胚胎干细胞在眼科的研究进展论文

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1、胚胎干细胞在眼科的研究进展论文【摘要】胚胎干细胞是一类具有自我更新和高度增殖能力的全能干细胞。自1998年人类胚胎干细胞在体外成功培养后，国内外学者进行了大量的研究，越来越多的研究显示将胚胎干细胞作为细胞供体进行角膜移植和视网膜移植，可能补充损伤细胞，重建眼表和恢复视网膜功能，给一些难治性眼表及视网膜疾病的治疗提供了新的途径。本文就胚胎干细胞移植在眼科的应用前景作一综述。【关键词】胚胎干细胞移植细胞治疗0引言1998年，当Thomson等1第一次从胚胎中分离培养了人体胚胎干细胞，并随后发现它能分化为体内几乎所有的细胞以后.freelbryonicstemcells,ESCs)是来源于人或动物胚

2、胎内的细胞团或原始生殖嵴的一种多能细胞,几乎可以向所有的成年组织分化。多数致盲性眼病，如严重的眼表疾病、青光眼、视网膜色素变性等，均存在着不可逆的细胞损伤和变性的病理过程，因此，应用ESCs作为细胞供体进行移植治疗，可能补充损伤细胞，重建眼表和恢复视网膜功能，为这类疾病的患者重见光明带来了希望。本文将对ESCs在眼科的研究进展及应用前景进行综述。1胚胎干细胞概述1.1ESCs的生物学特性ESCs是从哺乳动物早期胚胎内细胞团(innercellmass,ICM)或原始生殖细胞(primarygermcell,PGC)经体外分离,抑制分化培养获得的一种二倍体细胞。这类细胞在适宜培养基中可无限增殖并

3、保持未分化状态，具有多向分化潜能，在体内体外都可形成广泛的细胞类型2,3。它具有以下特性:①ESCs具有分化的多潜能性在体外可诱导分化出属于3个胚层的分化细胞；②ESCs具有种系传递的功能；③ESCs具有长期的未分化增殖能力,细胞不仅能分化成各种器官组织而且能增殖生成新的保持同种性状的ESCs；④ESCs易于进行基因改造操作；⑤ESCs保留了正常二倍体的性质且核型正常。Thomson等建立的五株ESCs在体外经过4～5mo未分化增殖，依然保持分化形成滋养层及所有三胚层组织的能力，将ESCs注射到SCID小鼠，小鼠可形成含有三胚层组织来源的畸胎瘤。大多数哺乳动物ESCs细胞均表达较高的碱性磷酸酶

4、（AKP）活性,而且表达高端粒酶活性，即使培养1a，传代300代仍具有高端粒酶活性4。未分化的人ESCs除表达多潜能干细胞典型标记物如OCT4、AKP等外，还表达阶段特异性胚胎抗原3、4（SSEA-3，SSEA-4），高分子量糖蛋白TRA-1-60和TRA-1-80、TG30、TG343，而未分化的鼠ESCs不表达SSEA-3或SSEA-4，但特异性表达SSEA-1，说明人类和鼠的胚胎发育过程存在着基本种族差异5。尽管以上细胞标记物没有一个是完全的特异性ESCs标记物，但作为整体出现与ESCs未分化状态却有密切联系2。ESCs在体外可以扩增，又能维持不分化状态和发育全能性，可对它进行遗传操作，

5、因此，是进行细胞移植治疗的良好种子细胞。然而，明确控制胚胎干细胞向特定细胞分化的基因和环境信号，以及胚胎干细胞移植的组织相容性仍是一个难题，还需大量的实验和理论研究。1.2ESCs的信号转导在小鼠的ESCs研究中人们已经发现了两条各自独立的干细胞分子信号转导通路:白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor,LIF)通路和Oct4通路。它们在保持细胞多能性及支持其未分化状态的生长有重要作用。研究表明,LIF通过与gp130-LIF受体结合来激活转录因子STAT3(signaltransducerandactivatoroftranscription3)从而来支持ESCs的分

6、裂增殖。但最近有人报道:活化STAT3信号能维持鼠ESCs的多能性,但LIF/STAT3信号通路不能维持人ESCS的自我更新及多能性6,7。Oct4是一种POU-V相关的DNA结合转录因子,.freelma等12将小鼠ESCs用Ⅳ型胶原接触诱导后形成上皮祖细胞，其角膜上皮细胞特异性标记物K12表达阳性，鳞状上皮细胞标记物K14表达阴性。然后将诱导后的上皮祖细胞移植到以n－庚醇制备的角膜损伤小鼠模型，移植后24h可见受损角膜重新上皮化，修复细胞来源于移植的干细胞。有趣的是部分移植细胞呈现基底细胞或翼细胞外观，说明移植细胞同时出现了非角膜上皮细胞的特性。由此可见，对于双眼完全性角膜缘干细胞缺乏的病

7、例，ESCs很有可能为角膜缘干细胞移植和眼表重建提供充足的细胞来源。2.2胚胎干细胞与晶状体目前，人工晶状体植入在白内障治疗中得到世界范围的广泛应用，其手术方法的安全性是明确的，但是术后的调节问题一直没有得到很好的解决。2003年，国外研究者13以基质细胞来源的诱导活性（stromalcell-derivedinducingactivity,SDIA）为诱导剂，诱导猴ESCs分化成晶状体细胞，20