干细胞生物学研究的现状与展望

干细胞是个体发育过程中产生的具有多向分化能力的一类细胞，可作为体外模型用于研究个体的发育机制，同时在临床相关组织缺陷性疾病的细胞替代治疗和基因治疗中有巨大的作用价值。造血干细胞的体外扩增和诱导分化技术已经比较成熟，造血干细胞移植和基因治疗已得到广泛开展，这为干细胞的研究提供了成功的范例。近来人干细     

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。     

漫话干细胞

同克隆一样,干细胞技术因为其光明的应用前景和快速的发展速度越来越受到人们的关注。这是为什么呢?干细胞是什么所谓“干细胞”,是指一类具有自我更新和分化潜能的细胞。按分化潜能的大小,干细胞基本上可分为三种类型;一类是全能性干细胞,它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞(简称ES细胞),它是从早期胚胎的内细胞团分离出来的一种高度未分化的细胞系,具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型,进一步形成机体的组织和器官。另一类是     

干细胞

干细胞是一类具有自我复制能力和多向分化潜能的原始未分化细胞，是机体或组织器官的起源细胞，具有形成完整个体的分化潜能或分化成特定／多种细胞组织器官的潜能。干细胞在理论上突破了细胞分化的单向性，由于体外培养的成功．日益显示出对人类健康的潜在价值。最显见的医学应用潜能，是有望成为细胞组织移植甚至器官的新来源．以取代病人体内损坏的细胞组织甚至器官，达到治疗组织缺损、遗传缺陷、器官障碍等难治疾病的目的。     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1^＋β2M^-1细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明，骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力。然而，成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问．以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC／HGF作为饲养细胞，成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1^ β2M^-1细胞(bone marrow derivedThy-1^ β2M^-1 ceils，BDTCs)诱导为肝细胞，经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实，该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因，分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能，提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境。这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持。     

癌干细胞是肿瘤生长和复发的根源

肿瘤是起源于正常干细胞突变获得无限增殖能力形成的异常组织,但干细胞突变成癌细胞机制仍不完全清楚.研究发现,干细胞和肿瘤细胞有许多相似处,如自我更新和分化,提示两者之间有内在的联系.基于这一认识,人们假设肿瘤组织中存在稀少的具有干细胞特征的"肿瘤起始细胞"即癌干细胞或肿瘤干细胞(CSC),促使肿瘤发生,对维持肿瘤生长和复发起关键作用,即CSC学说.对该学说虽有争论,但存在的共识远多于争议,已被众多学者接受且应用到CSC的研究中,在认识CSC的"stemness"和靶向CSC治疗肿瘤领域取得了进展,现作简要介绍.     

成体干细胞的可塑性及其在再生医学应用中的思索

近年来, 随着对胚胎干细胞研究的不断深入, 以及在此基础上对成体干细胞生物学特性的逐步认识, 人们发现, 成体干细胞除了具有较强的自我更新和增殖、分化潜能外, 还具有可塑性. 成体干细胞可塑性现象的发现, 使得人们对于今后应用它们进行细胞再生治疗以替代因损伤或疾病导致的组织缺损而充满希望. 尽管成体干细胞可塑性的发生机制及其在再生医学中的应用等问题尚存争议, 对于这些基本问题的深入探索无疑会使成体干细胞在未来的细胞和组织工程中具有广阔的应用前景.     

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     

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年,约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明,已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程,从而具有发育成完整个体的能力,证明了细胞的分化是可逆的。2006年,山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步,实现了细胞在体外的重编程,诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cell,iPS细胞）,证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,使干细胞研究能被所有人接受。同时,由于这些细胞来自于病人自身,在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。     

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的临床应用进展

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病特异的诱导多潜能干细胞,避免了移植中的免疫排斥问题,同时也可将其诱导分化为各种细胞类型并用于疾病模型的研究.本综述主要探讨iPS细胞的疾病模型和细胞治疗的研究进展,并就其存在的问题及应用前景进行浅析.     

胚胎干细胞向肝系细胞定向分化及其在肝再生中的应用

细胞移植和生物人工肝(bioartificial liver, BAL)作为终末期肝病的辅助治疗方法, 在越来越受到广泛关注的同时, 也面临着细胞来源、数量限制、存活期短、功能迅速降低等问题, 因此迫切需要寻找新的、合适的细胞来源. 胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从囊胚内细胞团(inner cell mass, ICM)中分离获得的、具有无限增殖能力和分化全能性的原始细胞, 能在特定的诱导条件下分化成各种组织 特异性细胞, 在临床上具有极其广阔的应用前景, 其向肝系细胞的定向分化使其可能成为肝脏细胞移植和BAL的一个重要细胞来源. 目前, 研究重点在于控制分化过程以获得足够数量的所需类型细胞. 本文概括了肝脏的发育与分化, 综述了ESC向肝系细胞定向诱导分化的最新研究进展, 并对其在肝再生中的应用和存在问题也进行了探讨, 希冀对该领域的研究提供一些新的思路.     

神经干细胞的体外培养和外源基因在其中的表达

神经干细胞（ｎｅｕｒａｌ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ,ＮＳＣｓ）是中枢神经系统中保持分裂和分化潜能的细胞,在研究神经系统的发育,分化以及治疗神经系统疾病中具有重要的作用,神经干细胞的移植已成为人们探索治疗神经系统疾病的新途径,成功地在体外对神经干细胞进行了分离和培养,并对其在胎鼠脑中的分布进行了鉴定,还证明带有ＧＦＰ（ｇｒｅｅｎ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｐｒｏｔｅｉｎ）报告基因的腺病毒感染神经干细胞后     

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。     

实验筛选到针对肿瘤干细胞的化合物

假设：肿瘤干细胞 人作为一个成体的存在是起始于一个细胞分裂之后由于所处环境及位置或其他一些目前仍未洞悉等因素的影响而发育成为不同的组织、器官。这就是所谓的全能性干细胞。而在成体内也存在着一些干细胞被称为成体干细胞,它们作为干细胞但是不能发育成一个个体．只能发育成特定的组织来源的细胞．譬如造血干细胞等。这些干细胞均具有两个特性：自我复制的能力和分化为其他细胞的能力;而肿瘤干细胞假设的提出即基于此。也即认为在肿瘤组织作为一个器官,其中存在着一群细胞。尽管数量很少,但是它们可以自我复制而且可以分化为其他种类的肿瘤细胞对人体造成相应的危害：而肿瘤经过治疗后复发和转移就是因为这群细胞发挥作用所致。     

激活素A促进人胚胎干细胞定向分化为视网膜色素上皮细胞

视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium,RPE)的功能紊乱、退化和丢失导致的感光细胞的损伤是造成老年性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)和视网膜色素变性(retinitis pigmentosa,RP)的主要原因.目前临床常规治疗只能延缓患者视力减退的进程,无法根治该类疾病.近期的临床研究表明,视网膜下腔移植RPE能够改善患者视力,这为RPE细胞用于临床治疗提供了很好的依据.由于原代RPE不能再生且资源有限,所以可以通过人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,h ESCs)分化获得RPE.为解决h ESCs自发分化获得RPE的效率很低、分化时程较长的问题,在常规分化RPE的前7天加入激活素A(Activin A),结果发现Activin A能够促进h ESCs向RPE的分化.鉴定结果表明,分化获得的细胞表达RPE相关蛋白:OTX2,MITF和BEST1,以及RPE特异标记物:MITF和RPE65,而且具有正常的形态特征和吞噬功能.上述结果表明分化得到的细胞具有RPE的基本特性.该分化方法能够为后期的研究和临床治疗提供大量的细胞.     

胚胎干细胞的研究与利用

小鼠胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ，ＥＳ ｃｅｌｌ）由小鼠囊胚期内细胞团（ｉｎｎｅｒ ｃｅｌｌ ｍａｓｓ）分离得到，具有在体外保持不分我限增殖能力；在胎鼠或成鼠体内胚胎干细胞可以分化形成各种细胞类型；在合适的增减条件下，胚胎干细胞可以定向诱经形成多种细胞类型。人们利用胚胎干细胞建立了多种细胞、组织的体外分化模型，发现并确定了一系列新的生物海性因子，并用于研究哺乳动物早期发育中细     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1+β2M-细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明, 骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力. 然而, 成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问. 以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC/HGF作为饲养细胞, 成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1⁺β₂M^-细胞(bone marrow derived Thy-1⁺β₂M^-cells, BDTCs)诱导为肝细胞, 经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实, 该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因, 分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能, 提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境. 这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持.     

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.     

维持Oct-4基因表达对小鼠胚胎干细胞分化的影响

通过导入外源性表达的Oct-4基因，使小鼠胚胎干细胞（ES细胞）在维甲酸诱导分化后仍继续维持Oct-4基因的表达，建立了Oct-4基因维持表达的ES－O细胞株。研究发现，在缺乏干细胞分化抑制因子LIF的情况下，Oct-4基因的维持表达本身并不能维持ES－O细胞的干细胞特性；在LIF存在时，Oct-4基因的维持表达增强了ES－O细胞维持干细胞未分化状态的能力, 而且部分抑制了维甲酸诱导的细胞分化，说明Oct-4基因与LIF协同作用才能维持ES细胞的未分化状态，在细胞分化过程中，ES－O细胞倾向于向神经细胞分化，提示Oct-4基因的维持表达可能与神经外胚层分化相关。     

人体器官的再生

不久前,科学家成功分离人体胚胎干细胞的新闻轰动了世界。胚胎干细胞是在构成人体的细胞中具有特殊分化功能的细胞,如果分离胚胎干细胞成为可能,那么种种人体脏器的再生就不再是梦想。我们