干细胞范文
时间：2023-02-26 19:09:20
干细胞范文第1篇
[关键词]植物干细胞；动物干细胞；干细胞龛；信号传导
[收稿日期]2013-07-02
[基金项目]国家自然科学基金项目（81274006）
[通信作者]*黄璐琦，Tel：（010）64014411-2955，E-mail：干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，这些细胞既可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而形成机体各种复杂的组织器官。
与动物不同的是，植物不能运动，植物干细胞是植物适应恶劣环境的动力之一，是维持植物多样性的源泉之一。自然界中很少有几种动物能存活几百年以上，但是许多植物的寿命都很长，许多树木可以存活几百年甚至上千年，例如龙血树的寿命可达6 000余年[11]，龙血树受伤后流出的树脂，就是名贵中药血竭。植物具有如此之长的寿命的条件是在其体内必须具有一群长期存在的未分化的未成熟细胞，即干细胞，它们一方面能不断的自我更新，另一方面能分化成许多成熟的细胞或组织。干细胞是产生所有植物组织的来源。目前，人们对控制植物干细胞命运的分子机制只有初步的了解，在这方面的进展主要来源于对拟南芥的研究。对植物干细胞与动物干细胞的比较研究可以深入认识干细胞生物学的分子调控、定向分化等核心问题。
1植物干细胞及其特征
植物干细胞是位于植物分生组织的未分化细胞，可以形成稳定的前体细胞，进而形成不同的植物组织和器官。植物干细胞是维持植物生命的原动力。植物干细胞的特征包括：能够形成所有分化细胞的类型；具有自我更新的能力，维持干细胞的数量；位于分生组织或者原形成层。
尽管愈伤组织具有干细胞样属性，愈伤组织可以作为植物干细胞的替代来源，用于培养植物化合物，但是从根本上来讲愈伤组织和植物干细胞不同[1]。愈伤组织的分化能力与干细胞相似，但两者的不同在于它们的来源。植物干细胞存在于植物分生组织及原形成层；愈伤组织来自于体细胞，是体细胞对损伤的暂时响应，是一个临时获得刺激的细胞。植物干细胞和愈伤组织之间的差异还在于细胞分化和增殖的能力是不同的，只有位于分生组织中的干细胞在植物的整个生命周期可以产生并形成新的组织和器官。
与干细胞不同，愈伤组织是异质性的。愈伤组织由成体细胞的已分化细胞组成，经过脱分化形成分化细胞获得分化能力；愈伤组织不易维持稳定的细胞分裂。
2植物干细胞与动物干细胞的异同
2.1功能的相似性
在动物中，通常将干细胞分为全能干细胞（如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞，甚至发育成为完整的个体）、多能干细胞（具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞，如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等）和单能干细胞。真正具有全能性的细胞是受精卵和其分裂产生的子细胞。与此相比，许多植物干细胞在它的整个生活周期中都具有全能性。例如存在于植物苗端分生组织和根端分生组织中的干细胞，具有旺盛的再生能力，在干细胞的整个生活周期中能使植物生长并且产生新的器官。
2.2信号传导分子的异同
2.2.1动、植物干细胞龛（stem cell niche）干细胞的定向分化需要一个比较固定的、有调控活性的微环境，称之为龛[2]。干细胞的龛是由容纳干细胞，并控制干细胞自我更新的组织细胞以及细胞外基质组成，干细胞龛的大小往往由信号分子来源及其所能到达的有效范围而限定。例如，果蝇的卵巢干细胞龛具有2种干细胞，即生殖腺干细胞（GSCs）和成体干细胞（SSCs）。果蝇卵巢生殖腺干细胞龛位于卵巢管状结构顶点的盲端（图1a）。位于顶点基部的帽细胞（Cap Cells），与生殖干细胞直接接触。帽细胞在果蝇卵巢干细胞龛中是主要的信号细胞。GSCs非对称分裂产生2个子细胞：一个仍然与帽细胞保持接触，保留干细胞的特性留在龛中；另一个子细胞则离开龛开始分化而形成卵囊细胞。此外，在果蝇生殖腺的成体干细胞龛维持成体干细胞的特征，SSCs是产生不同亚型的卵巢囊泡细胞的祖细胞。维持SSCs的信号分子也被认为是来源于帽细胞（图1a）。
维持干细胞功能的信号来源细胞以红色区域标示；干细胞以深蓝色标示；干细胞的后裔细胞以浅蓝色标示；a.果蝇卵巢生殖干细胞龛，GSCs与帽细胞接触。生殖干细胞的后裔细胞为卵囊细胞，卵囊细胞分裂形成卵囊（egg cyst）。成熟的卵囊细胞被卵泡细胞包围，卵泡细胞由成体干细胞（SSCs）产生；b.造血干细胞龛，造血干细胞与纺锤形的、N-cadherin+CD45-的成骨细胞（SNO）相接触，SNO附着于骨髓腔的骨小梁细胞。骨髓干细胞的后裔细胞是多能干细胞，多能干细胞分化成为多种血细胞；c.茎尖分生组织干细胞龛：位于组织中心的细胞表达WUS转录因子，维持干细胞特征。中心区域干细胞分裂后产生两部分细胞，一部分仍然保留在中心区域保持多能特性；另一部分细胞，随着干细胞的分裂逐渐脱离中心区域到分生组织周边区域，在周边快速分裂并分化，形成组织；d.根尖分生组织干细胞龛：根部干细胞通过静止中心的信号维持其功能。早期的干细胞后裔细胞增殖形成根冠，并分化为跟部细胞。
图1动、植物干细胞龛示意图[4]
Fig.1Examples of animal and plant stem-cell niches造血干细胞（HSC）位于骨髓的造血微环境龛中，它们与龛内特定的细胞相互作用以调节其自我更新和定向分化。在哺乳动物骨髓中，一类特殊的成骨细胞（SNO）可能是维持HSC骨髓造血干细胞龛的主要基质细胞。SNO是一种富集在骨小梁表面，呈纺锤形，N-钙黏素+CD45-的成骨细胞。HSC能在这一特定的微环境内维持长期造血，形成多能干细胞，进而分化为多种血细胞（图1b）。
在植物中，研究的比较完善干细胞龛分别位于拟南芥的茎尖和根尖的分生组织。在茎尖组织中，干细胞位于分生组织的中部。在干细胞周围的后裔细胞迅速分裂而提供多种前体细胞，形成新的器官，如叶片（图1c）。位于干细胞周围“组织中心”的细胞表达同源蛋白WUSCHEL（WUS），WUS是保持茎尖干细胞特征的必要信号分子。近年来，许多参与调控过程的基因已鉴定出来。其中起主要作用的WUS（WUSCHEL）基因和CLV（CLAVATA）基因之间形成一个反馈调节通路，控制着干细胞的数量和茎端分生组织中心区域的大小。
在拟南芥的根尖分生组织中心，有一群分裂缓慢的细胞，称为“静态中心”（图1d）。静态中心被单层干细胞所包围，维持干细胞的信号分子来源于静态中心。干细胞分裂产生的子细胞形成根的不同细胞类型与组织，进而构成植物的地下器官――植物根系。Ben Scheres等[3]研究发现静态中心维持根尖干细胞特征同样是依靠细胞的直接接触。这种短程的信号机制保证了干细胞数量的稳定性，并且与果蝇的生殖干细胞与帽细胞直接接触的方式相类似。
为了维持干细胞无限的自我更新状态，并且与分化信号及其组织器官形成方式相互协调，干细胞必需局限于特定的区域；而对于外界信号的依赖是维持干细胞数量稳定的有效方式。虽然动、植物干细胞微环境是相互独立的，但是PcG（polycomb group）蛋白的角色提示二者有某种分子相似性。PcG 蛋白是一组通过染色质修饰调控靶基因的转录抑制子，作为细胞记忆系统的一部分维持细胞身份在细胞分裂中的稳定性。PcG 蛋白与干细胞命运的决定、X染色体失活、细胞分化密切相关[12]。在动物中，PcG蛋白家族通过组蛋白甲基化和组蛋白去乙酰基化关闭与干细胞分化有关的基因，使干细胞保持未分化状态。在植物中，研究表明干细胞全能性丧失与PcG介导的基因沉默有关。染色质修饰对植物干细胞和动物干细胞的调控具有相似的分子机制[4]。
AGO（argonaute）蛋白家族是一类序列高度保守的蛋白质。分子量约为100 kDa，与非编码小RNA（如miRNA， siRNA， piRNA等）紧密相关。在真核生物中，AGO蛋白家族参与由非编码小RNAs引发的一系列序列特异性的基因表达负调控作用，即RNA基因沉默作用[13]。AGO蛋白和染色质修饰是稳定细胞状态及单细胞生物的古老机制之一。例如，在裂殖酵母Shizosaccharomyces pombe，型位点通过组蛋白H3的甲基化而沉默，这种异染色质沉默的机制涉及AGO1的RNAi。而在四膜虫Tetrahymena，由小RNAs介导的基因缺失也涉及到AGO蛋白。综上，在动、植物干细胞微环境中存在着一种限制和稳定细胞分化的相似机制[4-5]。
2.2.2维持动、植物干细胞功能的主要信号分子在哺乳动物，Wnt和Notch经典信号途径调控造血干细胞、肠上皮干细胞、皮肤干细胞和神经干细胞的自我更新[6]。Dpp （decapentaplegic）是TGF-β超家族成员，作为形态发生素指导细胞的分化、分裂，在果蝇翅膀发育过程中扮演重要角色；Dpp和Hedgehog （Hh）共同维持生殖干细胞的信号通路。Hedgehog信号通路不仅与胚胎的发育、组织的形成、成体组织再生及修复相关，同时已被证实与其他信号分子如成纤维细胞生长因子（TGF-β）、骨形态发生蛋白（BMP）共同调控发育过程。例如在果蝇卵巢管，生殖干细胞被去除后，帽细胞继续分泌Dpp和Hh。在Hh的调控下，成体干细胞最终进入生殖干细胞龛并且持续增殖。
在植物[7-9]，WUS（wuschel）基因和CLV（clavata）基因之间形成一个反馈调节通路，控制着干细胞的数量和茎端分生组织中心区域的大小，调控茎尖干细胞稳态。Scarecrow（SCR）- Shortroot（SHR）信号通路对根尖细胞起调控作用。SCR和SHR属于GRAS家族的转录因子，对根尖分生区的维持起关键作用。SCR在静态中心及内皮层表达；SHR在根尖中柱细胞表达。SHR和SCR都是维持静态中心功能必需的，共同为干细胞微环境提供信号。近年来研究也证实生长素和细胞分裂素等植物激素通过相互作用，共同调控植物干细胞的分裂和分化[14-15]。小RNA也被发现在植物干细胞间发挥着重要的信号传导作用[14]。
2.3研究方法的异同
研究动、植物中干细胞的方法不同。在动物中，追踪干细胞的方法是进行细胞分离培养，观察这些细胞在诱导分化条件下的命运。研究人员曾尝试通过不同途径实现动物体细胞重编程以获取胚胎干细胞或胚胎干细胞样的细胞或多潜能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS细胞），这些途径主要包括：体细胞核移植；体细胞与多潜能细胞融合后的重编程；将分化的体细胞在卵细胞或多潜能干细胞的抽提物中孵育以实现体细胞重编程；体细胞经特定因子诱导重编程为iPS 细胞。虽然运用前3 种方法可以获得多潜能干细胞，但是这些方法在技术、细胞来源、免疫排斥、伦理等方面存在诸多限制。第4种方法的iPS细胞就是借助基因导入技术将某些特定因子导入动物或人的体细胞，同时可选择性地在培养液中加入特定的小分子物质，即可将体细胞重编程为多潜能干细胞[10]。对iPS细胞的研究荣获了2012年的诺贝尔生理学奖。
但是植物细胞被厚厚的细胞壁包围，无法进行单个细胞的分离培养。研究植物干细胞主要是通过观察体细胞胚的形成过程。通过悬浮培养分离出的细胞可以获得体细胞胚，此外早期发育的胚甚至是成熟组织都可以诱导体细胞胚的再生。哺乳动物的干细胞无法通过定位进行分离及鉴定。
3结语
对动、植物干细胞的比较研究可以深入认识多细胞进化的进程。综上所述，在动、植物界，干细胞行为之间有着诸多相似之处，包括有限范围内的细胞间信号传导，与子代相比干细胞分裂相对较慢。当然，动物干细胞微环境的信号分子与植物干细胞不同，并且在不同发育过程的信号分子也有所不同。因此，动、植物干细胞微环境的存在极有可能是在相似条件下的趋同进化。
干细胞如何维持多能状态，而外部信号如何介导该机制，尚未完全了解。对于植物而言，维持干细胞功能信号的特征，以及植物干细胞重构等方面有待深入研究。动、植物干细胞功能的相似性在发育生物学中是一个统一的主题。
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On plant stem cells and animal stem cells
YOU Yun1， JIANG Chao2， HUANG Lu-qi2*
（1.Institute of Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China；
2.National Resource Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China）
[Abstract]A comparison of plant and animal stem cells can highlight core aspects of stem-cell biology. In both kingdoms， stem cells are defined by their clonogenic properties and are maintained by intercellular signals. The signaling molecules are different in plants and animals stem cell niches， but the roles of argonaute and polycomb group proteins suggest that there are some molecular similarities.
[Key words]plant stem cells； animal stem cells； stem cell niche； cell signal
干细胞范文第2篇
2007年是干细胞研究取得重大突破的一年，尤其是关于羊水的课题。研究人员认为，从羊水中提出的干细胞，简称AFS，具有激发人体内已知含有的220种专有干细胞中绝大多数并不是全部的潜能，从而可能在胚胎和成人之间的AFS干细胞之间发挥某些作用。最重要的是，AFS比较容易取得，可以通过产前例行的羊水诊断取得足量的羊水；另外还可在“产后”即产妇生完孩子后取得AFS干细胞。想想看，现在美国每年就会有400万婴儿降生，AFS具有相当广阔的未来研究前景。
干细胞研究在2007年获得了巨大突破，有几个显著标志，例如，从羊水中获取干细胞，通过转基因方法从皮肤细胞培育类似胚胎干细胞的全能分化的干细胞等。从羊水获取干细胞被美国《时代》杂志评选为2007年度十大医学突破之一，而皮肤细胞经“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞则被美国《时代》杂志评为2007年十大科学发现之冠。
从羊水中摄取干细胞
人体干细胞分两种类型，一种是全能干细胞，从理论上讲，它可以通过诱导形成人体的任何类型的细胞，也可以说能直接克隆人体。另一种是多功能干细胞，可复制各种内脏和组织。全能分化的干细胞无疑对于人类是一件很大的幸事，因为干细胞在治疗白血病、癌症、白癜风、心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等人类许多顽症方面都有不可替代的重大作用。在上个世纪末的1999年，美国《科学》杂志甚至把干细胞研究评为21世纪10项重要的研究领域之首，而且位居人类基因组计划之上。
但是，干细胞研究一直被伦理困扰。因为，要获得全能分化的干细胞似乎非胚胎干细胞莫属。而从胚胎中提取干细胞又为世界多数国家的伦理和文化所不容。美国虽然引领着世界科技的潮流，但在干细胞研究上被伦理卡得最死。这体现在总统布什两次否决了推进和批准干细胞的议案。
布什于2006年7月19日首次否决了支持胚胎干细胞研究的法案，理由是这项法案支持利用无辜的人类生命为其他人牟取医学利益，谋杀(胚胎)是错误的。为了科研目的，给予生命，又让它死去，这是让人无法接受的。2007年6月20日，布什再次否决了国会提交的放宽联邦政府资助胚胎干细胞研究的法案，理由始终如一：这样的法案一旦通过并变成法律，美国纳税人的钱就会“被迫用于故意摧毁人类胚胎”，而这是他本人“不能跨越的道德底线”。
与其说这是布什的底线，倒不如说是人类伦理底线的一种反映，因为相当多的人认同布什的这一观点。意识到这一点，研究人员开始寻找其他途径。从羊水中获取干细胞就成为研究人员的选择之一。
2007年1月7日，美国的德・科皮(De Coppi P)等人宣布，从羊水中可以分离出多能干细胞(能分化为多种类型的干细胞)。
研究人员在羊水中发现的只是少量的干细胞，估计只占1％，并将这类细胞命名为羊水液体来源细胞(AFS细胞)。在实验室中，研究人员使这种干细胞分化成肌肉、骨头、脂肪、血管、神经和肝脏细胞。这表明在不破坏人类胚胎的情况下，胎盘和羊水也可以提供更多的干细胞。而且，从孕妇胎盘羊水中提取的这种干细胞，有别于胚胎干细胞或成人干细胞，却兼具这两种干细胞的功能。
从羊水中提取干细胞的具体做法是，孕妇需要进行羊水诊断来确定胎儿是否正常发育，研究员可利用羊水诊断中废弃的羊水样本来提取干细胞，当然还可以从产前遗传疾病检查所需的羊水诊断中提取，也可以从产后的羊水中分离干细胞。这些情况提取干细胞对母体和胚儿均无害，不会像胚胎干细胞研究那样扼杀胚胎。只要配型合适，理论上，10N份这种干细胞就可以满足美国大部分的干细胞移植需要。
当然，也有研究人员认为，这一方法要应用到临床和研究还需要很长时间，而且在实际提取中还有困难。例如，收集羊水就有问题。如果是自然分娩，羊水会穿破并流到地上去，收集羊水相当困难-剖腹生产虽可收集羊水，但却会影响生产的过程。所以，从羊水中提取干细胞并不能完全代替胚胎干细胞。
条条大道通罗马
除了从羊水中提取干细胞，还有其他研究人员在探索和思考不必从胚胎获取干细胞。2007年10月初，创造世界上第一只克隆羊多利的威尔穆特和其领导的研究小组决定不再进行细胞核转移研究，11月17日威尔穆特更是公开宣布这一决定。他们认为，利用日本科学家的新技术可以在5年内提供一种更好的、伦理上更能被接受的医用克隆胚胎。所谓新技术指的就是日本京都大学山中伸弥教授等人研究的一种将体细胞进行基因改造而成为类似干细胞的技术，而且已在实验鼠身上做过试验。
2007年11月20日，美国和日本的两个科学小组同时宣布，他们成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞媲美的干细胞。美国威斯康星大学詹姆斯・汤姆森(James Thomson)等人的研究发表在《科学》杂志，而日本京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka)领导的研究小组把报告发表在《细胞》杂志。两个研究小组都借助逆转录病毒为载体向皮肤细胞中植入一组4个基因，通过基因重新编码，使皮肤细胞具备胚胎干细胞的功能。而被改造过的细胞被称作“诱导性多能干细胞” (inducedpluripotent stem cells，iPS细胞)。
iPS细胞成果扩大
干细胞研究的漂亮转身并不仅限于把人的成体细胞转变为iPS细胞，在此之后和之前，还有一些干细胞研究的出色成果。
紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布・汉纳(JacobHanna)等人用皮肤干细胞对小鼠实验治疗镰状细胞贫血，获得初步成功。研究人员首先从患有镰状细胞贫血症的老鼠尾部提取细胞。随后在提取的患病细胞中植入4个基因，使细胞基因重新编排，变成具备胚胎干细胞功能的皮肤干细胞。通过在实验室中进一步诱导分化，研究人员把这些皮肤干细胞培养为成血细胞，以弥补引发镰状细胞贫血症的基因缺陷，并把成血细胞注入病鼠体内。结果显示，这些病鼠血液和肾功能都开始恢复正常。接受干细胞治疗的患病老鼠，在一个星期内就几乎完全痊愈。
这是医学界首次采用源自患病体自身细胞组织的干细胞来治疗严重的遗传疾病，成功回避了利用外来血液或细胞组织可能产生的移植排斥反应。同时，把老鼠尾部细胞转变成千细胞，也避免了采用胚胎干细胞进行治疗的伦理争议。这也意味着，对人治疗镰型贫血指日可待。
但是，如果要在人身上试用这种干细胞技术必须解决载体的安全问题。对小鼠的实验是用逆转录病毒作载体，把特殊的基因导入小鼠的皮肤细胞中，然后让皮肤细胞转变成iPS细胞，而这种细胞与胚胎干细胞几乎完全相同，能生成200多种细胞。在实验中是用化学物质使这些iPS细胞长成健康的血液干细胞，并把血
液干细胞移植到老鼠的骨髓中，使老鼠体内健康的红细胞不断增加，最后治愈镰型贫血。
但是，如果进行人体实验治疗，现在不能保证逆转录病毒这种载体对人是安全的，经过诱导的iPS细胞也有可能转变成癌细胞。如何解决载体物质是下一步要解决的问题。但已经有研究人员提出，可以用脂肪分子来代替逆转录病毒，把特殊基因带进需要改造的细胞中，诱导它们成为iPS细胞。
干细胞转身后兵分两路
显然，可以把目前的干细胞研究分为两大类，一类是利用胚胎提取和创造干细胞，无论是人胚胎，还是人畜、混合的胚胎，以及灵长类的胚胎，另一种就是对成体细胞加以转基因诱导，使其转变为干细胞，即iPS细胞。
与胚胎干细胞相比，iPS细胞当然在效率上占了优势。但是，这是否意味着iPS细胞就会从此成为主流并一花独秀呢?情况并非如此。就连成功地用iPS细胞治疗小鼠镰型贫血的汉纳也表示，在继续深化iPS细胞研究的同时。应继续胚胎干细胞研究，兵分两路或多点开花也许能更早出成果。因为iPS细胞尚不能完全取代胚胎细胞克隆技术。而且，很多研究人员认为，iPS细胞实际上还只是干细胞研究的一个分支。
对这个问题的解读是，尽管iPS细胞是一个漂亮的转身，但其自身仍存在不少问题，需要数年时间才可能把这项技术安全应用于临床。其一，iPS细胞现阶段的实验方式存在潜在副作用。研究所使用的逆转录病毒载体可能使基因产生变异，引发肿瘤。因此，需要评估其安全性，并采用新的方法。而上面提到的用脂肪分子携带诱导转变的基因是一种方式，另外一种方式则是根本性解决问题，即通过开启基因的方式来实现重组，而不是对诱导变化的靶细胞采用插入新的基因拷贝(转基因)来实现。
其二，尽管iPS细胞没有胚胎干细胞那样的伦理争论和阻力，但它也可能产生新的伦理问题。例如，应用这项技术，或许能通过皮肤细胞制造和卵子，可以帮助那些有生育问题的患者。但也会出现滥用问题，因此有必要在制造和利用人体干细胞方面做出适当规范。
胚胎干细胞也不示弱
尽管胚胎干细胞存在很大的伦理困境，但这一领域的研究成果同样精彩。有一些已经达到了进入临床治疗实验。
2007年11月7日，胚胎干细胞技术研究公司Geron在美国神经科学协会年会上宣布，其药物GRNOPC 1(GRNOPCI是人胚胎干细胞为基础的脊髓损伤治疗药物)对脊髓损伤小鼠只需注射一次，在9个月内显示了明显的神经修复效果，而且注射GRNOPC 1入脊髓损伤处没有加剧神经病理性疼痛。实验至少证实了胚胎干细胞治疗脊髓损伤有疗效，而这一研究有望于2008年进入临床实验。
韩国抱川中文医科大学附属车氏医院教授郑炯敏和汉阳大学教授金炳洙带领研究团队将人类胚胎干细胞诱导分裂为血管内皮细胞，并且使用这种血管细胞成功治愈了患有下肢血管闭塞症的实验鼠。研究人员通过肌肉注射将胚胎细胞注入到11只染有下肢血管闭塞症的实验鼠腿部之后，4只鼠的下肢基本得到保全，3只鼠的下肢轻微坏死，另外3只鼠下肢完全坏死。而对照组10只实验鼠中的9只下肢完全坏死，1只严重坏死。如果这一技术能应用到临床，将会促进人类胚胎干细胞治疗时代的到来。
由于人的胚胎极其短缺，英国研究人员准备使用母牛的卵子创造和研究克隆胚胎。做法是，把人细胞的DNA注入牛的去除了DNA的卵细胞中，创造一个混种“怪物”。这样做的目的是要用这种胚胎提取干细胞以治疗一些难治的疾病，如帕金森氏症。进行这项研究的是英国纽卡斯尔大学和伦敦国王学院的研究人员。然而，这种做法必然会导致争议。2006年这两所大学的研究人员向政府申请许可证，不过去年的12月，英国政府表示要禁止这类研究。但与此同时，英国管理此类研究的“英国人类授精和胚胎管理局”(HFEA)同时表示要调查这个研究项目。
而在2007年的1月10日，HFEA又表示可以考虑这种研究，但必须要进行3个月的公众咨询。英国研究人员要创造的这种胚胎在世界一些国家也在试验。由于把人细胞的DNA注入去除了细胞核的牛卵细胞中，生成的胚胎不可避免地会掺杂一些牛的DNA，主要是干细胞质中的线粒体DNA，但含量不会超过整个胚胎的0.5％。不过，这种胚胎是不允许植入女性子宫孕育的，只能在实验室中发育到14天，之后就会毁掉。而在14天内可以提取胚胎干细胞进行研究，或发育成其他组织器官。
干细胞范文第3篇
《中华细胞与干细胞杂志》（CN：11-9310/R）是一本有较高学术价值的大型双月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。
《中华细胞与干细胞杂志》以“创新思路、服务临床、博采众长、突出特色”为办刊方针，重点报道我国细胞与干细胞基础研究和临床应用进展，介绍世界细胞与干细胞研究发展趋势以及相关的法律法规与技术规范。
干细胞范文第4篇
关键词： 植物 干细胞 教学应用
干细胞是指具有自我更新能力和增殖分化能力的一类细胞，目前学习者对动物干细胞的理论和应用知识掌握较多。由于植物细胞的全能型，长期以来很多学习者误认为植物中不存在干细胞，再加上教师对干细胞这部分内容的讲授不透彻，造成学习者对植物干细胞、动物干细胞及植物愈伤组织细胞的概念往往混淆不清，存在植物干细胞认知上的错误，因此很有必要对植物干细胞的相关知识进行总结。
1.植物干细胞
1.1植物干细胞的概念和特征。植物干细胞是位于植物分生组织中固有的未分化细胞，具有自我更新和再生能力。植物干细胞具有很强的自我更新能力，并且可以分化为特化的细胞类型，这些特化的细胞产生新的植物器官（根、茎、叶和花等）。这些细胞表型的变化是由影响植物功能的基因表达变化引起的，受到内源性和外源性的信号共同调节[1]。植物干细胞的特征包括：能够形成所有分化细胞的类型；具有自我更新的能力，维持干细胞的数量；位于分生组织。
1.2植物干细胞与动物干细胞的比较。在动物中，通常将干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞具有全能性，它可以分化形成所有的成体组织细胞，甚至发育成为完整的个体；成体干细胞（如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等）大多为多能干细胞，它们具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞，真正具有全能性的细胞是受精卵和其分裂产生的子细胞。与此相比，许多植物干细胞具有旺盛的再生能力，在干细胞的整个生活周期中能使植物生长并且产生新的器官（如植物茎端分生组织中的干细胞和根端分生组织中的干细胞）[2]。
1.3植物干细胞与植物愈伤组织细胞的比较。植物愈伤组织细胞是由成体细胞经过脱分化而形成的具有分化能力的细胞，虽然愈伤组织的分化能力与植物干细胞相似，但它们在来源、细胞分化和增值能力等方面是不同的。植物愈伤组织细胞来源于异质性的体细胞，它是体细胞对损伤的暂时响应，是一个临时获得刺激的细胞，尽管愈伤组织具有干细胞样属性，但愈伤组织不易维持稳定的细胞分裂[3]。而植物干细胞来源于植物分生组织的同质性细胞，它们在植物的整个生命周期可以产生并形成新的组织和器官。
2.植物干细胞的类别与调控
根据分生组织的种类，植物干细胞可分为茎尖分生组织中的干细胞和根尖分生组织中的干细胞。
2.1茎尖分生组织中的干细胞。茎尖分生组织包括中心区和中心区下方的带状区。中心区包括上部干细胞区和下部的组织中心（即干细胞区下部靠近带状区的小细胞群）。干细胞分裂时上部的干细胞分裂成两部分子细胞，一部分干细胞后裔留在中心区并保持多能性；另一部分细胞则离开茎尖分生组织的中心区，但保持较快的分裂速度，最终分化为叶或者花原基器官，为侧生器官的生长和分化提供保证[4]。目前已知的位于干细胞周围“组织中心”的WUS（WUSCHEL）是保持茎尖干细胞特征的必要信号分子，它参与对茎尖干细胞的稳态调控，使整个植物茎尖干细胞保持连续不断的自我更新和分化。
2.2根尖分生组织中的干细胞。静止中心位于根尖分生组织中心，干细胞则围绕在静止中心细胞周围。静止中心作为组织中心维持周围干细胞的稳定和功能，静止中心周围的干细胞分布于中柱鞘外侧，维管干细胞形成维管组织、皮层/内皮层干细胞，进而形成皮层、内皮层与根冠干细胞，然后形成根冠细胞。目前已知的WOX5（WUS-RELATED HOMEOBOX 5）作为最主要的干细胞决定因子，特异的表达于根端分生组织的静止中心，参与对根端干细胞的稳态调控，使整个植物的根尖干细胞保持连续不断的自我更新和分化[4]。
3.植物干细胞的应用
3.1生产天然产物，开发药品或者化妆品。传统的植物细胞培养存在细胞生长缓慢、生产成本高等问题，而植物干细胞培养具有遗传稳定、细胞生长率和生长模式稳定、凝集程度低等优点，可以用来大量生产有用的植物天然产物，并用于药品、功能性食品、化妆品中。如悬浮培养紫杉干细胞可以生产松香烷型三环二萜、美丽红豆杉素A和美丽红豆杉素B等产物，以达到抑制肿瘤血管的生成和抗癌作用，而且其产值远大于传统细胞培养的产值，具有很好的开发前景[5]。
3.2植物细胞系库的建立和利用。一般的植物细胞冻存后存活率低，恢复生长能力慢，因此限制其在植物细胞培养中的应用。植物干细胞系在低温储藏方面有很大的优势，不仅有高的存活率，而且在低温储藏前后遗传物质没有变异，是植物细胞系库建立的很好材料。细胞系库的建立不仅会使研究材料的供应得到满足，而且使植物细胞系的研究周期缩短，并在植物种子资源的保存和利用方面发挥重要作用[6]。除了以上应用外，利用植物干细胞还可以进行植物干细胞的分子调控机制和分子设计育种等方面的研究。
4.结语
植物干细胞是位于植物分生组织中固有的未分化细胞，它们具有自我更新和再生能力。根据目前学习者对植物干细胞认识不足的实际，本文对植物干细胞、动物干细胞及植物愈伤组织细胞的概念进行了辨析，并对植物干细胞的分类及应用进行了论述。学习者清楚植物干细胞、植物愈伤组织细胞和动物干细胞的概念后，在学习植物干细胞的理论和应用等方面时才能正确理解相关的知识点。
参考文献：
[1]于荣敏，周良彬.食品与药品[J].2012，14（01）：52-55.
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[3]游云，蒋超，黄璐琦.试析植物干细胞与动物干细胞的异同[J].中国中药杂志.2014，39（2）：343-345.
[4]田奇琳，赖钟雄.植物干细胞研究进展[J].园艺与种苗，2013（8）：56-62.
[5]徐春明，王英英，庞高阳，李丹.药用植物干细胞培养技术与应用[J].中草药，2013，44（20）：2940-2945.
干细胞范文第5篇
现在，研究人员从通过定型祖细胞突变而患白血病的老鼠身上提取出了一组白血病干细胞。通过观察和研究发现，白血病干细胞大体上能够保持定型祖细胞的基因表达特点，同时激发正常情况下在造血干细胞中表达的一组亚基因。至少这些基因中有些对白血病千细胞的自我更新是重要的。对研发一种选择性地瞄准癌症干细胞的药物前景来说，白血病干细胞和正常血液干细胞之间的差别也许还是好消息。
摘自《自然》
2006年8月17日
氢和恒星的秘密
在形成后不久，宇宙中就充满了氢原子，但在今天，星系之间弥漫的氢几乎都是电离的。计算机模拟该变化得出的某个解释表明，离子化并不完全，而且最初在太空中密集的区域发生。
如果恒星要通过核聚变燃烧氢，它们必须得超过一定的大小。利用哈勃太空望远镜对银河系中的球状星团进行深入的调查，加拿大的里歇尔等人已经确定了这一基本质量阔值。他们还探测到星团中白矮星颜色的变化的一个特征，是由白矮星大气层中氢分子的开始形成而致。这两个效应都被理论家预测过，该实验验证能帮助人们更好地理解低质量恒星和白矮星的物理性质。
摘自《科学》
2006年8月18日
格陵兰冰川堪忧
人们最害怕的事情之一――全球变暖――已经得到证实。格陵兰岛的冰层正在融化得比过去更快。到本世纪末之前，这个融化过程会达到极限点，使海平面升高到灾难的地步。而指望南极降雪量增加减轻这―问题也无济于事。
格陵兰岛如果完全融化了，全球的海平面将升高6．5米。今年初，美国加州理工学院的埃里克・里格诺特及其团队利用卫星雷达干涉测量法测定了格陵兰的冰川每年融化得越来越多，2005年的融化就达约220立方千米。现在，美国得克萨斯大学的陈建力(音译)及其同事利用从双子卫星得到的独立数据证实了冰川融化的量。
摘自《新科学家》
2006年8月19日
步履维艰的环保
敌敌畏，或称DDVP，是一种家用杀虫剂，它与第二次世界大战时期的神经毒剂有关。尽管有相当多的证据表明它致癌并对大脑和神经系统有害，尤其是对儿童，但在5月份美国环保署还是提议继续销售敌敌畏。有几次机会，该机构近乎禁用清除害虫和农业中使用的杀虫剂，但最终总是逐步退让。环保人士和工会指责最近的决议是工业和政治冲突的幕后交易――正如他们25年前曾做过的那样，那时是环保署第一次考虑禁用DDVP及其他类似的杀虫剂。
自然资源保护委员会的律师艾伦・科兰杰洛对此表示了极大的不满，他就杀虫剂一事了环保署，并指责该机构在保护公众健康上违法和行动不力。
摘自《科学美国人》
干细胞范文第6篇
蔡先生48岁，2年来双下肢发凉疼痛，行走困难。在多家大医院经相关检查诊断为双下肢动脉硬化性闭塞症，给予多种中西药物治疗，疗效均不佳；后曾采用“下肢动脉取栓”手术治疗，也未见效。到后期病情加重，双足皮肤出现暗紫和溃疡，疼痛难忍，不能下地行走，每晚使用麻醉止痛药才能入睡1~2小时。医生做血管造影检查发现下肢动脉严重闭塞，无法做血管搭桥手术，建议截肢，蔡先生拒绝。后转入我院，顺利进行了干细胞移植手术。手术后2周疼痛逐渐缓解而出院，3个月后症状消失。
“脉管炎”是民间的俗称，属缺血性外周血管病的范畴，包括下肢动脉硬化性闭塞症、糖尿病足、血栓闭塞性脉管炎等，是严重危害人类健康的一类疾病，其发病率、致残率、复发率、死亡率都很高，而且并发症多。高血压、高脂血症、糖尿病、吸烟、缺少锻炼以及人口老龄化是其危险因素，发病率呈逐年上升的趋势。统计表明，60 岁以上的老年人群中，缺血性外周血管病的发生率为 17%~20% ；截肢率高达 5% 以上，吸烟尤其合并糖尿病时超过 20%。
目前，对于“脉管炎”的治疗仍依赖各类扩张血管药物，疗效常不理想；有时不得不施行血管再通或旁路搭桥手术，但由于再通后的动脉及移植的旁路血管易再次阻塞而不适于病变广泛的病例，这类手术的应用受到一定的限制。无论采用自体血管行下肢小腿或足部动脉搭桥，还是应用桡动脉行足背动脉搭桥，远期疗效不稳定。而且至少有30％～40％的“脉管炎”患者或因下肢微循环差，小血管完全闭塞，搭桥缺少“桥墩”而无法行上述手术，或因心肺功能差，基础疾病多，手术可能造成心衰、肾衰、呼吸衰竭、心梗等并发症。由于缺乏有效治疗方法，导致高比例的病人付出截肢的代价，所以开辟“脉管炎”治疗的新方法是非常必要的。
随着对“脉管炎”的病理生理过程研究的深入研究，发现促进原已存在的代偿性血管重建是富有前景的治疗新策略。血管重建包括血管新生、血管生成及动脉生成，是机体在血管闭塞状态下的病理生理性代偿反应。研究发现，正常血液（脐血和外周血）CD34+以及CD133+造血干细胞能向血管分化，移植到动物体内可以促进缺血组织的血管新生、改善肢体缺血，因此也可看作是血管干细胞。
日本学者2002年报告了采用自体骨髓干细胞移植治疗重度下肢缺血性血管病，取得良好的效果。本市于2002年12月在国际上率先开展了动员的自体外周血干细胞移植治疗“脉管炎”的研究，取得了显著的临床效果，并发现使用外周血干细胞移植较之于骨髓细胞移植有优势，如外周血干细胞含有大量的血管干细胞和许多促血管新生的因子；外周血干细胞的采集较为方便，不需要全身麻醉，而且细胞数量很大，能够满足临床移植要求。
干细胞范文第7篇
1癌细胞的特点及形成机制
一谈到癌症，人们总会 “谈虎色变”，因为它通常指 “恶性肿瘤”。而肿瘤则是由一个个的癌细胞不断扩散所形成。那么，第一个癌细胞是怎样出现的呢？要回答这个问题，就需要了解一下细胞分化的过程。
细胞如何分化完全取决于细胞中那些基因得到表达。言外之意，并不是所有的基因都能在细胞分化的过程中被激活。细胞中所有的DNA就像是一本厚厚的书，但这本书有个特点，并不是所有的内容都能读到。就像大量的书页被钉在一起无法阅读。但是，细胞中的基因常会受到外在因素的干扰（比如说紫外线、亚硝酸盐等化学物质以及病毒等）使DNA发生改变。使得储存着遗传信息的这本书的内容发生变异。
一般而言，不容易使细胞发生癌变。因为，癌变也是量变的一个过程，某一个位点的改变并不足以导致癌变。就好像是一本几百万字的书，虽然经过了多次严格的校对，也难免会出现错字，但这些并不会妨碍我们的阅读或者说传递的信息没变。癌变也一样，也是由许多基因的异常改变不断积累所导致的。癌症多发于高龄人群也应证了这一点。
不断增殖的癌细胞，就像一匹脱缰的野马，逃脱了正常细胞衰老凋亡的宿命，只要营养充足，它就将不断的分裂下去。目前，临床上第一例乳腺癌患者的癌细胞在实验室中还在不断的分裂，这也正是癌症最可怕的地方。
2干细胞
干细胞(stem cells, sc)是一类比较特别的细胞，它们不但能够无限制的增殖，在一定条件下，还能够分化成特定功能的细胞。因此，可以说它是一类保持在原始状态的细胞。根据发育程度，干细胞一般可分为胚胎干细胞和成体干细胞（包括神经干细胞、血液干细胞、骨髓间充质干细胞、表皮干细胞等）。根据发育潜能，干细胞又可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。人体中，受精卵是发育潜能最大的细胞，因为它不仅能发育成为各种组织和器官，而且能发育成为一个完整的个体，它所体现的是细胞最原始的状态。但应当指出的是，这种原始性可以通过其他途径获得，例如多莉羊的成功克隆就证明了这点。
切断脚的蝾螈能够长出新的脚，单靠一个细胞就能长出新的一株植物。这些事例都说明了干细胞在分化上的巨大潜力，但这种潜力是因生物而异的。如果当一个人失去自己的四肢后能像蝾螈一样长出新的话，我们就不需要借助假肢了，同样，也没必要做各种器官移植手术了。这也说明，我们人体当中的干细胞的潜力还远未被激发出来。近些年关于干细胞的临床研究取得了非常大的进展。可以想象，在不远的将来干细胞衍生组织器官的广泛临床应用，将使我们再造自己的组织器官，从而使人能够用上自己干细胞所衍生出的新器官和组织来替换损坏或病变的器官组织。新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术，根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症男童，是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。美国《科学》杂志也于1999年将干细胞研究列为第一世界十大科学成就，排在了人类基因组测序和克隆技术之前。
3癌细胞和干细胞的联系与区别
3.1都能无限增殖
干细胞不但能够分化出各种各样的细胞，而且能够分化出与自己一模一样的细胞，例如胚胎干细胞。无限增殖也是癌细胞的重要特征，只要有充足的养分供应，它们将持续地进行繁衍，除非个体死亡。而一般细胞则不能，它们会在分裂到一定程度之后结束生命，即使具有非常适宜的生存条件也是这样。这里需要指出的是，干细胞虽然能够无限的增殖，但是它还是属于正常的细胞，其增值通常是受到控制的，这也是癌细胞和干细胞的重要区别。
3.2分化成其他细胞的能力不同
癌细胞和干细胞还有一个根本性的区别，那就是干细胞能分化成其他类型细胞。例如胚胎干细胞，他们能够分化出除胎盘以外的所有类型的细胞。也就是说，身体中不管是哪种细胞，都能够通过胚胎干细胞得到补充。不仅仅是胚胎干细胞，诱导多能干细胞（简称iPS细胞）也具备这样的能力，不同于胚胎干细胞，诱导多能干细胞不是取自正在发育的胚胎，而是通过对人体中已经完成分化的体细胞进行基因操作，用人工方法所制造出来的。通过这种特殊的基因操作，就好像是把细胞的生命时钟拨回到了刚开始的初始状态。因此我们称它们为“万能细胞”。
癌细胞其实和iPS细胞非常相似，因为他们都来源于正常的细胞，都是通过正常细胞的初始化得来的。只是在初始化后它们的分化能力出现了很大的差异。
一些科学家在治疗一些癌症的时候正尝试一种叫做 “分化诱导疗法”的方法来治疗癌症，例如白血病，已经取得了较好效果。此方法通过注射一种叫做“维甲酸”的诱导物质，作用于癌细胞，而癌细胞则不能，只是简单的数量上的堆积。
3.3肿瘤当中也存在干细胞
癌细胞和干细胞虽是两种完全不同的细胞，但近期的研究发现，肿瘤中也存“癌干细胞”，癌干细胞能够转变成癌细胞。据研究，肿瘤当中都存在癌干细胞，但它只占不到1％。虽然是一种特殊的干细胞，但它和普通细胞有一点却非常相似，那就是他们对抗癌剂表现出了非常强的抗药性。
同一般的干细胞相比，这种细胞有非常大的差异。癌干细胞不能像胚胎干细胞和人工诱导干细胞那样分化成其他类型的细胞，只能增殖产生出癌细胞。从这一点上也可以看出，癌干细胞比一般的癌细胞更加可怕。科学家们通过研究也证明了这点，例如，将癌细胞移植到免疫力很弱的小鼠身上后，小鼠长出肿瘤的概率并不是很高，而移植癌干细胞的小鼠却极易患病。这也是二者最大的差别。那么这种“原始”的癌细胞又源于什么细胞呢？关于这点，科学界还没有找到确切的答案，但一些科学家猜测其极有可能来自皮肤等组织中的干细胞，或者是这些干细胞分化后所产生的细胞。
干细胞范文第8篇
《中华细胞与干细胞移植》（CN：11-9310/R）是一本有较高学术价值的季刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度，颇受业界和广大读者的关注和好评。
《中华细胞与干细胞移植》现已更名为《中华细胞与干细胞杂志》。
干细胞范文第9篇
转变的信号
全能分化的干细胞无疑对于人类是一件很大的幸事，因为干细胞在治疗白血病、癌症、白癜风、心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等人类许多顽症方面都有不可替代的重大作用。在上个世纪末的1999年，美国《科学》杂志甚至把干细胞研究评为21世纪10项重要的研究领域之首，而且位居人类基因组计划之上。
但是，干细胞研究一直被伦理困扰。因为，要获得全能分化的干细胞似乎非胚胎干细胞莫属。而从胚胎中提取干细胞又为世界多数国家的伦理和文化所不容。美国虽然引领着世界科技的潮流，但在干细胞研究上被伦理卡得最死。这体现在总统布什两次否决议会的推进和批准干细胞的议案。
布什于2006年7月19日首次否决了支持胚胎干细胞研究的法案，理由是这项法案支持利用无辜的人类生命为其他人牟取医学利益，谋杀(胚胎)是错误的。为了科研目的，给予生命，又让它死去，这是让人无法接受的。2007年6月20日，布什再次否决了国会提交的放宽联邦政府资助胚胎干细胞研究的法案，理由始终如一：这样的法案一旦通过并变成法律，美国纳税人的钱就会“被迫用于故意摧毁人类胚胎”，而这是他本人“不能跨越的道德底线”。
与其说这是布什的底线，倒不如说是人类伦理底线的一种反映，因为相当多的人认同布什的这一观点。于是，研究人员开始寻找其他途径。最先寻求突破的是在世界上首先创造出克隆羊多利的科学家威尔穆特。
2007年11月17日威尔穆特公开宣布不再进行细胞核转移研究。他认为，利用日本科学家的新技术可以在5年内提供一种更好的、伦理上更能被接受的医用克隆胚胎。所谓新技术指的就是日本京都大学山中伸弥教授等人研究的一种将体细胞进行基因改造而成为类似干细胞的技术，这种技术已在实验鼠身上做过试验。
威尔穆特认为，将体细胞转成千细胞的新技术是今后治疗疑难病症的关键技术，比使用胚胎干细胞更具潜在优势。
条条道路通罗马
威尔穆特的决定并非只是因为年底得知日本研究人员的研究结果才改弦易辙的，早在2007年1月和6月，干细胞研究的转身动作就基本成形，效果不错。
2007年1月7日，美国的德・科皮等人就宣布，从羊水中可以分离出多能干细胞(能分化为多种类型的干细胞)。这一发现似乎是继胚胎干细胞和成体干细胞之外的另一种获取干细胞的途径。羊水干细胞能激活人体内已知的220种专有干细胞中的绝大多数干细胞，让这些干细胞发挥作用。而且，羊水干细胞比较容易取得，可以通过产前例行的羊水诊断取得足量的羊水；另外还可在产妇生完孩子后取得。例如，现在美国每年就会有400万婴儿降生，中国每年有更多的婴儿诞生。同时，羊水干细胞不仅容易获取，还能避开伦理的争议，也就有了比较广泛的研究和医疗应用前景。
而在2007年6月美日三个研究小组就成功地把老鼠皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的细胞。这实际上已经为把人的皮肤细胞转成干细胞奠定了基础。因此，将人体皮肤细胞改造成几乎与胚胎干细胞具有同样功能的干细胞便是顺理成章的事。
2007年11月20日，美国和日本的两个科学小组同时宣布，他们成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞媲美的干细胞。美国威斯康星大学詹姆斯・汤姆森等人的研究发表在《科学》杂志，而日本京都大学教授山中伸弥领导的研究小组把报告发表在《细胞》杂志。两个研究小组都借助逆转录病毒为载体向皮肤细胞中植入一组4个基因，通过基因重新编码，使皮肤细胞具备胚胎干细胞的功能。而被改造过的细胞被称作“诱导性多能干细胞”(iPS细胞)
汤姆森领导的小组，从自己独自确定的14种新的候选重组基因中，最终选择出4个基因，实现了在人体细胞内的基因重组，其中前两个基因与山中伸弥小组是相同的，即0CT3和SOX2，而另两个基因是NANOG和LIN28。不过，汤姆森等人利用的是胎儿皮肤细胞以及一个新生儿的包皮细胞。与日本研究人员相比，汤姆森等人这项研究需要1万个细胞才能分离出1个iPS细胞系。汤姆森认为，虽然这一个iPS细胞系比日本研究人员的少，但从一个单独的实验足以创造出几个iPS细胞系。值得一提的是，汤姆森实验室iPS研究组的主要成员中有华裔女科学家俞君英。
而日本京都太学的山中伸弥小组使用逆转录病毒把4种基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和K1f4转移到人的成体细胞中，而这些基因在以前对小鼠实验就获得成功，把小鼠的成体细胞转化为了iPS细胞。这一次他们实现了在人体细胞内的基因重组并把成体细胞转变为iPS细胞。成体细胞分别来自一位36岁妇女的表皮和一位69岁男性的结缔组织。相比之下，日本研究人员的成体细胞转化为iPS细胞的效率更高一些。因为，利用他们的技术，大约每5000个细胞就能制造1个iPS细胞系，这种高效能保证他们在每项实验中都能得到数个iPS细胞系。
iPS细胞成果扩大
干细胞研究的漂亮转身并不仅限于把人的成体细胞转变为iPS细胞，在此之后和之前，还有一些干细胞研究的出色成果。
紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布・汉纳等人用皮肤干细胞对小鼠实验治疗镰状细胞贫血，获得初步成功。研究人员首先从患有镰状细胞贫血症的老鼠尾部提取细胞。随后在提取的患病细胞中植入4个基因，使细胞基因重新编排，变成具备胚胎干细胞功能的皮肤干细胞。通过在实验室中进一步诱导分化，研究人员把这些皮肤干细胞培养为成血细胞，以弥补引发镰状细胞贫血症的基因缺陷，并把成血细胞注入病鼠体内。结果显示，这些病鼠血液和肾功能都开始恢复正常。接受干细胞治疗的患病老鼠，在一个星期内就几乎完全痊愈。
镰型贫血症是由基因突变导致的遗传性血液疾病。异常的血红蛋白聚合，使红细胞呈现镰刀状，降低红细胞携带氧气的能力。由于血红蛋白不正常，从而产生供血供氧不足，导致患者贫弱，呼吸困难，也可能出现周期性的剧烈疼痛感，甚至肾脏也会受损，提早死亡。骨髓移植能够治疗这种疾病，但也可能引发
致命的排斥反应。
而医学界首次采用源自患病体自身细胞组织的千细胞来治疗这种遗传疾病，成功回避了利用外来血液或细胞组织可能产生的移植排斥反应。同时，把老鼠尾部细胞转变成干细胞，也避免了采用胚胎干细胞进行治疗的伦理争议。这意味着，人类镰型贫血病的治疗指日可待。
但是，如果要在人身上试用这种干细胞技术必须解决载体的安全问题。对小鼠的实验是用逆转录病毒作载体，把特殊的基因导入小鼠的皮肤细胞中，然后让皮肤细胞转变成iPS细胞，而这种细胞与胚胎干细胞几乎完全相同，能生成200多种细胞。在实验中是用化学物质使这些iPS细胞长成健康的血液干细胞，并把血液干细胞移植到老鼠的骨髓中，使老鼠体内健康的红细胞不断增加，最后治愈镰型贫血。
但是，如果进行人体实验治疗，现在还不能保证逆转录病毒这种载体对人是安全的，经过诱导的iPS细胞也有可能转变成癌细胞。如何解决载体物质是下一步要解决的问题。但已经有研究人员提出，可以用脂肪分子来代替逆转录病毒，把特殊基因带进需要改造的细胞中，诱导它们成为iPS细胞。
干细胞转身之后的兵分两路
目前，可以把干细胞研究分为两大类，一类是利用胚胎提取和创造干细胞，无论是人胚胎，还是人畜、混合的胚胎，以及灵长类的胚胎：另一种就是对成体细胞加以转基因诱导，使其转变为干细胞，即iPS细胞。
与胚胎干细胞相比，iPS细胞当然在效率上占了优势。例如，2007年11月22日，美国俄勒冈国家灵长类研究中心舒克拉特・米塔利波夫及同事在英国《自然》杂志上报道他们成功地克隆出恒河猴胚胎，并提取出胚胎干细胞。这个成果表明人类在克隆人类胚胎的道路上迈出了更为重要一步。但是，这种途径与iPS细胞相比可以说效率十分低下，而且遭遇伦理困境。米塔利波夫从14只母猴那里搜集了304个卵细胞。最终才获得了两个胚胎干细胞系。这意味着，其成功率只有可怜的0.7％。
因此，克隆先驱威尔穆特表示，“考虑到这么低的效率，你会怀疑，需要多长时间，细胞核转移技术才能培育出有用的生命。”相比之下，日本京都太学教授山中伸弥采用的体细胞克隆技术要“有意思100倍”。对胚胎干细胞持否定态度的美国政府也由衷地对iPS细胞的成功表示了赞美。2007年11月20日，美国白宫就此项研究发表声明，称“这是一项在符合伦理的研究中取得的重大进展。这次人体皮肤细胞‘直接改造’技术跨越伦理障碍，令在实验室中培育出人造人体器官的梦想更近了一步。布什总统也为此感到高兴”所以，美国政府认为这才是干细胞研究的“正道”。
但是，这是否意味着iPS细胞就会从此成为主流并一花独秀呢?当然，情况并非如此。就连成功地用iPS细胞治疗小鼠镰型贫血的汉纳也表示，在继续深化iPS细胞研究的同时，应继续胚胎干细胞研究，兵分两路或多点开花也许能更早出成果。因为iPS细胞尚不能完全取代胚胎细胞克隆技术。而且，很多研究人员认为，iPS细胞实际上还只是干细胞研究的一个分支。
对这个问题的解读是，尽管iPS细胞是一个漂亮的转身，但其自身仍存在不少问题，需要数年时间才可能把这项技术安全应用于临床。其一，iPS细胞现阶段的实验方式存在潜在副作用。研究所使用的逆转录病毒载体可能使基因产生变异，引发肿瘤。因此，需要评估其安全性，并采用新的方法。
其二，尽管iPS细胞没有胚胎干细胞那样的伦理争论和阻力，但它也可能产生新的伦理问题。例如，应用这项技术，或许能通过皮肤细胞制造和卵子，可以帮助那些有生育问题的患者。但也会出现滥用问题，因此有必要在制造和利用人体干细胞方面做出适当规范。
胚胎干细胞也不示弱
尽管胚胎干细胞存在很大的伦理困境，但这一领域的研究成果同样精彩。有一些已经进入临床治疗实验。
2007年11月7日，胚胎干细胞技术研究公司Geron在美国神经科学协会年会上宣布，其药物GRNOPCI(GRNOPCI是人胚胎干细胞为基础的脊髓损伤治疗药物)对脊髓损伤小鼠只需注射一次，在9个月内显示了明显的神经修复效果，而且注射GRNOPCI入脊髓损伤处没有加剧神经病理性疼痛。实验至少证实了胚胎干细胞对脊髓损伤治疗有效，而这一研究有望于2008年进入临床实验。
干细胞范文第10篇
【关键词】干细胞；肿瘤干细胞；神经干细胞
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下它可以分化成多种功能细胞。干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。本文将对肿瘤干细胞、心肌干细胞以及神经干细胞的研究做如下综述。
1、肿瘤干细胞概述
1.1肿瘤干细胞学说的提出。1960年以来，许多动物实验证明只有当肿瘤细胞数大于100万时才可以形成新的肿瘤。一些研究显示并不是所有的肿瘤细胞都能增殖，可能只有小部分肿瘤细胞具有滞留源性，而大部分是肿瘤起始细胞或肿瘤干细胞。随着对干细胞研究的不断深入，发现干细胞和肿瘤干细胞之间具有许多共同特征：他们都具有多向分化潜能和自我更新能力，以及相似的细胞表面标志和相同的信号调节通路等[1]。于是提出肿瘤起源于肿瘤干细胞，是一种干细胞疾病，肿瘤是正常干细胞累计突变的结果，“肿瘤干细胞学说”应运而生。
1.2肿瘤干细胞的分离和鉴定。近年来，干细胞研究的发展很大程度上依赖于细胞分化抗原的研究进展，细胞表面特异性标志的确定是肿瘤干细胞分离的第一步。一般原则为结合谱系标志，正常干细胞特异标志（如BTSC的CD133与分离LSC的CD34）以及正常组织特异性标志等综合评价[2]，很多学者认为结合阳性标志和阴性标志可以更有效地分离干细胞。目前高通量的细胞分选系统主要有：磁性细胞分选系统和流式细胞技术（FACS）[3]。
1.3肿瘤干细胞研究方向。①研究论证是否每一种肿瘤细胞，不论是良恶性都存在肿瘤干细胞。②确定细胞表面标志，争取使用特异性强的药物杀灭肿瘤干细胞。③对已分离鉴定的肿瘤干细胞，从其特性入手，即诱导其分化，使其丧失自我更新的能力。④研究表明，Notch、wnt、Shh、Bmil等细胞信号转到通路调节正常干细胞的自我更新、增生、分化，在肿瘤的发生发展中也起着重要作用。通过研究这些细胞信号通路，有助于我们发现肿瘤细胞干细胞的靶位用于抗癌治疗。⑤发展高效的体外培养系统、细胞扩增技术以及维持干细胞未分化状态技术是今后研究的重任。目前实体瘤中的乳腺癌干细胞和淋巴造血系统恶性肿瘤干细胞已被发现并分离，但随后需进一步证实更多实体瘤肿瘤干细胞的存在，并从肿瘤中分离纯化肿瘤干细胞，在此基础上确定肿瘤干细胞的基因图谱，寻找肿瘤干细胞表现出来的特异靶位，研制新的针对于肿瘤干细胞的药物，以达到肿瘤的根治疗效。
2、心肌干细胞概述
2.1心肌干细胞简介。2003年，Beltrami等首次从大鼠心肌内分离出一种具有自我更新能力的细胞，并具有分化成心肌细胞，内皮细胞以及平滑肌细胞的能力。将这些细胞移植到心肌梗死大鼠心肌内，可分化成新的心肌细胞并明显改善心脏功能。这类细胞认为是心肌干细胞。Laflamme等的实验也证实成人心脏中有心肌干细胞的存在，它能够再生心肌，并且损伤时这种修复功能会增加[4]。Laugwitz等则证实心脏间质中存在着能完全分化成心肌表型的祖细胞。这些不同研究结果均表明了人类的成年心肌内都存在具有多向分化潜能的心肌干细胞。
2.2心肌干细胞分化起源。胚胎干细胞时全能干细胞能分化几乎全部组织和器官。1981年，鼠的胚胎干细胞首次分离成功。1998年Thomson首次从人囊胚中分离出人类胚胎干细胞。研究发现人类胚胎干细胞可以体外分化为心肌细胞。骨髓间充质干细胞也可以分化成心肌干细胞，研究发现骨髓源性祖细胞能够想造血细胞，血管和心肌等直接分化[5]。
2.3心肌细胞的定向分化及其调控。心肌干细胞向心肌分化受到多种因素的诱导和调控，目前已知细胞因子，激素，药物以及细胞内转录因子等都可以参与心急干细胞的分化调控。例如催产素可以与心肌干细胞表面受体结合，促进干细胞的有丝分裂；骨形态发生蛋白是一类在胚胎发育过程中起重要作用的蛋白家庭，它们可以参与调节某些心脏转录因子的表达，对心肌干细胞的定向分化起重要作用。
3、神经干细胞概述
3.1神经干细胞来源。①来源于脑组织，包括胚胎脑组织和成人脑组织；②来源于精髓。在胚胎和成人的脊髓室管内都存在神经肝细胞；③来源于骨髓。骨髓中存在骨髓基质肝细胞，在特定的条件下可以跨系统分化为神经元和神经胶质细胞；④脐血。人脐血是胎儿出生时期胎盘近胎儿一侧血管内的血液，含有丰富的肝细胞；⑤其他来源。近年来有学者发现，脐带华儿通胶来源的基质细胞有与骨髓间充质细胞相似的特性[6]。
3.2神经干细胞的分化。目前绝大多数的研究者认为，神经干细胞的分化存在细胞自身基因调控和外源性信号调控两种基质。这两种调控方式不断相互作用，共同完成对肝细胞分化的控制。现在神经干细胞分化研究还没有形成一个完全可靠的系统，仅仅只是就某一个途径或细胞因子等的研究。这主要是由于体内有上百种类型的神经元，每一种神经元的分化过程均涉及多种影响因素和信号传递。诱导神经干细胞高效分化成目的神经元或特定类型的神经胶质细胞仍处于探索阶段。
3.3神经干细胞研究前景。神经干细胞在中枢神经系统存在被证明，以及分离培养的成功是神经科学研究的一个重要突破。目前神经干细胞的研究公正如火如荼地进行，对神经干细胞的基础研究取得显著成果，但是将其常规应用于临床仍有许多问题需要解决，以及如何从动物的应用顺利的过度到临床的应用还需要进行深入的研究。
4、结语与展望
干细胞是动物机体内的一种发育全能性细胞。目前对干细胞的研究取得的进展都是在阐明干细胞的生物学特性，以及对干细胞的选择性分化和生长，然而如何对干细胞的生物学特性进行很好的控制还没弄清楚，这需要人们进一步研究和探索。随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，这将成为干细胞应用的主要方向。
【参考文献】
[1]农晓林，黎彦，等.肿瘤干细胞的研究进展[J].中国医学文摘肿瘤学，2006，20（3）：241-242.
[2]Lapidot T，Sirard C，Vormoor J，et al.A cell initiating human acute myeliod leukaemia after transplantation into SCID mice.Nature，1994，367；645-648.
[3]Al-Hajj M，Wicha M S，Benito-Hemandez A，et al.Prospective identification of tumorigenic breast cancer ceils[J].Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（7）：3983-88.
[4] Laflamme MA，Gold J，Xu C，et al.Formation of human myocardium in the rat heart form human embryonic stem cells[J].Am J Pathol，2005，167（3）：663.
[5]钱卫，卫佳.心肌干细胞研究进展[J].现代医药卫生，2010，26（19）：2941-2943.