最新精编医学专题—干细胞研究进展.docx

分子免疫学课程论文干细胞研究进展张现宁（山东农业大学生命科学学院山东泰安270000）摘要：干细胞是一类具有自我更新和增殖分化能力的细胞是各种组织器官的最初来源。通过几十年的研究发展干细胞工程已经广泛应用于生命科学及医药学中的多个领域。目前研究的干细胞种类众多本文综述了干细胞的来源、基础生物学特征和应用以及胚胎干细胞和成体干细胞的研究进展。关键词：干细胞来源生物学特征胚胎干细胞成体干细胞前言：干细胞如同植物细胞或组织经组织培养后再生新植株一样能够分化形成一个新的动物生命体。这打破了科学界对细胞的命运在胚胎期就已经确定并不可逆转的认识为动物组织器官的再生提供了可能性也为器官移植提供了新的来源并且对攻克人类重大疾病如心脑血管疾病、癌症、老年性疾病等提供了新的方法和思路。20世纪90年代以来分离和体外培养各种来源的干细胞技术不断成熟干细胞生物学研究激起了生命科学界强烈反响世界各国都专门设立专项用于干细胞的研究有关干细胞的理论也不断被完善。1干细胞基础1.1干细胞的来源与发展干细胞（stemcellSC）是一类具有自我更新和增殖分化能力的细胞能产生表现型和基因型与自己完全相同的干细胞。干细胞这个词最初是在19世纪的生物学文献中出现1896年在论述细胞生物学文献中第一次应用干细胞一词专门用以描述存在于寄生虫如蠕虫、线虫、蛔虫等生殖系的祖细胞。1983年Sulston在文献中记录从对线虫细胞系研究中表明生殖系祖细胞的早期细胞分裂物仍保持有关亲代分裂球特性并证明具有自我更新能力。这种观点与目前所认识的干细胞特性较接近。1967年美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯发表论文称如果将正常人的骨髓移植到病人体内可以治疗造血功能障碍从而开始干细胞应用于血液系统临床疾病治疗。1998年11月美国科学家Thomason在“科学”杂志上报道他们成功地在体外培养和扩增了人体胚胎干细胞。由于胚胎干细胞可以在一定条件下分化成各种组织所以可能被用来取代病人体内坏损的组织细胞达到治病的目的从而带动了世界范围内干细胞研究的热潮。一年后的1999年3月美国科学家Goodell发现小鼠肌肉组织干细胞可以横向分化成血细胞。这一发现立即被世界各国科学家证实并且发现人成体干细胞同样具有横向分化功能[1]。自21世纪以来世界各国纷纷投入大量资金用于干细胞研究其研究种类众多发展迅速理论和技术被不断完善。1999年《Science》将干细胞研究评为21世纪最重要的10项研究领域之首2007年三位科学家因在胚胎干细胞与哺乳动物DNA重组方面的研究而获得诺贝尔医学和生理学奖2012年日本科学家山中伸弥和英国科学家约翰·咯噔因在在体细胞重编为干细胞方面的研究而获得诺贝尔医学和生理学奖。在未来中干细胞依旧是生命科学与医学领域的研究热点终将为人类重大疾病的根治提供新的技术支持。1.2干细胞的生物学特性1.2.1干细胞的生化和形态特性：各种干细胞在形态上有一些共性细胞较小通常呈圆形或椭圆形核质比较大。细胞核染色质分布较弥散核仁较明显。细胞质内除含有游离核糖体外其它细胞器均少且小。不同种类的干细胞生化特征有所差异但都具有比较高的端粒酶活性这与其增殖能力密切相关。1.2.2干细胞的增殖特征：干细胞的增殖具有缓慢性和自稳定性。缓慢性是干细胞进入分化程序之前首先要经过一个短暂的增殖期产生界于干细胞与分化细胞之间的过渡放大细胞经若干次分裂后产生分化细胞。这样有利其对特定的外界信息作出反应以决定其是进行增殖或是进入特定的分化程序还可以减少基因发生突变的危险使其有更多时间发现和校正复制错误。自稳定性是干细胞可以在生命个体中自我更新和维持数目的稳定。干细胞分裂时如两个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞时称对称分裂；如产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞时则称不对称分裂。对无脊椎动物而言不对称分裂是干细胞维持自身数目恒定的方式。但是大多数哺乳动物可自我更新的组织中干细胞分裂产生的两个子代细胞既可能是两个干细胞也可能是两个特定分化细胞。当组织处于稳定状态时每一个干细胞产生一个子代干细胞和一个稳定分化细胞。因此哺乳动物的干细胞是种群（而不是单个干细胞）意义上的不对称分裂称种群不对称分裂。这样使得机体对干细胞的调控更具有灵活性可以更灵活地应对机体生理变化的需要[2]。1.2.3干细胞的可塑性：干细胞的可塑性一般指的成体干细胞即特定部位的成体干细胞有分化为发育上无关的细胞组织的潜力。一种组织类型的干细胞在适当条件下可分化为另一种组织类型的细胞称干细胞的横向分化。干细胞的微环境对其转化具有非常重要的作用一些内在和外在的信号调节着这些干细胞的命运这具有重要的理论意义和实用价值将为干细胞定向培养和应用带来新的前景。1.2.4干细胞增殖与分化的微环境：干细胞生存在一定的微环境中这种微环