歡迎進入廣東祥壽生物科技集團股份有限公司官網!

聯系我們
服務熱線
4008505338
地址:佛山市南海區獅山鎮321國道仙溪段廣東生物醫藥産業基地一期第一組團C棟3樓303室
地址:佛山市南海區西樵鎮碧霞一路12號德昌大廈5樓505
當前位置:主頁 > 産品中心 > 幹細胞 >
幹細胞
浏覽: 發布日期:2017-03-28
 
幹細胞項目介紹

        幹細胞英文爲stem cell,幹細胞是指一類具有自我更新、無 限增殖和多向分化的多潛能細胞群體,即這些細胞可以通過細胞分裂維持自身細胞群的大小,同時又可進一步分化成爲各種不同的組織細胞,從而被醫學界 稱之爲"萬用細胞"。細胞在形態上具有共性,通常呈圓形或橢圓形,細胞體積小,核相對較大,細胞核多爲常染色質,並具有較高的端粒酶活性。 
 
幹細胞
         
        一、幹細胞應用原理 
幹細胞治療疾病一定要選取安全培養的最佳幹細胞,幹細胞一旦進入患者體內,由于其生物特性,它會"有目的"地遷移到該去的病竈處,先是分泌很多種營養因子,促進或保護損傷細胞的恢複,然後與因病、傷、退變而凋亡的細胞親密地終生結合,之後隨著細胞數量的不斷分化、增長來替代、修複受損的細胞同時激活體內休眠的細胞,逐漸地恢複相應的功能。
 
       幹細胞是人體內最原始的細胞,它具有較強的再生能力,在幹細胞因子和多種白細胞介素的聯合作用下可擴增出各類的細胞。在99年末的年度世界十大科技成果評選中,"幹細胞研究的新發現"榮登榜首。幹細胞研究有不可估量的醫學價值。分離、保存並在體外人工大量培養使之成長爲各種組織和器官成爲幹細胞研究的首要課題。當前,對幹細胞的分離和培養技術獲得了重大進展,利用單克隆免疫吸附能識別細胞類型或細胞譜系的表面抗原,其分離純度和細胞活力都很高。99年以色列魏茨曼科學院將白介素-6與幹細胞內的受體分子合並研制出一種新分子,可使幹細胞在維持原本特性的基礎上進行自我增殖且細胞壽命也有所延長。在臨床運用中,造血幹細胞應用較早,在五十年代,臨床上就開始應用骨髓移植來治療血液系統疾病。到八十年代,外周血幹細胞移植技術逐漸推廣。美國StmlellsCsliifornia公司用血液幹細胞在小鼠體內培育出成熟的肝細胞。胚胎幹細胞目前許多研究工作都是以小鼠胚胎幹細胞爲研究對象,神經幹細胞的研究仍處于初級階段。
 
        我國現已掌握了臍血幹細胞分離、純化、冷凍保存以及複蘇的一整套技術,並開始在上海籌建我國第一個臍血庫。在北京,北京醫科大學人民醫院細胞治療中心也正在籌建全世界最大的異基因臍帶血幹細胞庫,計劃到2002年完成冷凍5萬份異基因臍帶血幹細胞,爲全世界華人患者提供臍帶血幹細胞做移植用。2000年初,我國東北地區首例臍血幹細胞移植成功。
 
        我國在"治療性克隆"研究領域獲得重大突破,"治療性克隆"課題被列爲國家級重點基礎研究項目。此課題分爲上、中、下遊三塊,上海市轉基因研究中心成國祥博士負責上遊研究,上海第二醫科大學盛惠珍教授和曹誼林教授分別主持中、下遊的研究工作。其整體目標是,用病人的體細胞移植到去核的卵母細胞內,經過一定的處理使其發育到囊胚,再利用囊胚建立胚胎幹細胞,在體外進行誘導分化成特定的組織或器官,如皮膚、軟骨、心髒、肝髒、腎髒、膀胱等,再將這些組織或器官移植到病人身上。利用這種方法,將從根本上解決同種異體器官移植過程中最難的免疫排斥反應,同時還使得組織或器官有了良好的、充分的來源。目前,由上海市轉基因研究中心負責的上遊研究工作,即把病人的體細胞移到去核的卵母細胞並經一系列的處理發育至囊胚取得成功。這個中心創建的三種技術路線方法,即"體細胞克隆哺乳動物的制備方法"、"獲得治療性克隆植入前的制備方法"以及"用于治療性克隆的人體細胞組織器官保存方法"均已收到國家知識産權局同意專利申請的受理通知。
        爲了一個人的形成,單個受精卵將産生數以億計的細胞和250多種不同的細胞類型。幸而,直到最後一個細胞和器官發育形成之時,所有的一切仍未結束。貫穿于整個生命的,是大多數組織繼續産生新的細胞以替換損耗的老細胞或滿足新的生命活動的需要。比如,當運動員在高海拔地區進行訓練的時候,循環系統中血細胞的數量相應增加以滿足運輸更多氧氣的需要。很顯然,在諸如皮膚,毛發,骨骼,骨髓,腸這樣的組織中,細胞再生能力已得到證實;但這種現象很可能在所有器官中都不同程度地存在著,包括大腦在內,而慣常的觀點是,神經元是不可再生的。
 
        組織更新和修補自身的能力來源于稱爲幹細胞的小細胞團。幹細胞存在于生命的全過程,在體內微環境中被專門的“看護”細胞緊密包圍。“看護”細胞提供生長因子和信號分子保持幹細胞的特性――分化能力,以及在特定生命周期中分化爲特化細胞的同時又能自我複制的能力。矛盾的是,幹細胞的自身分裂十分有限,而它們的子細胞在最終形成特化細胞的過程中,有非凡的繁殖力。
 
        幹細胞以及他們能維持一定數量的能力一直深深吸引著生物學家們[1],如今更爲狂熱。由于人們意外的發現成熟組織中的幹細胞可以重新程序化,即使效率極低,但仍然可以分化爲其他來源的細胞。[2]比如,在正常情況下,成年鼠的少數造血幹細胞可生成肌肉組織,神經系幹細胞可生成血液。這些報告使得將來受損組織用同一個體內其他組織的殘余幹細胞來修複成爲可能。
 
        二、懸而未決的問題
 
        另外兩項研究也引起了科學界和公衆的廣泛關注。去年,有兩個研究小組宣布他們從人類胚胎和胎兒的生殖細胞中分離出了多能幹細胞(pluripotential)――可以分化爲多種細胞類型的幹細胞。緊跟著,就是衆所周知的來自成熟體細胞的克隆羊多莉(dolly)及克隆鼠的誕生。
 
        這些有著巨大新聞價值的研究層出不窮,引起了世界性的關于道德和倫理規範的討論風暴,而且到現在還在爭論。比如在美國,公衆的反對迫使NIH停止對人胚胎幹細胞的研究提供資助。這些爭論使許多研究人員開始意識到,他們必須就一些基本問題與迫切的公衆和立法者進行有效的交流,其中包括“人的生命何時開始?”“成爲人意味著什麽?”“什麽是胚胎,它在什麽時候變成人?”。
 
        科學家們是否能回答這些複雜的問題還有爭執,這裏我不打算繼續深入討論。我只想確定這個事實:在回答另一個更重要的基本問題“我們怎樣才可能把幹細胞用于醫藥領域?”之前,我們的確還需要更多的信息。
 
        三、采取哪種方法?
 
        最基本的,我們必須進一步研究人體所有組織的幹細胞。第一步,我們需要確定分子標記,它們能將寥寥無幾的幹細胞從他們龐大的子細胞中區分開來。此外,還需了解幹細胞與所處的微環境之間的相互作用,以及微環境如何對機體的需求作出反應。我們僅對骨髓中的造血幹細胞的相關信息有一定了解,這將有助于在臨床治療中增加受損組織中殘留的幹細胞的數量。現在,我們已經能夠培養少量造血幹細胞以重建人的血液系統。
 
       設定一個最壞的狀況,一個慢性病患者失去了某種組織的大部分幹細胞,必須要用替代療法才能生存。如今,最可行的方案是采用另一個體相應組織的幹細胞來補充。但是,這種方案也相當危險,由于捐獻者與患者沒有遺傳上的相容性,移植很快因免疫排斥而失敗。
 
       一種改進方案是用所謂“自體同源幹細胞(autologous stem cells)”的幹細胞來進行治療,這種幹細胞與患者的基因型完全相同。雖然目前還不可行,但是我們已經有了一定的設想。一種方案是分離、培養患者的另一組織的幹細胞,比如骨髓或皮膚的,再把這些成熟幹細胞在體外重新程序化。爲了了解怎樣才能重新程序化幹細胞,我們需要一系列的實驗,來研究沉默基因的重新激活,以及激活基因被關閉的機制。例如“早期胚胎細胞分化爲不同細胞系的機制研究”就會給我們相當的啓示。如果我們理解了遺傳基因控制正常發育的實現過程,我們將更容易地在實驗室裏進行有目的地控制基因表達和細胞分化的方向。
 
      另一種方法是用來源于囊胚期的胚胎的多能幹細胞。囊胚期是指卵子剛剛受精但尚未種植到子宮的階段,此時胚胎稱爲胚泡。胚泡大約由100個細胞組成,其中包含一些特化性較少的幹細胞,可在培養中不確定地誘導分化爲多種細胞形式(如圖)。最早的人類多能幹細胞是從體外受精的臨床病例中得來的多余胚泡。這個裏程碑式的事件是James Thomson領導的University of Wisconsin, Madison的實驗室在1998年的成果。另一個在澳大利亞的Monash University的實驗室最近宣布了相似的實驗結果。現在這兩個小組正在進一步研究這些多能幹細胞和子細胞的特征。
 
       這些工作爲人類胚胎早期發育中基因功能研究提供無價的數據資料。不幸的是直到現在,我們對這一領域知之甚少,部分由于聯邦經費對胚胎研究的限制。盡管胚胎發育在進化中高度保守,但是脊椎動物胚胎發育中一些細節上的差異,足以證明鼠和人之間並不是所有的基因都具有相同功能。因此,在模式動物研究中得來的信息不能充分體現出我們在人類幹細胞中研究中的問題。
 
        四、公衆眼中的幹細胞
 
        用人類多能幹細胞進行研究引起爭議是由于他們來自人類的受精卵,在某些人認爲人的生命始于受精。那麽在理論上,用體細胞核轉移的方法生成自體同源幹細胞引起的爭議會少一些。這種方法是把成熟細胞的細胞核轉入一個去核的未受精卵細胞中,在實驗室裏,這個卵細胞發育成胚泡,研究人員可從中分離培養多能幹細胞系。最近,Monash University的研究人員用這項技術在小鼠上取得了成功。他們在1000多個轉移基因標記的細胞核的去核卵細胞中,獲得一個胚胎幹細胞系。如果這種“治療性克隆”能夠在效率上更提高一些,那麽這對人類幹細胞的研究同樣有意義。
 
        既然實驗用的卵細胞是去核和未受精的,無不同個體的遺傳物質融合,從而未發生受精過程,所以用這種方法制造的幹細胞在道德和倫理上將更容易被人們所接受。此外,由于胚胎幹細胞不能獨立發育成胎兒,所以他們不是胚胎。然而,從理論上講,體細胞核轉移産生的胚泡不僅只用于幹細胞的産生,把這樣的胚泡移植到婦女子宮中也有可能克隆人。嘗試此類研究與現行道德准相駁,也是違法行爲。另外,這樣的行爲會使許多不負責任的人們有所企圖,無法控制倫理道德標准,而且有可能使人爲的和有目的地制造畸形嬰兒成爲可能。
 
        這些爭議對一些更極端的反對者來說還不是關鍵,他們認爲只有對于一個已經去世的人,體細胞核轉移技術才可以接受。往往在聯邦經費資助人類幹細胞的科學研究之前,一個基于相互尊重的信仰的公衆討論就已經開始,無論這種研究是以治療人類疾病爲目的還是以基礎研究爲目的。
 
        可以認爲這種爭論本身,是一個好的事情,因爲它激發了公衆對生物學和複制的興趣及關注,這些內容以往在學校裏不能有效的傳授給學生。(克隆青蛙往往不能象克隆人類自己那樣使高中的學生們産生興趣,而且人類肢體再生的案例就可以引導學生展開有關人類肢體的形成和哪些基因産生手臂而不産生腿之類的討論,象這樣的說法未免太牽強了一點。)
 
        無論怎樣,幹細胞研究的前提是將會得到新的實質意義上的治療方法。因此,科學家們必須十分謹慎,避免媒體對基因治療過分誇大的報道,否則會失去公衆的信任和信心。在應用人多能幹細胞時,也必須十分留心。就像我們看到的那樣,對公衆中的某些人來說,這些細胞的來源相當于破壞人的生命。事實是在我們確切知道幹細胞治療的實際用途之前,還有許多障礙要跨越。當我們向前繼續探索的每時每刻,我們必須誠實。
 
[1] Readers interested in references and further reading about stem cells and the ethical debates surrounding them should consult the many review articles in Science, 287, pp. 1417-1442 and Cell 100, pp. 143-168.
 
[2] Science, Vol. 287, Fig. 1, p. 1428, 25 February 2000, © AAAS.
 
原文:Advances in Stem Cell Research ,Brigid Hogan