资源 > 知识 > 生命科学 >关于干细胞

关于干细胞

干细胞研究相关产品请点击此处

1. 什么是干细胞？

干细胞有两种类型：胚胎干细胞（ES细胞）和成熟干细胞.

成熟干细胞是非专门化的细胞，在分化（专门化）组织中存在。这些细胞在骨髓，眼睛的角膜和视网膜，脑部，骨骼肌，牙髓，肝脏，皮肤，胰腺和有机体的消化道内壁存在。

成熟干细胞在体内可进行自我更新，不会分化成为器官。他们具有多潜能，能够分化成为祖细胞，祖细胞可以进一步分化为成熟的特定细胞。比如，肝干细胞可以分化为功能性肝细胞，但是不清楚在体内是否会分化为其他类型的细胞。

成熟干细胞很少，而且不容易从器官中识别，提取，纯化。而且在体外，成熟干细胞也不能长时间进行自我更新。由于不能在培养皿中进行增殖，研究者和临床工作人员通常不能获得足够用于移植治疗的标准细胞替代品。

胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESCs，简称ES、EK或ESC细胞。）来自是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。胚胎干细胞具有多能性，可以分化为体内各种类型的细胞。科学家证实胚胎干细胞可以发育成为外胚层、中胚层及内胚层三种胚层的细胞组织。包括三种胚层细胞的囊泡体外实验或者将ES细胞注射到免疫抑制小鼠形成畸胎瘤或者嵌合体的体内实验可以证实上述说法。

胚胎干细胞具有独特的自我更新能力。胚胎干细胞每个新的拷贝保留了同样的多能性分化潜能。胚胎干细胞研究的主要任务是直接将这些细胞分化成为特定的细胞。因为ES细胞能够在体外培养时进行自我复制和长时间增殖，所以研究者可以无限制的获得胚胎干细胞用于研究。

2. 胚胎干细胞研究的意义？

发育生物学:研究者利用人胚胎干细胞研究影响体内胚胎发育的基因，营养元素生长因子和其他环境因素等。通过揭示好研究人胚胎发育中的重大事件，研究者更好理解了基于细胞疾病的病理过程，出生缺陷，胚胎发育在染色体异常影响。这些是体外研究获得的知识，可以更好的了解体内发育过程。

药物筛选和毒性测试:虽然药物筛选和药物研发中使用动物检测很重要，但是物种之间生物系统的内在差异意味着动物研究不能一直预测药物在人细胞上的效果。人胚胎干细胞可以制备高纯度的特定细胞，这些细胞可以用来鉴定潜在药物，同时评估临床实验前药物的毒理。候选药物在体外运用到特定组织会带来更安全更有效的治疗方法，提供了药物副作用的早期预警系统。

再生医学和治疗细胞移植：基于细胞的疾病治疗时通常移植新的“替代品“。人的胚胎干细胞可以分化为特定类型的细胞，之后可以移植到病人体内。由于hES细胞可以在实验室内培养，这些细胞具有分化成各种特定类型细胞的潜能，所以可运用于很多推行性疾病的资料。虽然在hES移植治疗中仍然有很多挑战，但是在治疗退行性疾病，比如帕金森病，糖尿病，脊髓损伤，心力衰竭，成骨不全症等方面有治疗的希望，促使更多科学家投入到相关的研究中去。

3. 诱导多能干细胞：什么是诱导多能干细胞？

诱导多能干细胞属于成体细胞，通过强制导入表达的基因重编程为类似胚胎干细胞的状态，对维持胚胎干细胞有着重要的影响。虽然这些细胞符合多能干细胞的认定标准，但是尚未了解iPS细胞和胚胎干细胞在临床方面是否存在显著不同。2006年首次公开小鼠的iPS细胞，2007年底才公开人类的iPS细胞。小鼠iPS细胞表现出多能干细胞的重要特征，包括表达干细胞标记物，形成来自三个胚层细胞的肿瘤、当注入小鼠初期发育的胚胎能够分化成许多不同的细胞组织。人iPS细胞能表达干细胞标记物，是一种能够产生所有三种胚层的特征的细胞。（来自： www.nih.gov）

4. 什么是细胞重编程？

细胞重编程是将特定类型细胞转化成其他细胞类型。尤其是直接重编程体细胞，比如成纤维细胞转化成多能细胞，比如诱导性多能干细胞，或者iPS细胞。2006年，干细胞研究领域出现了革命性的发现。逆转录病毒载体过表达小鼠4种转录因子Oct4, Sox2, Klf4, 和 c-Myc (mOSKM)，将小鼠胚胎成纤维部分重编程成为诱导性多能干细胞（iPS）(Takahashi 和 Yamanaka 2006). 接下来其他实验室制备了完全重编程的小鼠iPS细胞系，这些细胞实验证实具有小鼠胚胎干细胞（ES 细胞）相当功能，能够形成嵌合小鼠(Wernig et al 2007)。相应的，重编程也可以在人细胞上操作。使用hOSKM转录因子 (Yamanaka 2007) 或者使用一套因子组合（用Nanog和Lin28代替Klf4 和 c-Myc ）(Thomson 2007)可以制备iPS。

重编程的发展历程

重编程技术和递送技术近年来迅速发展，现在已经可以采用多种方法递送和表达必要的重编程因子进行直接重编程。这些方法包括整合逆转录和慢病毒载体，dox诱导表达系统和减少或者去除插入到宿主细胞基因组的瞬时或者可割取的方法。最近突破性的技术是在2010年9月干细胞会议上发布的修饰合成mRNAs，可以高效的进行人成纤维细胞的重编程，基因组不会发生改变。该项学术研究加速了其他策略的发展，会有更多的研究成果。