漫談干細(xì)胞細(xì)胞功能細(xì)胞的成長與分裂30,000個(gè)基因細(xì)胞是機(jī)體組成的基本單位細(xì)胞細(xì)胞群組織機(jī)體增殖分化干細(xì)胞的定義干細(xì)胞（Stemcell）即起源細(xì)胞在細(xì)胞的分化過程中，細(xì)胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最終衰老死亡。機(jī)體在發(fā)展適應(yīng)過程中為了彌補(bǔ)這一不足，保留了一部分未分化的原始細(xì)胞。

干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。干細(xì)胞的特點(diǎn)干細(xì)胞有以下特點(diǎn)：（1）干細(xì)胞本身不是處于分化途徑的終端。（2）干細(xì)胞能無限的增殖分裂。（3）干細(xì)胞可連續(xù)分裂幾代，也可在較長時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)。（4）干細(xì)胞通過兩種方式生長，一種是對稱分裂--形成兩個(gè)相同的干細(xì)胞，另一種是非對稱分裂--由于細(xì)胞質(zhì)中的調(diào)節(jié)分化蛋白不均勻地分配，使得一個(gè)子細(xì)胞不可逆的走向分化的終端成為功能專一的分化細(xì)胞；另一個(gè)保持親代的特征，仍作為干細(xì)胞保留下來。分化細(xì)胞的數(shù)目受分化前干細(xì)胞的數(shù)目和分裂次數(shù)控制?？梢哉f，干細(xì)胞是具多潛能和自我更新特點(diǎn)的增殖速度較緩慢的細(xì)胞。干細(xì)胞的分類全能干細(xì)胞(totipotent)多能干細(xì)胞(pluripotent)單能干細(xì)胞(multipotent)按分化潛能按發(fā)育狀態(tài)胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞是一種高度未分化細(xì)胞：它具有發(fā)育的全能性，能分化出成體動物的所有組織和器官，包括生殖細(xì)胞；研究和利用ES細(xì)胞是當(dāng)前生物工程領(lǐng)域的核心問題之一；在未來幾年，ES細(xì)胞移植和其它先進(jìn)生物技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用很可能在移植醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)革命性進(jìn)步。干細(xì)胞的用途治療遺傳性疾病和惡性腫瘤；以干細(xì)胞為種子培育成組織和器官，用于移植醫(yī)學(xué)；抗衰老，延年益壽。干細(xì)胞的應(yīng)用

器官修補(bǔ)更新

人造器官與組織的來源

新藥開發(fā)

基因功能研究

基因治療的工具

毒理、藥理研究

癌癥研究干細(xì)胞工程

核移植去核胚胎干細(xì)胞組裝胚胎干細(xì)胞組織干細(xì)胞各種組織器官體外誘導(dǎo)培養(yǎng)干細(xì)胞治療的進(jìn)展科學(xué)家們認(rèn)識到干細(xì)胞可能成為一種“拯救生命”的有效的疾病治療手段。例如：小劑量純化的造血干細(xì)胞足可使患者骨髓再生，可以避免腫瘤病人進(jìn)行自體骨髓移植時(shí)所致的瘤細(xì)胞（尤其是白血病細(xì)胞）污染。例如：成熟的神經(jīng)系統(tǒng)中存在的干細(xì)胞，在某些因素誘導(dǎo)作用下，可增殖和定向分化，給神經(jīng)退行性疾病(如帕金森氏病)、骨髓損傷患者帶來新的希望。造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞是體內(nèi)各種血細(xì)胞的唯一來源，它主要存在于骨髓、外周血、臍帶血中。造血干細(xì)胞的移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多發(fā)性轉(zhuǎn)移性腫瘤疾病的最有效方法。與骨髓移植和外周血干細(xì)胞移植相比，臍血干細(xì)胞移植的長處在于無來源的限制，對HLA配型要求不高，不易受病毒或腫瘤的污染。干細(xì)胞的分離和獲取1998年美國有兩個(gè)小組分別培養(yǎng)出了人的多能干細(xì)胞：JamesA.Thomson在Wisconsin大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組從人胚胎組織中培養(yǎng)出了干細(xì)胞株。他們使用的方法是：人卵體外受精后，將胚胎培育到囊胚階段，提取innercellmass細(xì)胞，建立細(xì)胞株。經(jīng)測試這些細(xì)胞株的細(xì)胞表面marker和酶活性，證實(shí)它們就是全能干細(xì)胞。用這種方法，每個(gè)胚胎可取得15－20干細(xì)胞用于培養(yǎng)。JohnD.Gearhart在JohnsHopkins大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)研究小組也從人胚胎組治中建立了干細(xì)胞株。他們的方法是：從受精后5－9周人工流產(chǎn)的胚胎中提取生殖母細(xì)胞(primordialgermcell)。由此培養(yǎng)的細(xì)胞株，證實(shí)具有全能干細(xì)胞的特征。

hematopoieticstemcells

克隆技術(shù)的發(fā)展克隆來源與英語“clone”或“cloning”的音譯，曾譯為無性生殖或無性繁殖，即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂而形成的純細(xì)胞系，這個(gè)細(xì)胞系每個(gè)細(xì)胞的基因彼此是相同的?？寺〖夹g(shù)第一個(gè)發(fā)展時(shí)期—微生物克隆。克隆技術(shù)第二個(gè)發(fā)展時(shí)期—生物技術(shù)克隆?？寺〖夹g(shù)第三個(gè)發(fā)展時(shí)期—動物克隆。Dolly：

1996年7月5日世界上第一只克隆羊Dolly由英國愛丁堡大學(xué)的伊恩博士研制成功，2003年2月14日由于肺結(jié)核而被安樂死，它的標(biāo)本于2003年4月9日陳列于蘇格蘭首都愛丁堡國家博物館。

克隆羊多利（Dolly）的誕生英國Roslin研究所克隆羊多利(Dolly)的誕生揭示一個(gè)全新概念：由成年機(jī)體的一個(gè)體細(xì)胞核，可以復(fù)制一個(gè)基因完全相同的新生命個(gè)體?？寺∈?、克隆牛等實(shí)驗(yàn)的成功進(jìn)一步驗(yàn)證了其科學(xué)性將體細(xì)胞核移植去核卵細(xì)胞形成的克隆細(xì)胞，其基因組DNA與細(xì)胞核供體一致，由克隆細(xì)胞復(fù)制出可供移植、無免疫排斥的各種組織細(xì)胞、器官，是21世紀(jì)生命科學(xué)的一個(gè)新里程碑。Dolly的啟示成體干細(xì)胞心肌細(xì)胞可以修復(fù)嗎?

實(shí)驗(yàn)：

CD133+是stemcell的一個(gè)表面標(biāo)志.從人類的肝臟取CD133+細(xì)胞先培養(yǎng)(VEGF)，然后種植在老鼠耳朵上。用羊水干細(xì)胞培育出多種人體組織

2007年，美國科學(xué)家阿塔拉從女性子宮的羊水中提取出干細(xì)胞，并用這些干細(xì)胞培育出多種人體組織。提取羊水無損母親健康，該成果不僅避免了關(guān)于胚胎干細(xì)胞的倫理爭論，而且為今后的醫(yī)學(xué)治療開辟了新途徑。這項(xiàng)研究由美國維克森林大學(xué)和哈佛大學(xué)的科學(xué)家共同進(jìn)行，研究成果發(fā)表在《自然－遺傳學(xué)》期刊上。研究發(fā)現(xiàn)，從羊水中提取的干細(xì)胞含有大量與胚胎干細(xì)胞相同的成分，可以培育成各種人體組織，如大腦、肝臟和骨骼等。安東尼·阿塔拉第一種方式：治療性復(fù)制(therapeuticcloning)，也就是利用體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移(SCNT)的技術(shù)，先將捐贈者的卵子DNA移除或破壞，再將病患本身的體細(xì)胞DNA微注射至卵子里，最后再從這些卵子分裂得到的囊呸里分離出為病患量身打造的胚胎干細(xì)胞。未來如何將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在人類的身上和提高體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移的成功率，將是最具挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵技術(shù)。

第二種方案：將體細(xì)胞”返老還童”變成胚胎干細(xì)胞。

為病患訂做胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)式多能性干細(xì)胞

(inducedpluripotentstemcells,iPScells)2006年，日本京都大學(xué)山中伸彌（ShinyaYamanaka)發(fā)現(xiàn)將四個(gè)基因送入已分化完全的小鼠纖維母細(xì)胞，即可以把纖維母細(xì)胞重新設(shè)定變回具全能性的類胚胎干細(xì)胞。2007年，山中伸彌研究小組和美國波士頓的RudolfJaenisch的研究團(tuán)隊(duì)分別制造了第二代iPS細(xì)胞，不但具有和胚胎干細(xì)胞幾乎一樣的基因印痕模式，它們也可順利地和成鼠形成嵌合體并產(chǎn)生后代。這項(xiàng)結(jié)果顯示藉由老鼠體細(xì)胞”返老還童”的第二代iPS細(xì)胞已經(jīng)跟胚胎干細(xì)胞幾乎是具有一模一樣的特質(zhì)了!

2007年11、12月山中伸彌研究團(tuán)隊(duì)再次成功地利用3-4個(gè)基因?qū)肴祟惼つw細(xì)胞病將其成功地轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞!同時(shí)，美國威斯康新的JamesThomson研究團(tuán)隊(duì)利用4個(gè)基因?qū)⑷祟愺w細(xì)胞重新設(shè)定變回干細(xì)胞！42007年底，美國波士頓GeorgeDaley實(shí)驗(yàn)室利用山中伸彌建立的技術(shù)，從病人門診時(shí)取得的皮膚細(xì)胞量身訂作一個(gè)私人的干細(xì)胞庫，讓iPS細(xì)胞用來治療人類退化性疾病已經(jīng)邁入真正的臨床新紀(jì)元了！誘導(dǎo)式多能性干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)流程中國科學(xué)家的貢獻(xiàn)-iPS細(xì)胞的全能性

2009年6月15日《JournalofMolecularCellBiology》：上海生化與細(xì)胞所研究人員將豬的細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變成了多能干細(xì)胞，為建立人類遺傳病模型、培育供人類器官移植的轉(zhuǎn)基因動物以及開發(fā)耐受豬流感等疾病的豬開創(chuàng)一條道路。

2009年7月23日《Nature》：周琪、曾凡一研究小組自主構(gòu)建了37株iPS細(xì)胞系；然后把其中6株的iPS細(xì)胞分別注入1500多枚四倍體囊胚，進(jìn)而植入一群代孕白鼠的子宮。27只黑鼠確實(shí)由iPS細(xì)胞發(fā)育而來。它們由此成為世界上第一批完全由iPS細(xì)胞孕育而成的活體小鼠，有力地證明了iPS細(xì)胞具有真正的“全能性”。27只黑鼠先后與普通白鼠成功配種，陸續(xù)生下數(shù)百只第二和第三代小鼠?！笆蟀职帧鄙駷椤笆鬆敔敗?，過起了“兒孫繞膝”的幸福生活。

2009年7月23日《CellStemCell》：高紹榮組重編程了小鼠細(xì)胞，從而分離出了5個(gè)新的iPSC系。利用其中一個(gè)細(xì)胞系能夠培育出存活到出生的四倍體互補(bǔ)胚胎，而且一個(gè)胚胎還存活到了成年。定制治療用iPS實(shí)驗(yàn)流程在世紀(jì)之交，人類基因組計(jì)劃引起全世界的關(guān)注，它被譽(yù)為是與阿波羅計(jì)劃、曼哈頓計(jì)劃并列人類歷史三大計(jì)劃，但就這一個(gè)全世界關(guān)注的科學(xué)成果，卻在1999年度美國《科學(xué)》雜志評選的1999年度世界十大科學(xué)突破中僅排位第二。而干細(xì)胞生物學(xué)被1999年美國《科學(xué)》推舉為二十一世紀(jì)最重要的十項(xiàng)科學(xué)領(lǐng)域之首，使“人類基因組計(jì)劃”位居其后。2008年干細(xì)胞研究成果再度入選《科學(xué)》、《自然》評選的當(dāng)年十大科技成就。干細(xì)胞研究具有不可估量的醫(yī)學(xué)價(jià)值，干細(xì)胞具有非凡的再生能力，可以培養(yǎng)出各種特定的細(xì)胞組織。將促使科學(xué)家們重新認(rèn)識細(xì)胞生長、分化的基本生命原理。干細(xì)胞研究腫瘤：機(jī)體在各種致癌因素作用下，局部組織的細(xì)胞異常增生形成的新生物腫瘤來源于腫瘤干細(xì)胞腫瘤由腫瘤干細(xì)胞驅(qū)動形成腫瘤干細(xì)胞假說干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的相似性

自我更新；產(chǎn)生分化程度不同、表型特征不同、增殖潛能不同的細(xì)胞，以及構(gòu)成組織；激活抗凋亡途徑；遷移和轉(zhuǎn)移。存在于腫瘤組織中、數(shù)量稀少的、具有干細(xì)胞性質(zhì)的細(xì)胞群體具有自我更新的能力，是形成不同分化程度腫瘤細(xì)胞和腫瘤不斷擴(kuò)大的源泉腫瘤干細(xì)胞系列稀釋的小鼠白血病細(xì)胞移植到同品系的動物體內(nèi)，移植細(xì)胞僅有1-4％能形成脾臟克隆從小鼠腹水中分離骨髓瘤細(xì)胞,體外集落培養(yǎng)僅1/10000-1/1000癌細(xì)胞能形成集落,而且與在體內(nèi)利用脾臟培養(yǎng)的克隆形成率一致從急性淋巴細(xì)胞白血病病人中分離出不同種類的白血病細(xì)胞，表面標(biāo)記為CD34＋CD38-的細(xì)胞移植到NOD/SCID小鼠后能夠形成克隆，而其他細(xì)胞都不具有致瘤性正式提出CancerStemCell的概念從乳腺癌患者分離CD44＋CD22-/low的癌細(xì)胞200個(gè)，然后移植于小鼠身上形成乳腺癌；再從小鼠乳腺癌內(nèi)分離癌細(xì)胞200個(gè)，又可形成腫瘤研究腫瘤干細(xì)胞的意義了解無限增殖是正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞共同特性,

有助于闡明腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制。了解腫瘤干細(xì)胞的特性及其在腫瘤中的分布、數(shù)量,

有利于對腫瘤的診斷和判斷預(yù)后、調(diào)節(jié)化放療劑量。4748傳統(tǒng)治療的對象是腫瘤的整體。但大多數(shù)腫瘤細(xì)胞并無腫瘤源性,其生長依賴于少量干細(xì)胞樣的細(xì)胞。而目前的治療并未有效地攻擊這些細(xì)胞。腫瘤組織中存在著腫瘤干細(xì)胞，腫瘤干細(xì)胞是腫瘤生長、侵襲、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的根源；腫瘤干細(xì)胞