ａｄｉｐｏｓｅ－－ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ 梁星１，２综述，朱辉 审校 （１．北京大学深圳医院整形美容外科广东深圳５１８０３６；２．汕头大学医学院广东汕头５１５０３１） 干细胞具有向多种细胞系分化的潜能，它作为种子细胞 可用于组织和器官再生。一直以来，骨髓基质干细胞（Ｂｏｎｅ ｍａｒｒｏｗ ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ，ＢＭＳＣｓ）为干细胞领域研究最 多的成体干细胞，但其来源较少且提取过程患者痛苦等缺点 限制了其在临床中的广泛应用。２００２年，Ｚｕｋ等“ 报道脂肪组 织含有大量的祖细胞，其中一些可以分化为不同的细胞系， 包括脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、心肌细胞和 神经细胞，被称为脂肪来源干细胞（Ａｄｉｐｏｓｅ—ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ，ＡＤＳＣｓ）。脂肪组织的新鲜提取液一血管基质成分 （Ｓｔｒｏｍａｌ ｖａｓｃｕｌａｒ ｆｒａｃｔｉｏｎ，ＳＶＦ）含有大量的ＡＤＳＣｓ、血管 内皮细胞、壁细胞、周细胞及血液来源细胞（红细胞、白细胞 和淋巴细胞）等＿２］。ＡＤＳＣｓ和ＳＶＦ来源丰富，取材方便，应用前 景广阔，它们的临床应用已成为各国学者研究的热点。 １ ＡＤＳＣｓ的生物学特性 １．１脂肪的取材：ＡＤＳＣｓ的增殖分化能力及凋亡程度随脂肪 提取部位和年龄的不同而不同。腹部浅层脂肪细胞（Ｓｃａｒｐａ 筋膜层之上）的抗凋亡能力明显强于其他部位脂肪细胞。年 轻患者所有部位的脂肪细胞都有较强的分化能力，然而老年 患者只有上臂和大腿皮下脂肪细胞有分化能力 ］，腹部比臀 部和大腿更容易提取ＡＤＳＣｓ培养所需脂肪组织 。吸脂机抽 取的脂肪颗粒９０％的细胞膜破裂、拉长、变形，剪碎法和注射 器法获取的脂肪细胞绝大部分形态完整，注射器法仅１０％的 细胞被破坏。完整脂肪组织会增加皮肤切口，为美容手术所 不许，故注射器法是临床脂肪提取的较佳方式。抽脂液的脂 质部分和液体部分均可提取ＡＤＳＣｓ，但是液体部分包含的 ＡＤＳＣｓ较少而血细胞较多［５３，而且抽脂所得脂肪颗粒包含的 ＡＤＳＣｓ仅为完整脂肪组织的一半嘲。 １．２ ＳＶＦ的提取：脂肪颗粒经过胶原酶消化后得到各种细胞 的混合物，脂肪细胞融于油脂，离心后与油脂一起漂浮在上 层弃掉，所得沉淀即血管基质成分（Ｓｔｒｏｍａｌ ｖａｓｃｕｌａｒ ｆｒａｃｔｉｏｎ，ｓｖＦ）。ＳＶＦ含有大量的ＡＤＳＣｓ、血管内皮细胞、壁细 胞、周细胞及血液来源细胞（红细胞、白细胞和淋巴细胞）等。 ＳＶＦ中有核细胞比例为：３７％白细胞（ＣＤ４５ ）、３５％ＡＤＳＣｓ（ＣＤ３１、 ＣＤ３４＋．ＣＤ４５）、１５％内皮细胞（ＣＤ３１ 、ＣＤ３４＋，．ＣＤ４５３，以及其他 细胞（ＣＤ３１、ＣＤ３４－，ＣＤ４５一），尽管血细胞的百分比与个体出血 量直接相关，但各种细胞比例基本不变 。国外学者将新鲜提 取的ＡＤＳＣｓ定义为ＣＤ３１、ＣＤ３４￣，ＣＤ４５，ＣＤ９０＋，ＣＤ１０５、ＣＤ１４６， 但其贴壁后变为ＣＤ１０５ ［７Ｊ。辛忠诚等 认为ＣＤ３４＋，ＣＤ３１、 ＣＤＩＯ４ｂ，ＳＭＡ的ＡＤＳＣｓ存在于微循环和大血管外膜；在微循 环，这些细胞与周细胞和内皮细胞并存，而后两者均可能是 ＡＤＳＣｓ的祖细胞；在大血管，这些ＡＤＳＣｓ作为特殊成纤维细胞 （具有干细胞分化潜能）存在于外膜。 １．３ ＡＤＳＣｓ的培养：向ＳＶＦ中加入ＤＭＥＭ＋ＩＯ％ＦＢＳ完全培养基 重悬，细胞悬液用细胞记数板记数，按１×１０ ～２×１０ 接种 于２５ｅｍ 培养瓶中，培养瓶中加入全培，置入３７℃、体积分数 为５％的Ｃ０ 孵箱中培养４８ｈ换液，然后每３～４天换液１次， 原代细胞培养７～１０天即可融合，达８０％即可传代。ＳＶＦ中有 １／３０的细胞可以贴壁，贴壁的细胞中ＡＤＳＣｓ占８５％，其他为 少量的内皮细胞、白细胞、血管平滑肌细胞及周细胞嘲。但即 使只培养了一天的ＡＤＳＣｓ也具有和新提取ＳＶＦ中ＡＤＳＣｓ完 全不同的细胞表型，培养的ＡＤＳＣｓ表面ＣＤ３４、ＣＤ１１７及 ＨＬＡ—ＤＲ表达减弱，而ＣＤ１０５、ＣＤ１６６表达增强。。。。并且不同的 培养基和分化刺激物可诱导ＡＤＳＣｓ向不同细胞系分化 。 ２ ＳＶＦ的应用研究 ２．１软组织填充：２００８年，Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ等＿】”发明了自体细胞辅 助脂肪移植技术（ＣＡＬ），即将ＳＶＦ与人体的脂肪细胞混合后 作软组织充填。他报道４Ｏ例ＣＡＬ技术乳房增大术的患者术 后６个月乳房自然柔软，没有可触及硬结，外形较好，而且乳 房体积在移植后２～３个月保持稳定。他又分ＣＡＬ组与非ＣＡＬ 组治疗６例各种面部脂肪萎缩征，结果显示所有患者的面部 轮廓均改善，但ＣＡＬ组效果明显优于非ＣＡＬ组＿１ 。故ＣＡＬ技 术在软组织填充中是安全有效的。 ２．２组织再生：Ｒｈｅｅ等 研究未培养ＳＶＦ联合骨基质（ＤＢＭ） 移植充填骨缺损。培养８周后放射学和组织学结果均显示 ＳＶＦ组颅骨缺损处有大量新骨形成，且明显多于其他实验组。 Ｊｕｒｇｅｎｓ等 将兔髌下脂体ＳＶＦ种植到三维支架后用于关节 成形术，得出ＳＶＦ移植后可分化为软骨组织，并且ＳＶＦ表现 出与培养的ＡＤＳＣｓ类似的特性，甚至其软骨分化能力更优于 ＡＤＳＣｓ。 ２．３免疫性疾病：ＳＶＦ包含间充质干细胞（ＭＳＣ）、调节性Ｔ细 胞、内皮祖细胞、前脂肪细胞、抗炎Ｍ２巨噬细胞。动物实验已 证明未培养ＳＶＦ具有很好的抗炎和再生效果，并且已经成功 用于加速Ｃｒｏｈｎ病的肠瘘愈合 ｌ５］。Ｒｉｏｒｄａｎ等呻］还将ＳＶＦ静 脉注入３例多发性硬化患者体内，几个月后患者病情得到明 显改善。这些ＳＶＦ都在免疫系统疾病中的应用提供了很好的 佐证。 ３ ＡＤＳＣ的应用研究 ３．１皮肤修复：Ｋｉｍ等＿１ 研究证明ＡＤＳＣｓ可分泌各种生长因
关于补肾益精中药在干细胞研究中的应用进展
编辑。
【摘要】干细胞研究是目前国内外科学界关注研究的热点领域，文章回顾了补肾益精中药促进干细胞向成骨细胞、造血细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、神经细胞、肝细胞及生殖细胞等多方面增殖分化的研究，为干细胞的研究提供了新的思路。
【关键词】 补肾益精中药 干细胞 分化
干细胞研究是近些年来国内外科学界关注的热点领域，由于干细胞具有多向分化及自我增殖的能力，故在细胞替代治疗、基因治疗、组织工程等方面具有良好的应用前景。祖国医学认为：肾藏精主生殖，肾主骨生髓化血通于脑，肾精的盛衰决定着人体的生长、发育与生殖。由于肾精在内涵及功能上与干细胞有相似之处，目前相关的大量研究表明，许多补肾益精中药可促进骨髓造血干细胞增殖分化，并可促进成骨细胞、血管内皮细胞、神经细胞、肝细胞及生殖细胞等的再生，故加强补肾益精的研究可望为干细胞开创新的治疗途径。现将补肾益精中药在干细胞研究中的应用进展综述如下。
1 肾精与干细胞的相似性
祖国医学认为，精是生命的根源物质，精气藏于肾。《素问·六节脏象论》说：肾者，主蛰，封藏之本，精之处也。《素问·金匮真言论》曰：夫精者，身之本也。肾中所藏之精可分先天之精与后天之精，其中，人出生之前，在母体中所获得者为先天之精。《灵枢·本神》所说：生之来，谓之精。《灵枢·阴阳脉解》说：两神相搏，合而成形，常先身先，是谓精。《灵枢·经脉》：人始生，先成精，精成而脑髓生，骨为干，脉为营，筋为刚，肉为墙，皮肤坚而毛发长。论述了胚胎的形成、发育的过程，认为精是形成胚胎、构成人形的原始物质。这种先天之精来源于父母的生殖之精-即精子和卵子结合后的受精卵，受精卵作为全能干细胞，是构成胚胎发育的原始物质，在母腹内促使胎儿形成并发育完善，故先天之精在含义上与胚胎干细胞是极为相似的。
此外，精不仅是构成人体的基本物质，也是人体生长发育及各种功能活动的物质基础。出生之后，通过肺吸入之清气，脾胃吸收之水谷精气，不断化生为后天之精。后天之精能推动促进机体的生长、发育和生殖，并调节人体的各种生理功能活动。这种精的特点是能化，如《素问·阴阳应象大论》所云：气归精、精归化，所谓化就是能化生出身体的各种脏器组织及气血津液等所有成分，故具有再生的信息。因此，从中医学的眼光看，中医所言的精与多潜能干细胞在内涵与功能上具有很大的相关性［1］。因此，通过补肾益精治疗，有可能通过促进干细胞的增殖分化能力，从而达到修复再生器官、恢复器官功能细胞的作用。