胚胎干细胞及其在神经系统疾病中的应用

胚胎干细胞是由桑椹胚、内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制分化培养后分离筛选出的具有发育全能（或多能）性的细胞。它可在体外无限增殖，并且经诱导后可定向分化为多种细胞类型。因此它可作为细胞替代疗法中的种子细胞来源，为许多疑难疾患的治疗提供崭新的思路和良好的前景。近年来，随着社会的老龄化，神经系统退化性疾病在人类疾病谱中占越来重要的地位，将胚胎干细胞用于此类疾病的治疗，在动物实验中已取得初步成效。此外，胚胎干细胞变可用于治疗脊髓损伤等。本文将就近年来有关胚胎干细胞的分离及鉴定、胚胎干细胞的自我更新、定向分化及其在神经系统疾病中的应用等方面的研究进展作一综述。     

干细胞浅说

本文提供有关干细胞的基本知识，包括解释什么是干细胞（Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ），什么是多能干细胞（Ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ），多能干细胞是如何产生的，多能干细胞在科学上有什么重要性，为什么干细胞具有增进人体健康的巨大可能性，以及什么是成年干细胞（Ａｄｕｌｔ　Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ）等。 最近关于第一个人类多能干细胞系分离并培养成功的报道使人大为振奋，它把生物医学研究推到了新的前沿。这些人类多能干细胞系的开发理应得到缜密的科学检验，评估其在发展新的疾病防治战略方面提供的可能性，并对有关的伦…     

让细胞返老还童

早在几千年前，我们的前辈就开始巡山问法，提炼丹药，为的就是长生不老，返老还童。曾经，我们以自己有限的知识天真地以为“返老还童”不过是无稽之谈，十分荒谬。然而如今，科学家对组成我们身体的细胞进行研究，发现可以人工调控这些细胞，让它们“返老还童”。用科学的术语来说，就是可以让这些发育成熟的细胞重新回到胚胎时期的多能干细胞阶段，这个过程也被称为“为细胞重新编程”。来自英国和日本的两位科学家采用不同的办法，让细胞“再次年青”，并因此共同获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。也许，人类离“返老还童”真的不远了!     

不用于细胞的再生医疗

最近，美国斯坦福大学的一个科研组不用干细胞，只借助老鼠的皮肤细胞就成功培养出了神经细胞。进一步还有可能培养神经以外的各种组织、脏器的细胞，用于人类可以开辟一条比干细胞更安全便捷的再生医疗新途径。科研组专家从培养的神经细胞中选出19种基因，将其中的3种植入出生3天的小鼠皮肤细胞中，随着细胞形状的逐渐变化．约10天后生成了各种神经细胞。     

人猴混合胚胎首次培育成功

<正>近日,一个中美科研团队制造出世界上首个由人类细胞和猴子细胞共同组成的胚胎,但这项最新研究也引发了伦理争议。该项最新研究使用了功能更加强大的扩展多能干细胞(EPS)。研究人员将将25个人类EPS细胞插入132个与人类更"接近"的食蟹猴的胚胎内,并在培养皿中培育20天。结果表明,13天后,     

重新认识高等动物成熟体细胞的发育潜能

高等动物从受精卵发育成为成熟个体遵循严格的时间空间顺序并受到严密机制的调控，一般认为是不可逆的过程．高度分化的成熟终末细胞通常不再进行分裂和分化．１９９７年，克隆羊Ｄｏｌｌｙ的诞生首次揭示哺乳动物成熟体细胞的细胞核具有发育全能性，在适当的条件下，可以恢复发育状态，甚至发育成为完整的个体．目前应用核移植技术，已经成功克隆小鼠、兔、羊、牛等多种哺乳动物．但对于成熟体细胞本身是否也具有类似的发育潜能尚不能完全解释．最近的一系列新发现证实，在成熟机体多种组织系统中均存在可多向分化的多能细胞，在成熟神经细…     

让细胞返老还童——2012年度诺贝尔生理学或医学奖

对人类来说,返老还童是数千年来就存在的梦想,因为这意味着长生不老。遗憾的是,人类至今没有发现返老还童的方法。然而,科学家对组成我们身体的细胞进行研究,发现可以人工调控这些细胞,让它们"返老还童"。用科学的术语来说,可以让这些发育成熟的细胞重新回到胚胎时期的多能干细胞阶段,这个过程也称为"为细胞重新编程"。分别来自英国和日本的两名科学家采用不同的     

逆转生命时钟:诱导性多能干细胞

生命是怎样生生不息的?包括人类在内的生命体,又是怎样由一个受精卵发育为一个有血有肉、有五脏六腑的成体的?这个过程是如何组织协调的,能不能逆转呢?一直以来,为了医疗需要和理论探索,人们致力于通过各种途径获得拥有类似胚胎的强大发育潜能的特殊细胞--干细胞,但同时又被各种技术瓶颈和伦理问题所困扰.     

人类胚胎着床过程首次被解析

<正>一枚受精卵长成一个婴儿,需在发育的第7天左右着床才能存活,这期间的人胚胎细胞无法获取,难以解析。近日,我国研究团队利用人工授精后的受精卵进行了人类胚胎体外模拟着床生长。他们利用高精度单细胞多组学测序技术,首次对单细胞分辨率绘制的转录组和DNA甲基化组动态变化过程进行了重构,再现了人类胚胎着床过程,绘制出基因表达调控网络和DNA甲基化动态"全景图"。     

胞内区功能缺失的EGFR基因对胚胎生殖细胞系EG4分化的影响

EG4细胞是由10．5d胎龄的129/svJ小鼠原始生殖细胞经体外培养得到的多干细胞系，EG4细胞的发育多能性使其可作为研究细胞分化的体外模型，通过基因转染的方法获得能表达胞内缺失的外源EGFR^d基因的EG4细胞，定名为EG4－EGFR^d，分析其生长分化特性，发现：（1）EG4－EGFR^d细胞可在未分化状态下维持长时间的增殖；（2）经维生素A酸（RA）诱导后，作为对照组的大部分EG4细胞和转染空白质粒的细胞分化为脂肪细胞，而EG4－EGFR^d细胞的分化趋势不明显，表明EGFR在脂肪细胞的发育分化中具有一定的调节作用；（3）EG4细胞接种小鼠皮下，长出的肿块切片分析显示，突变型肿块组织含有大量的未分化细胞和结缔组织，发化细胞以骨骼肌为主，对照组主要含软骨细胞、角质和上皮细胞以及神经管等分化组织，结果表明，EG4细胞的EGFR信号传导系统受抑制后，阻碍了依赖EGFR的细胞分化。     

干细胞引领生物医学革命

干细胞是一类具有自我增殖能力和多向分化潜能的细胞。以胚胎干细胞和诱导多能干细胞为核心的干细胞技术的跨越式发展正引领着一场新的生物医学革命。文章主要介绍干细胞技术的发展及其在细胞治疗、疾病模型、药物筛选和人造器官等领域的研究进展与挑战。尽管干细胞基础研究取得了巨大进步,但是干细胞技术的临床转化和产业化仍然面临诸多挑战。如何更好地利用干细胞和交叉学科新技术为人类服务还有很多事情等着我们去做。     

走近诺贝尔奖(七) 让细胞返老还童

<正>返老还童,是我们人类长期以来就有的梦想。但遗憾的是,人类至今没有找到返老还童的方法。然而,科学家对组成我们身体的细胞进行研究,发现可以人工调控这些细胞,让它们"返老还童"。用科学的术语来解释细胞的返老还童现象,就是让那些发育成熟的细胞重新回到胚胎时期的多能干细胞阶段,这个过程也称为"为细胞重新编程"。来自英国的科学家约翰·戈登和来自日本的科学家山中伸弥采用不同的办法,达到了相同的效果,因此共同获得了2012年诺贝尔生理学或     

笹井芳树(1962-2014)

<正>9月3日,《自然》杂志在日本干细胞生物学家笹井芳树自杀辞世近一个月时发表讣文,纪念这位干细胞领域的先驱。本文作者阿图罗·阿尔瓦雷茨-比拉(Arturo Alvarez-Buylla),加州大学旧金山分校的神经外科教授,他曾在2008年至2014年与笹井芳树有过合作。他称笹井为解密胚胎信号的干细胞生物学家。一个受精卵——单细胞是如何生成无数的特化细胞,再组装成三维组织和功能器官的?这一基础性的谜题让一代又一代的胚胎学家为之着迷。利用创造性的培养条件,以及对于支配组织发育的一     

科学家首次“造”出小鼠胚胎

正科学家一直对人类胚胎早期发育过程抱有极大兴趣,希望能借此了解早期妊娠失败的原因。英国研究人员日前在2017年3月3日出版的《科学》杂志上报告说,他们利用小鼠两种不同类型的干细胞,首次完全在体外培育出了小鼠胚胎。哺乳动物受精卵要经历多次分裂,生成大量干细胞。这些干细胞中,一部分最终形成胚胎身体的,叫作胚胎干细胞。这些胚胎干细胞集聚到一起,形成了胚胎的早期阶段——胚泡。胚泡中还存在另外两种干细     

干细胞潜能的利用

在理论上，人胚干细胞的分离能使科学家们在实验室培养出人体任何组织，但在实践上，这并非易事每天清晨，加利福尼亚大学发育生物学家加利·安德逊（CeqAnde。）步入实验室时，映人眼帘的是一幅惊人的景象：满玻片的心肌细胞正在有节律地搏动——有时是乱糟糟的一团神经组织或者软骨组织，有时是心肌细胞。“我们常常抑制它们分化的趋向，”安德逊说。发育成别种细胞的强劲驱动，乃干细胞独有的特征。多潜能细胞是发育生物学上最热门、最有争议的课题之一。5个月前两个研究小组宣称，他们已分离出首批人胚干细胞系——在实验室培养液里不…     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

细胞中的“超能战士”——干细胞

<正>人体干细胞自我更新和产生新组织的潜能几乎是无穷的,这些特性使得干细胞成为实验室,乃至医学应用上的重要工具。在生物学或医学研究领域,干细胞作为一种有效的治疗手段,其潜能令人难以置信。那么,干细胞是什么?它从何而来?在医学上又有哪些惊人的潜能呢?干细胞从哪里来人体大约由60万亿个细胞组成,这些细胞分属220种细胞类型,各自具有不同的功能。人体机能庞大复杂,却杂而不乱,原因就在于支撑人体的几百种细胞都源于精子和卵子的结合体——受精卵,由它再分化出人体内所有类型的细胞。从这个意义上来说,受精卵是超能的。受精卵发育成胚胎,进而发育成胎儿。而早期未分化的胚胎细胞也是干细胞家族的一员,即"胚胎干细胞"。所谓"干细胞",就是始终存在     

什么是干细胞?

干细胞就是在生命的成长和发育中起“主干”作用的细胞，用通俗的话说就是“干什么都行的细胞。”它对于生命成长发育的重要性，就如同建筑中的钢筋泥沙等基本材料。     

胚胎干细胞,来自生之初的关怀

干细胞对于大多数人来说还是一个陌生的名词,从婴儿脐带血中提取干细胞治病更是闻所未闻。干细胞是尚未分化的细胞,它们能发育成为血液、肌肉、神经、心脏等不同器官,其中胚胎干细胞的分化潜力最强。成年动物体内也存在一些干细胞,如果能够分离培育干细胞并控制其发育方向,就可能制造各种健康的细胞、组织甚至器官用于移植手术,从根本上治疗多种目前不能治愈的疾病,如糖尿病、脊髓损伤、脑退化等。此外,干细胞还有增强人体免疫力、改变人类生存状态、延长人的寿命等潜能。     

毛囊细胞与皮肤移植

瑞士科学家最新发明了一项可能会引起医学界震动的“毛发变肤”新技术———通过拔取病人的几缕毛皮 ,医生就可以从病人自身的细胞中培养生长出皮肤移植片来 ,为病人进行皮肤移植手术。据从事该项技术的瑞士科学家墨迪克斯·塞拉皮尤提克斯介绍 ,这项被称为“爱皮铁哥思 (Ｅｐｉｄｅｘ)”的新技术 ,使用的是在毛发小囊中发现的干细胞 ,这种干细胞可以转变为皮肤细胞。具体过程是 :将干细胞沉积在托盘上 ,托盘放置在与人类皮肤细胞无联系的隔层上面 ,这样即可分泌出一种将干细胞转变成为基本皮肤细胞的生长因子来。这种基本皮肤细胞称为基角…