干细胞的研究与应用的前景

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1、干细胞研究与应用的前景一、干细胞的概述二、干细胞的研究进展三、干细胞的应用四、展望主要内容一、干细胞的概述干细胞（stemcells）一类来自胚胎、胎儿或成人的具有持久或终身自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞。根据发育阶段：胚胎干细胞（ESC）：是从早期胚胎的内细胞团中分离出来的一种高度未分化、具有多向分化潜能的细胞。成体干细胞（ASC）：是成体组织所具有的不断增殖、自我更新和组织特异性定向分化潜能的一类特殊的细胞群体干细胞的分类根据分化潜能的大小：全能型干细胞：能分化成机体所有细胞类型的细胞，如受精卵；多能型干细胞：产生两种以上不同

2、类型的分化细胞，如胚胎干细胞可以增值并分化成三个胚层共200多个细胞类型；单能干细胞：只能分化成单一类型的分化细胞，如神经元干细胞只能分化成神经元。1960年，James和Ernest发现并命名造血干细胞。1978年，第一个试管婴儿LouiseBrown在英国诞生。1981年，Evans等成功地建立了小鼠的ESC系。1996年，轰动世界的dolly羊诞生，引发了干细胞研究的热潮。1998年，美国科学家JumesThomson成功地培养出人类胚胎干细胞（ESC），使得利用人类ESC治疗各种疾病成为可能。1999年，MargarelGoodel

3、l实验室首先报道，小鼠源骨骼肌成体干细胞具有很强的横向分化能力，能分化形成各种血细胞。二、干细胞的研究进展2006年两项研究成果标志着干细胞技术从一种概念，转变成能够看得见的事实。美国科学家利用胚胎干细胞所衍生的运动神经元让瘫痪的老鼠恢复了行走能力；英国科学家从胚胎干细胞中培育出来的精子，并使之与卵细胞结合，生育出幼鼠。2007年，《Nature》和《Cell》同时刊出美国和日本两个研究报告，证实皮肤细胞经基因直接重组后，具有胚胎干细胞特性，称为诱导性多能干细胞(iPS)，进一步推动了干细胞发展。2010年1月韩国《朝鲜日报》报道，韩国建国

4、大学兽医学院教授利用人类脐带血干细胞成功治愈了脊髓受伤导致两条后腿瘫痪的狗。分离和体外培养各种来源的干细胞的技术不断成熟,更是引发了新一轮的干细胞研究热潮。世界各主要国家都加大了对其的研究力度。1.细胞移植2.组织器官的构建3.制备克隆和转基因动物的高效材料4.新药开发的工具细胞5.生物学基础研究6.在美容方面的应用三、干细胞的应用1.细胞移植干细胞可培养进行不定期分化并产生特化细胞，且具有一定的迁移能力，能到达损伤或疾病部位并产生新的细胞。可以用于临床细胞移植治疗很多疾病，目前在临床主要用于以下方面：组织坏死性疾病如缺血引起的心肌坏死、肿

5、瘤等；退行性病变如帕金森综合征等；自体免疫性疾病如胰岛素依赖型糖尿病等。实例以色列工学院最近宣布，科学家首次从胚胎干细胞中培养出人类心脏组织，该组织可以自然跳动，并且有新生心脏组织的电特性和机械性。这项实验证明：以细胞移植治疗心脏病的可能性是巨大的。2.组织器官的构建将干细胞作为种子细胞，与可降解支架材料联合培养，在体外构建有活性的种植体，修复组织缺损或再生组织和器官。人们在体外已实现了多部位软骨组织，如筒状软骨，耳廓样软骨等的构建，并已成功地在体内进行了关节软骨缺损及尿失禁的治疗。干细胞在口腔领域以及神经系统损伤修复方面也取得了重大进展。

6、如修复重建牙齿组织，修复人工神经导管周围神经长距离缺损等。生物反应器正在搅拌由聚合物载体和细胞构成的生物人工人体部件(软骨)人工血管人工软骨耳新骨生长填补骨间空隙利用胚胎干细胞系作为载体，将外源基因导入胚胎干细胞，在体外对胚胎干细胞进行修饰和筛选，将胚胎干细胞注人胚泡，这种胚胎干细胞则可以和受体胚胎一起发育成表达外源基因的嵌合体，并可稳定传递给后代，获得稳定、满意的转基因动物。3.克隆和转基因动物的高效材料Wilaysa利用长期传代(30代以上)的小鼠胚胎干细胞克隆出的小鼠韩国某公司同首尔国立大学（SNU）合作，用脂肪组织的干细胞成功克隆了

7、两只小狗。优越性：体细胞克隆容易出现个体的畸形，早衰，早产，流产和死胎等。通过采用干细胞来克隆动物可以克服许多用体细胞克隆的弊端，如提高成功率，降低早衰率。干细胞克隆技术与转基因技术完美结合的转基因动物研究是动物生物工程中最诱人和最有发展前景的课题之一。转基因动物的应用主要有：疾病的动物模型：尤其是单基因遗传病。用于研究疾病的发病机理、药物筛选、药物治疗、毒物测试；家畜品种的改良；作为医用器官移植的供体；生物反应器：药用或食品蛋白的大量生产，即转基因动物制药；这些猪能提供可用于人类器官移植的心脏、肝脏和肾等。人心猪美国创造全球首只“人羊”为

8、器官移植寻找新路通过乳腺生物反应器的方式，可得到治疗一些疑难病症的药物。把一些目的基因（能治疗这种疾病的基因）注射到一个奶牛受精卵的原核里，通过基因整合，胚胎发育，然后将其移入