胚胎干细胞范文
时间：2023-04-07 15:25:31
导语：如何才能写好一篇胚胎干细胞，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
根据细胞来源，干细胞可分为胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞（IPS）。胚胎干细胞是源自囊胚内细胞团的细胞。成体干细胞是组织或器官中的特异性干细胞，它们主要用于维持细胞功能的稳定，并负责机体的更新和创伤的愈合。诱导多能干细胞是人工诱导的干细胞，方法是导入几个外源性基因，诱导已经成型的体细胞分化为多能干细胞。
今天，在治疗疾病中，胚胎干细胞有了更多的试验结果。
治疗大脑和神经疾病
大脑神经元的损伤和病变会造成多种疾病，如帕金森氏病（又称震颤麻痹），这是最常见的神经退行性疾病之一，患病率为15～328/10万。虽然帕金森氏病的病因尚未完全明了，但其大脑的病变已经比较清楚，患者中脑的黑质致密部、蓝斑神经元色素脱失，黑质色素变淡并出现路易小体。这些变化导致这些部位及其神经末梢处多巴胺（DA）减少，当多巴胺减少≥70%时，就会产生震颤麻痹。
目前帕金森氏病是一种无法治愈的运动障碍疾病，患者存在严重的运动平衡障碍。帕金森氏病也是一种缓慢进展性疾病，开始时症状不明显，以后症状逐渐加重，先表现为一侧肢体不灵活，以后再波及另一侧。患者自觉手脚发硬，并伴有肢体抖动。此外，患者面部肌肉僵硬，口水常难以下咽，以致经常流涎，说话声细，言语不清。现在的治疗一般是让病人服用左旋多巴，这种药物能代替多巴胺发挥作用，但也存在副作用。因此，干细胞治疗是一种比较理想的方法，但是，目前这种方法还处于动物试验阶段。
瑞典隆德大学的谢恩・格拉利什等人对患帕金森氏病的大鼠进行了一项移植人的胚胎干细胞（hESC）的试验性治疗。首先是让人的胚胎干细胞衍生出多巴胺神经元，再将这种神经元移植到患帕金森氏病的大鼠的控制运动的大脑区域中。结果发现，移植到大鼠脑内的神经元能够存活，而且在5个月内能让大鼠脑内的多巴胺水平恢复正常，从而使大鼠恢复了正常的运动功能。
这一结果表明，人胚胎干细胞衍生的神经元可以成为治疗帕金森氏病的一种有效疗法，但是，还需要进行人体试验。
治疗失明
黄斑变性导致的视力下降和失明也是一种难治的疾病，但是，现在可以用干细胞移植来治疗。
黄斑位于眼底视神经盘的颞侧0.35厘米处的稍下方，处于人眼的光学中心区，是视力轴线的投影点。眼睛所注视的目标投影于黄斑区的中央凹处。一般情况下，人眼的视力检查就是查黄斑区的视觉能力。当人死亡或眼球脱离人体后，黄斑区呈现为淡黄色，因此称为黄斑。
黄斑变性通常是老龄退化的自然结果，随着年龄增加，视网膜组织退化、变薄，引起黄斑功能下降。在10%的黄斑变性病人中，负责供应营养给视网膜的微血管会出现渗漏，甚至形成疤痕，新生的不正常血管也很常见，血管渗漏的液体会破坏黄斑，引起视物变形，视力下降，过密的疤痕可致中心视力显著下降，甚至使人失明。有时，黄斑变性也可由外伤、感染或炎症引起，此病还有一定的遗传因素。
在西方国家，黄斑变性是造成50岁以上人群失明的主要原因，美国黄斑变性导致的失明比青光眼、白内障和糖尿病性视网膜病变这3种常见病致盲人数的总和还要多。中国人的黄斑变性发病率也较高，60～69岁发病率为6.04%～11.19%。目前对于黄斑变性的有效治疗方法并不多，现在干细胞治疗提供了一种有希望的疗法。
美国加州大学洛杉矶分校的祖尔斯・斯坦眼科研究所的史蒂芬・斯瓦兹等研究人员对18名患了不同程度黄斑变性的患者试用移植人胚胎干细胞治疗，既有较好的效果，又有较高的安全性，这意味着胚胎干细胞比较适合治疗黄斑变性。因为，胚胎干细胞具有分化为机体任何类型细胞的能力，如果将其移植入人体中的其他部位，会引发免疫排异和肿瘤增生等问题。但是人的眼睛可能是一个免疫豁免位点，不会对移植的干细胞产生强烈免疫反应，而且也不会造成组织增生而诱发肿瘤。
对18名黄斑变性患者移植人胚胎干细胞3年后，不仅患者仍然安全存活，而且恢复了部分视力。在前半段的研究中，研究人员让人胚胎干细胞分化为视网膜色素上皮细胞，再将其注射到9位患斯塔加德黄斑营养不良症患者及9位老年性黄斑变性患者的视网膜下间隙中。他们的年龄在20～88岁，患者分别被注射了3种不同剂量的视网膜色素上皮细胞，即5万、10万及15万个视网膜色素上皮细胞。
由于视网膜色素上皮细胞能够被染色，很容易被追踪。这些细胞容易在实验室里生长，也容易纵和控制。在注射了视网膜色素上皮细胞后，18位黄斑变性患者中有13人增加了色素沉着，这意味着移植的视网膜色素上皮细胞正在发挥功能，而且有10人称他们的视力有改善，所有人都没有产生任何副作用。如果后期的研究能进一步证明人胚胎干细胞生成的视网膜色素上皮细胞治疗黄斑变性的有效性和安全性，这种疗法有望获得批准进入临床治疗。
治疗糖尿病
糖尿病成为今天一种典型的慢性病和富贵病，影响着千千万万的人，由于一直没有有效的治疗方法，人们对干细胞治疗抱有很大的希望。迄今，美国医学索引（美国国家医学图书馆下属的国家生物技术信息中心开发的查询系统）已收录了世界各国利用干细胞治疗糖尿病的论文1413篇，其中美国、中国、日本3个国家发表的论文最多。
现在，美国哈佛大学干细胞研究所发育生物学家道格拉斯・麦尔顿领导的研究小组发表的最新研究结果更引人注目。他们的研究表明，可以将胚胎干细胞转化成β细胞，再把后者移植到患糖尿病小鼠的身体中，小鼠能迅速恢复正常的血糖水平。据此，麦尔顿称，未来“有望在10天内治疗糖尿病，这项突破对治疗慢性疾病是前所未有的”。
1型糖尿病形成的主要原因是，自身免疫系统攻击自身的β细胞，导致其死亡。β细胞位于胰腺，作用是分泌胰岛素。糖尿病患者主要通过注射胰岛素来维持血糖水平的稳定，这一过程需要持续的监控和关注。不能有效控制血糖水平的患者最终可能会失明，也可能导致神经损伤和心脏病。
麦尔顿等人从事干细胞治疗糖尿病的研究已经有15年时间，原因在于，他的儿子和女儿也患糖尿病，儿子在还是婴儿的时候就被诊断患了糖尿病，女儿在14岁时也被诊断患了糖尿病。如今他的儿子23岁，女儿27岁。可以说，治好孩子的糖尿病是麦尔顿研究治愈糖尿病的重要原因。
经过15年的探索，麦尔顿研究小组现在掌握了把胚胎干细胞转变成β细胞并移植到小鼠体内的技术。让胚胎干细胞转变成β细胞的过程比较复杂，需要加入5种不同的培养基，这些培养基包含有11种细胞因子，包括糖类和蛋白等物质。经过35天的培养，胚胎干细胞才会转化为β细胞。现在，他们能用一个500毫升的培养瓶制造出2亿个β细胞，这一数量足够用于治疗一名患者。
在把从胚胎干细胞转换而来的β细胞移植到患糖尿病的小鼠体内两周后，小鼠的血糖水平迅速恢复稳定。现在，麦尔顿等人正在把这种转换的β细胞移植到灵长类动物身上，以观察治疗效果。如果有效，将会进行人体试验，如果进展顺利，可能在未来几年将胚胎干细胞转换的β细胞移植到人体，以治疗糖尿病。由于疗效迅速，所以麦尔顿认为，10天就可治愈糖尿病。
目前，美国已经有2910万人患糖尿病，占整个美国人口的9.3%。2013年中华医学会糖尿病学分会公布糖尿病流行病学调查结果，中国30岁以上人群糖尿病患病率达11.6%，估计全国有1.39亿糖尿病患者，是世界第一糖尿病大国。如果干细胞治疗手段有效，将是这一庞大患病群体的福音。
但是，目前无论对于糖尿病还是神经系统疾病，胚胎干细胞治疗都面临两个难题：一是免疫排异问题，二是伦理问题。
篇2
乐 言
随着生物技术的快速发展，干细胞成为近年科学界的研究热点。什么是干细胞呢?干细胞是一类能够分化成其他细胞的细胞，它是血液、肝脏、肌肉中所有不同种类细胞的前身。由于干细胞能修复那些被疾病和创伤所破坏的各种各样的细胞和组织，所以，乘着干细胞概念的顺风车，美容市场也兴起了一批号称能抗衰老，还青春，并集美白、祛斑等功效于一身的所谓“干细胞产品”。
干细胞产品的美容效果是否真的像某些商家说的那样完美呢?据一位业界专家介绍，我国对干细胞的研究总体来说处于基础研究阶段，还谈不上临床应用。一些美容公司炒作的干细胞成分，在产品中其实是没有的，很可能是用一些胎盘素混合物或是一些营养素来冒充。由于没有对这种产品进行检测，所以对其具体成分只是推测。不过可以肯定的是，这种产品不会有什么高科技含量。
盲目注射干细胞或其提取液，不仅对人体健康没有任何好处，反而有可能导致过敏反应。我们知道，胚胎干细胞是从流产胎儿身上提取的，如果没有经过配型就直接注射胚胎干细胞，容易引起以下不良反应：第一，干细胞进入体内发育成熟后，会攻击接受者的皮肤、肝脏、肾脏等，导致组织器官受损；第二，早期的胚胎干细胞容易发生癌变，造成细胞恶性转化；第三，直接把细胞拿来移植，还存在着病毒感染的潜在风险。因为艾滋病等许多病毒都是通过母亲垂直传播给胎儿的， 因而有可能传染给接受者。所以，直接注射胚胎干细胞是极不科学的，也是极其危险的。
更值得一提的是，所谓干细胞制剂的注射针剂，各厂家都号称通过了卫生部的审查，有的甚至可以出示相关批文，但卫生部的有关负责人在接受媒体采访时明确表示：卫生部没有批准过任何干细胞美容产品。国家食品药品监督管理局的有关人士也表示，我国没有批准上市也没有批准进口过任何干细胞制品。
所以，应用干细胞来抗衰老，到目前为止还只是美丽的梦想，离现实仍非常遥远。而被某些美容公司吹得天花乱坠的胚胎干细胞美容，更是无稽之谈。
英美流行“无椅”减肥
珈 理
最近，美国的一些小学把椅子从教室里撤走，让学生站着上课。肥胖问题专家称，这样可以加速脂肪“燃烧”，解决儿童肥胖问题。
由于肥胖儿童的比例不断上升，儿童成为关节病、呼吸疾病和糖尿病的袭击目标。除此之外，超重儿童演变成超重成年人的几率也远远高于常人，他们在成年期很有可能出现长期的健康问题，例如高血压和心脏病。
从某种程度上说，肥胖问题源于惯于久坐的生活方式。于是，肥胖问题专家开始推行站着上课法，同时呼吁家长搬走电视机前的椅子，他们称这都是可取的健康减肥方法。
在站着上课的教室里，只有几根可以依靠的柱子，上课时学生可以站着或蹲着，也可以走动。地板上虽然铺了垫子，但只有在课间休息时才可以享用。研究人员对一所学校10～12岁的学生进行调查，结果显示，学生每天站着听课五小时，消耗的热量是坐着听课的三倍。
如今在英国，“无椅会议”已成为各大公司的一种潮流。这种工作形式不仅对减小腰围效果明显，还被视为保持谈话自信心的一种良好方式。
怀疑：瓶装矿泉水对人体有害
叔 子
篇3
小鼠胚胎干细胞是一种全能干细胞，具有体内体外全能分化特性。体外培养时能够进行自我更新，即细胞通过对称分裂在维持全能性不丢失的情况下细胞数目增多。全能性维持受多条信号通路的调控，其中gp130下游的JAK-STAT3及PI3K通路的活化能维持胚胎干细胞的自我更新，而SHP2-Ras-ERK的激活则促使胚胎干细胞分化。无血清条件下BMP4激活的通路与JAK-STAT3联合作用可保持胚胎干细胞的全能性。此外，Wnt信号通路的活化也参与对胚胎干细胞的自我更新的调控。总之，多种信号通路形成的网络精确调控小鼠胚胎干细胞的自我更新与分化。本文主要综述gp130在小鼠ES细胞增殖过程中作用，包括JAK-STAT3通路活化抑制小鼠ES细胞分化，PI3K通路活化维持ES细胞的自我更新和SHP-2-Ras通路活化促进ES细胞分化，以及其他信号通路对小鼠ES细胞自我更新的影响，包括无血清条件下BMP联合LIF能维持ES细胞的高度自我更新，Wnt信号通路活化促进ES细胞自我更新。
【关键词】 胚胎干细胞 自我更新 信号通路 全能性
Signaling Pathways Regulating Self-renewal of Mouse Embryonic Stem Cells —— Review
AbstractMouse embryonic stem cells (ES cells) are pluripotent in that they can give rise to almost all the cell types in vitro and in vivo. Also， they can sustain self-renewal in vitro owing to symmetrical mitosis， i.e.， only the cell number increases while the daughter cells remain pluripotent. Self-renewal and pluripotency of ES cells are under stringent regulation of several signaling pathways. Activation of either JAK-STAT3 or PI3K， the downstream cascade of gp130， can maintain the self-renewal of ES cells， while phosphorylation of another gp130-related branch， SHP2-Ras-ERK， drives the differentiation. BMP2/4-mediated signaling is capable of suppressing the differentiation of ES cells in collaboration with activated JAK-STAT3 under serum free culture conditions. Other signaling such as Wnt also contributes to the self-renewal of ES cells. Generally， the network， which is composed of various signaling pathways， modulates the self-renewal and differentiation of mouse ES cells precisely. This review focuses on the role of gp130 in proliferation of mouse ES cells including inhibitory effect of JAK-STAT3 pathway activation on differentiation of mouse ES cells， maintenance effect of PI3K pathway activation on self-renewal of ES cells， promotive effect of SHP-2-Ras-ERK pathway activation on differentiation of ES cells， and influence of other signaling pathways on self-renewal of mouse ES cells， including maintenance effect of BMP combination with LIF under serum free culture conditions on self-renewal of ES cells and promotive effect of Wnt pathway activation on self-renewal of ES cells.
Key wordsembryonic stem cell； self-renewal； signaling pathway； pluripotency
小鼠胚胎发育过程中的分化最早发生于桑葚胚晚期，分化发生后胚胎分为两部分：内细胞团(inner cell mass， ICM)和滋养层(trophoblast)。ICM细胞具有全能分化特性，可继续分化产生内、外、中三个胚层的所有细胞，并最终形成完整的胚胎［1］；滋养层则为胚胎发育提供营养。小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells， ES细胞)即来源于3.5天的ICM［2］。当注射到孕鼠囊胚时，ES细胞具有与ICM细胞相似的全能分化特性［3］。体外培养时，ES细胞具有自我更新(self-renewal)能力，即细胞进行对称性分裂，表现为数目增长并维持全能分化特性［4］。基于上述特点，ES细胞不仅是基因功能研究的有力工具， 而且其分化细胞在治疗糖尿病和帕金森病等动物模型上也取得了较好的效果［5，6］。 人 ES 细胞与小鼠ES细胞具有相似的生物学特点，即自我更新和多向分化［4，7，8］。ES细胞的培养分化系统及分子机制研究是其应用于组织工程和细胞治疗的基础［9］，因而具有重要意义。ES细胞的自我更新与定向分化受不同信号通路的调节，各信号通路之间又相互作用，共同调控ES细胞的体外增殖。本文重点就小鼠ES细胞自我更新的调控信号进行综述。
gp130在小鼠ES细胞增殖过程中的作用建系之初，人们注意到小鼠ES细胞只有与小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast， MEF )共培养才可以维持其自我更新的特性；若失去MEF的支持则立即发生分化，说明MEF能促进ES细胞增殖并/或抑制其分化。之后的研究表明：MEF通过分泌白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor， LIF)抑制ES细胞的分化［10，11］。LIF属于IL-6细胞因子家族，该家族细胞因子主要有IL-6、IL-11、LIF、CNTF、CT-1、OSM等。该家族不同细胞因子具有相同或相似的生物学效应。例如，OSM，CNTF，CT-1及LIF都能抑制ES细胞分化。ES细胞不表达IL-6的受体，故IL-6不能抑制ES细胞分化，但当IL-6和其可溶性受体共同作用于ES细胞时即可以抑制ES细胞的分化［12］。IL-6家族不同因子具有相同生物学效应的分子基础是它们共同的受体gp130［13］。gp130是一种跨膜蛋白，属细胞因子受体超家族，本身无激酶活性，其介导的信号传递依赖于细胞内一种非受体型酪氨酸(Tyr)蛋白激酶JAK (Janus kinase)。gp130与配基结合引起细胞内的不同JAK分子之间的靠近和相互磷酸化，活化的JAK继而使gp130特定位点的Tyr残基磷酸化。继而，下游信号分子（如：STAT，SHP-2）则依赖SH2(Src homology 2)结构域与gp130上磷酸化的Tyr残基结合，而JAK则能够使与gp130 结合的该信号分子磷酸化而活化［14］。STAT3 (signal transducer and activator of transcrip- tion) 即是JAK下游具有SH2结构的主要信号分子，当其与gp130上的磷酸化Try结合后，JAK可以将其磷酸化，继而进入核内调节相关基因的转录和表达。除JAK-STAT3通路外，gp130还可以激活PI3K通路及SHP-2-Ras-ERK通路。在细胞因子的刺激下，SHP-2通过SH2结构域与gp130上磷酸化的Tyr残基结合，则SHP-2被磷酸化并为下游的连接蛋白提供结合位点，继而活化Ras并进一步激活下游的ERK。ERK活化后直接作用于细胞质的靶分子或转移到细胞核内调节基因转录。此外，活化的Ras还可以通过PI3K的催化亚基p110将PI3K激活，从而使PI3K通路活化［15］。
JAK-STAT3通路活化抑制小鼠ES细胞分化
当LIF作用于小鼠ES细胞时，首先与细胞膜上的LIF受体（LIFR）结合形成二聚体，LIF-LIFR二聚体再与gp130结合成为三聚体。gp130通过上述机制使JAK-STAT通路中的STAT3活化［14］。体外培养时，STAT3的活化是小鼠ES细胞自我更新的必要条件［16，17］。研究表明，受体gp130上有4个YXXQ序列，该序列内Tyr磷酸化是STAT与之结合的必需条件。gp130上这些结合位点缺失或突变，使STAT3不能与之结合并被活化，则ES细胞的自我更新不能继续。将STAT3第705位Tyr位点替换为Phe即形成突变体STAT3F， STAT3F可以同正常STAT3竞争gp130上的结合位点，以及同正常STAT3形成没有活性的二聚体，从而抑制STAT3的活化。因此，与正常的ES细胞相比较，携带有STAT3F基因的ES细胞在培养过程中更易发生分化［16］。同样，当用STAT3的反义寡核苷酸转染ES细胞，细胞内STAT3表达的量降低也可促进ES细胞分化［17］。上述研究表明：STAT3的活化可以抑制小鼠ES细胞的分化。
PI3K通路活化能够维持ES细胞的自我更新
最近的研究表明，LIF还可以通过gp130激活磷酸肌醇-3激酶(phosphoinosidide 3 kinase， PI3K)通路，该通路的活化对小鼠和人ES细胞全能性的维持都发挥重要作用［18，19］。PI3K可以催化PI(4，5)P2的磷酸化形成PI(3，4，5)P3，后者则促使其下游的PDK1将Akt磷酸化。Akt磷酸化后作用于下游底物并进一步调节细胞各项生理活动。当LIF作用于小鼠ES细胞时，可以激活PI3K通路使细胞内Akt磷酸化水平升高，增强ES细胞的自我更新并减少细胞分化。相反，当用PI3K的特异性抑制剂LY294002阻断该通路，或用基因突变的方法使PI3K的催化亚基失活，则ES细胞内Akt的磷酸化水平降低，同时细胞内ERK的活化增强。在这种情况下，ES细胞自我更新下降而分化增加［18］。实际上，PI3K信号通路对小鼠ES细胞的增殖调控作用最初是在Pten基因敲除的ES细胞得到阐明的［20］。肿瘤抑制分子PTEN是一种磷酸酶，可使PI(3，4，5)P3去磷酸化，进而对PI3K信号通路起负调控作用［21］。研究发现，PTEN-/-ES细胞内由于PTEN的缺失，细胞内PI(3，4，5)P3保持在高水平，因此其下游信号分子Akt也一直保持高水平的活化状态，故细胞增殖加速，并同时伴随着细胞凋亡的减少［20］。
SHP-2-Ras-ERK通路活化促进ES细胞分化
除JAK-STAT3及PI3K通路外，SHP-2-Ras-ERK是gp130下游的另一条主要信号通路。蛋白磷酸酶SHP-2是gp130下游一种含有SH2结构域的信号分子，其介导Ras-ERK与gp130之间的连接，最终ERK的活化能够促进ES细胞分化。SHP-2-Ras-ERK通路的活化对ES细胞的自我更新起负调控作用，因此阻断该通路的活化可以促进ES细胞的自我更新。如将gp130受体上SHP-2结合位点即第118位Tyr缺失，使SHP-2不能与gp130结合，从而阻断了由SHP-2介导的gp130与下游信号分子之间的连接，当LIF作用于带有该基因突变的ES细胞时不能激活Ras-ERK，并同时伴随细胞内STAT3的活化时间延长［22］，因此ES细胞的自我更新能力得到加强。同样当SHP-2与其下游Ras-ERK之间的连接蛋白缺失或者在ES细胞内表达抑制型的H-Ras［S17N］都可阻断该信号通路下游信号分子ERK的活化，这些变化也可增强ES细胞的自我更新［23］。相反，若在ES细胞内表达组成型活化基因H-Ras［G12V］使该通路持续性活化，则携带有该基因的ES细胞自我更新不能继续［23，24］。此外，SHP-2-Ras-ERK通路阻断后ES细胞的分化出现异常。如SHP-2蛋白氨基端46到110位氨基酸缺失后，SH2结构域不能与下游的连接蛋白作用。该基因突变的小鼠ES细胞不能向造血细胞和成纤维细胞分化［25］。而当SHP-2的71-121位氨基酸缺失后，ES细胞的造血分化延迟并减少［26］。由此可见，SHP-2-Ras-ERK通路是ES细胞正常分化必需的，其活化能够促进ES细胞的分化。总而言之，当LIF作用于ES细胞时，可以通过gp130同时激活JAK-STAT3、PI3K及SHP-2-Ras-ERK通路。只有三者之间保持精确的平衡，则ES细胞的自我更新才能保证。综上所述，ES细胞内依赖gp130的信号通路对ES细胞自我更新与分化的调控可以归纳为下图。
其他信号通路对小鼠ES细胞自我更新的影响最近的研究表明，除LIF外，其他信号通路，如骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein， BMP)及Wnt通路，对ES细胞的自我更新也非常重要。
无血清条件下BMP联合LIF能够维持ES细胞的高度自我更新
无血清培养体系内，在LIF作用下虽然大部分ES细胞能够维持自我更新，但仍会有少量细胞分化为神经细胞，说明LIF并不能完全阻断小鼠ES细胞的分化，需要与其他细胞因子联合作用来维持ES细胞自我更新，特别是能够抑制ES细胞向神经细胞分化的因子［27］。而BMP能够抑制ES细胞向神经细胞的分化，提示LIF与BMP联合作用可能会完全阻断ES细胞分化。研究表明，BMP4与LIF共同作用确实可以使ES细胞保持高度的自我更新。其作用机制是，BMP4/2通过激活Smad通路诱导蛋白Id的表达，Id抑制ES细胞向神经细胞的分化，同时LIF激活的JAK-STAT3通路则抑制ES细胞沿其它方向分化。因此，二者联合作用于ES细胞时，可以彻底阻断其分化［28］。另外的研究发现，BMP4还可通过抑制ES细胞内ERK的磷酸化［29］抑制ES细胞分化。如Burdon等［22］所述，阻断ERK的磷酸化可以促进ES细胞的自我更新，此处用ERK上游激酶MEK的抑制剂PD98059作用于ES细胞阻断ERK的磷酸化，可以得到与BMP4相同的结果。
Wnt信号通路的活化促进ES细胞自我更新
Wnt蛋白与Frizzled家族受体结合或者特异性抑制细胞内GSK3β都可以活化Wnt通路，引起下游分子β-连环素（β-catenin）的磷酸化，并进入细胞核调节相关基因的转录。此前研究发现，Wnt信号通路的活化在维持多种成体干细胞（如造血干细胞和皮肤干细胞）的多能性方面发挥重要作用，因此它的活化是否与ES细胞的全能性相关引起了人们关注。研究表明，未分化ES细胞内Wnt通路处于活化状态，并且当用GSK3β的特异性抑制剂作用于ES细胞时，引起β-catenin依赖的Wnt通路目的基因表达上调，细胞的自我更新能力提高。由此推测，Wnt通路的活化对ES细胞全能性的维持起重要作用［30］。值得注意的是，ES细胞内PI3K的活化能够抑制GSK3β的活性，但β-catenin的活性并不受影响［18］。因此，依赖β-catenin的Wnt通路活化对ES细胞的自我更新是否为必需仍有待于进一步确定。上述调控ES细胞自我更新的通路多由外界因素激活。此外，某些转录因子（如Oct4和Nanog）也参与ES细胞的全能性维持和分化调控，但它们的表达也受外因调节。
结语
虽然利用小鼠ES细胞来源的分化细胞治疗许多动物模型疾病取得了可喜的成果，然而人ES细胞的临床应用还面临诸多困难需要克服。对控制ES细胞自我更新机理的研究必将有助于这些问题的解决。
参考文献
1 Rossant J. Stem cells from mammalian blastocyst. Stem cells， 2001; 19:477-482
2 Evans MJ， Kaufman MH. Establishment in culture of pluripotential cell from mouse embryos. Nature， 1981; 292(5819):154-156
3 Beddington RS， Robertson EJ. An assessment of the develop- mental potential of embryonic stem cells in the midgestation mouse embryo. Development， 1989; 105:733-737
4 Keller GM. In vitro differentiation of embryonic stem cells. Curr Opin Cell Bio， 1995; 7:862-869
5 Soria B， Roche E， Berna G， et al. Insulin-secreting cells derived from embryonic stem cells normalize glycemia in streptozotocin-induced diabetic mice. Diabetes， 2000; 49:157-162
6 Kim JH， Auerbach JM， Rodriguez-Gomez JA， et al. Dopamine neurons derived from embryonic stem cells function in an animal model of Parkinson′ s disease. Nature， 2002; 418(6893):50-56
7 Itskovitz-Eldor J， Schuldiner M， Karsenti D， et al. Differentiation of human embryonic stem cells into embryoid bodies compromising the three embryonic germ layers. Mol Med， 2000; 6:88-95
8 Thomson JA， Itskovitz-Eldor J， Shapiro SS， et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science， 1998; 282(5391):1145-1147
9 Doss MX， Koehler CI， Gissel C， et al. Embryonic stem cells: a promising tool for cell replacement therapy. J Cell Mol Med， 2004; 8:465-473
10 Williams RL， Hilton DJ， Pease S， et al. Myeloid leukaemia inhibitory factor maintains the developmental potential of embryonic stem cells. Nature， 1988; 336(6200):684-687
11 Smith AG， Heath JK， Donaldson DD， et al. Inhibition of pluripotential embryonic stem cell differentiation by purified polyeptides. Nature， 1988; 336(6200):688-690
12 Yoshida KI， Taga T， Saito M， et al. Targeted disruption of gp130， a common signal transducer for the interleukin 6 family of cytokines， leads to myocardial and hematological disorders. Proc Natl Acad Sci USA， 1996; 93:407-411
13 Heinrich PC， Behrmann I， Muller-Newen G， et al. Interleukin-6-type cytokine signaling through the gp130/Jak/STAT pathway. Biochem J， 1998;334(Pt 2): 297-314
14 Darnell JE Jr， Kerr IM， Stark GR. Jak-STAT pathways and transc-riptional activation in response to IFNs and other excellular signaling proteins. Science， 1994; 264(5164):1415-1421
15 Rodriguez-Viciana P， Warne PH， Dhand R， et al. Phosphati- dylinositol-3-OH kinase as a direct target of Ras. Nature， 1994;370(6490): 527-532
16 Niwa H， Burdon T， Chambers I， et al. Self-renewal of pluripotent embryonic stem cells is mediated via activation of STAT3. Genes Dev， 1998; 12:2048-2060
17 Ernst M， Novak U， Nicholson SE， et al. The carboxyl-terminal domains of gp130-related cytokine receptors are necessary for suppressing embryonic stem cell differentiation. Involvement of STAT3. J Biol Chem， 1999; 274:9729-9737
18 Paling NR， Wheadon H， Bone HK， et al. Regulation of embryo- nic stem cell self-renewal by phosphoinosidide 3 kinase-dependent signaling. J Biol Chem， 2004; 279: 48063-48070
19 Kim SJ， Cheon SH， Yoo SJ， et al. Contribution of the PI3K/Akt/PKB signal pathway to maintenance of self-renewal in human embryonic stem cells. FEBS Letters， 2005; 579: 534-540
20 Sun H， Lesche R， Li DM， et al. PTEN modulates cell cycle progression and cell survival by regulating phosphatidylinositol 3，4，5-trisphosphate and Akt/protein kinase B signaling pathway. Proc Natl Acad Sci USA， 1999; 96: 6199-6204
21 Chang F， Lee JT， Navolanic PM， et al. Involvement of PI3K/Akt pathway in cell cycle progression， apoptosis， and neoplastic trans- formation: a target for chemotherapy. Leukemia， 2003; 17:590-603
22 Burdon T， Stracey C， Chambers I， et al. Suppression of SHP-2 and ERK signaling promotes self-renewal of mouse embryonic stem cells. Dev Biol， 1999; 210:30-43
23 Cheng AM， Saxton TM， Sakai R， et al. Mammalian Grb2 regulates multiple steps in embryonic development and malignant transformation. Cell， 1998; 95:793-803
24 Yoshida-Koide U， Matsuda T， Saikawa K， et al. Involvement of Ras in extraembryonic endoderm differentiation of embryonic stem cells. Biochem Biophys Res Commun， 2004; 313: 475-481
25 Qu CK， Feng GS. Shp-2 has a positive regulatory role in ES cell differentiation and proliferation. Oncogene， 1998; 17:433-439
26 Chan RJ， Johnson SA， Li Y， et al. A definitive role of Shp-2 tyrosine phosphatase in mediating embryonic stem cell differentiation and hematopoiesis. Blood， 2003;102:2074-2080
27 Wilson SI， Edlund T. Neural induction: toward a unifying mechanism. Nat Neurosci， 2001; 4:1161-1168
28 Ying QL， Nichols J， Chambers I， et al. BMP induction of Id proteins suppresses differentiation and sustains embryonic stem cell self-renewal in collaboration with STAT3. Cell， 2003; 115:281-292
篇4
【摘要】 目的： 利用小鼠胚胎干（ES）细胞分化成神经前体细胞模型，研究极低频率电磁场（ELFEMF）对细胞周期调节基因、凋亡相关基因以及细胞增生和凋亡的影响. 方法： 分离、培养和诱导ES成神经前体细胞，于诱导后第4日起，实验组予ELFEMF干预，对照组采用假暴露，于4+4 d， 4+7 d，4+11 d，4+17 d，4+23 d使用BrdU和Nestin免疫荧光染色检测细胞生长分化，RTPCR检测bcl2，bax，GADD45基因转录产物水平. 结果： 对照组和实验组的BrdU和Nestin免疫荧光染色未能发现细胞生长和分化有明显改变，对照组和实验组的RTPCR检测发现，在4+11 d时bcl2和bax mRNA 表达升高(P
【关键词】 小鼠; 胚胎; 干细胞；低频率电磁场；基因， bcl2；bax；GADD45
【Abstract】 AIM: To investigate the effect of electromagnetic fields on the cell cycle regulatory gene and apoptosisrelated gene and on cells proliferation and apoptosis with the model of mouse embryonic stem cells (ESCs) differentiated into neural progenitor cells. METHODS: ESCs were cultured and differentiated into neural progenitor cells; after 4 d of differentiation， the experimental group was exposed to extremely low frequency electromagnetic fields， while the control group was shamexposure. Immunofluorescence of BrdU and Nestin was used to detect the development and differentiation， and RTPCR was applied to detect the changes of transcript levels of bcl2， bax， GADD45 gene at the day (4+4)， (4+7)， (4+11)， (4+17)， and (4+23). RESULTS: No significant difference was found in the experimental and control groups in cell growth and differentiation. ELFEMF induced upregulation of bcl2 and bax at d (4+11) (P
【Keywords】 mic embryo; stem cells; low frequency electromagnetic fields; genes bcl2; bax; GADD45
0引言
多能胚胎干（ES）细胞可以分化成三个胚层的特异性细胞. 在分化的过程中，ES细胞再现了早期胚胎的发育过程，因此这提供了一个极好的体外分析遗传和环境因素对细胞分化影响的模型［1］. 极低频率电磁场（ELFEMF）指频率为0～300 Hz的交变电磁场，电磁场对生物体作用的研究已比较广泛，虽然大多数研究结果存在较大差别，但是磁场对肿瘤（肿瘤被认为属于干细胞疾病）的影响已经有比较一致的结论［2］. 神经干细胞在没有形成大量的化学突触前，由于大量电突触的存在，细胞间直接的电流活动，很可能通过外加磁场而影响细胞的信号通讯，甚至可能改变细胞的发育、迁移等. 本实验我们研究ELFEMF对细胞周期调节基因、凋亡相关基因以及细胞增生和凋亡的影响.
1材料和方法
1.1材料
取孕3 d母鼠囊胚. 在实体显微镜下先将变性或不正常的胚胎剔除掉，然后再将正常的囊胚和桑椹胚转移到饲养层上，置培养箱培养4 d，形成拟胚体（embryoid bodies， EBs）. 将EBs置于在含有胰岛素（insulin）、转铁蛋白（transferrin）、硒元素（selenium）和纤连蛋白的无血清DMEM/F12培养液中，将细胞密度调整为（0.5～1.5）×104/cm3的小鼠ES细胞培养置于1 g/L明胶包被的组织培养皿上，使用含有 N2和B27的神经细胞专用培养基 Neurobasal（Gibco公司）在37℃，50 mL/L CO2的孵箱中培养细胞. 培养至第4日，60%以上的细胞分化为神经前体细胞，进行射频电磁场辐照. ELFEMF分为实验组和对照组，于第4+4 d，4+7 d，4+11 d，4+17 d，4+23 d（4为从开始培养计时）分别使用免疫荧光细胞计数和RTPCR检测.
1.2方法
ELFEMF辐射频率选用50 Hz 电力线，2.0 mT，采用5 min开/30 min 关的间断模式于4+4 d时分别辐射48 h；将培养分化至4 d的神经前体细胞随机分为2组，放入射频辐射系统的波导腔内，实验组进行上述辐射，对照组不输入射频信号，进行假辐射. 整个辐射过程中，细胞处于37℃，50 mL/L CO2的孵箱中，温度变化不超过±0.1℃.
1.2.1免疫荧光染色和细胞计数细胞分化后4 d进行免疫荧光染色，选取部分上述的细胞克隆种植于24孔培养板，每组各6孔. Nestin免疫荧光染色检测Nestin免疫反应阳性神经组细胞. BrdU溶于无血清培养基，过滤除菌后加入上述的细胞克隆（BrdU终浓度为 5 μmol/L）中，培养24 h. 每孔加入40 g/L多聚醛(4℃) 固定20 min，30 mL/L H2O甲醇孵育15 min，去除内源性过氧化物酶. 加正常山羊血清封闭30 min，用抗BrdU mAb (Sigma) 分别进行免疫荧光染色，染色结果用倒置荧光显微镜观察并用佳能数码相机摄片. 病理彩色图像分析系统对各组免疫荧光染色切片进行图像分析. 荧光显微镜在一个视野放大200倍镜头下计数，用图像扫描分析仪分析.
1.2.2RTPCR检测bcl2，bax，GADD45基因mRNA表达水平实验分组如前所述，经处理因素作用后，分别搜集各实验组细胞，用一步法试剂盒(TaKaRa One Step RNA PCR Kit） 检测bcl2，bax，GADD45基因表达水平，首先利用Trizol试剂 (Gibico BRL）提取细胞总RNA，分光光度计上测定其在260 nm和280 nm的A值，计算RNA的浓度和纯度. 根据NCBI中cDNA序列设计引物以βactin mRNA作为检测的内参照，PCR反应引物由大连宝生物公司合成. 选用一步法试剂盒进行单管RTPCR，按下列组成配置RTPCR反应液，反应总体系为50 μL：10×One Step RNA PCR Buffer 5 μL，MgCl2(25 mmol/L)10 μL，dNTP Mixture (10 mmol/L) 5 μL，RNase inhibitor (40 U/μL) 1 μL，AMV RTase XL (5 U/μL) 1 μL，A MVOptimized Taq (5 U/L) 1 μL，上游特异性引物(20 μmol/L) 1 μL，下游特异性引物 (20 μmol/L) 1 μL，RNA sample (≤1 μg) 1 μL，RNase Free dH2O 24 μL. 按下列反应条件进行RTPCR：50℃ 30 min RT反应，94℃ 2 min RTase失活，然后以94℃ 1 min，55℃1min，72℃ 1 min，循环1次；94℃ 1min，60℃ 1 min，72℃ 1 min，循环30次；72℃延伸10 min. 取10 μL样品在20 g/L琼脂糖凝胶电泳90 V 40 min，用DNA Marker DI2000 (TaKaRa）作为分子量标记，自动电泳凝胶扫描分析系统(Chiem Image 5500) 扫描凝胶并进行定量分析，分别测定bcl2，bax，GADD45以及βactin的平均光密度值 (IDV)， 以bcl2/βactin，bax /βactin，GADD45/βactin表示bcl2，bax，GADD45的表达水平. PCR反应引物序列见表1. 表1RTPCR引物序列及扩增片断长度（略）
统计学处理：计量数据均用x±s表示，使用SPSS13.0统计软件包进行分析，组间比较用 t 检验，P
2结果
2.1ES分化为神经前体细胞胚胎体在DMEM／F12无血清培养液中培养，72 h内细胞大量死亡脱落，存活的细胞为神经前体细胞，其形态多数变为细长形，有较为明显的突起，细胞之间可以见到突起联系交织. 取细胞作Nestin免疫组化染色，80％以上细胞为阳性. BrdU特异性标记细胞核，细胞团打散后，可观察到大量BrdU标记阳性的干细胞，说明这些细胞具有增殖性的神经前体细胞（图1）.
2.2ELFEMF在各时间点BrdU阳性细胞数比较
对EMF和假EMF暴露组的细胞免疫荧光分析表明，表达神经元或星形细胞蛋白的细胞数量无统计学差异（P>0.05，表2 ）. 表2ELFEMF在各时间点BrdU阳性细胞数（略）
2.3ELFEMF对ES源性神经前体细胞bcl2，bax，GADD45基因转录水平的影响
βactin，bcl2，bax，GADD45 mRNA RTPCR结果显示，在4+11 d时bcl2和bax mRNA 表达水平高，与对照组比较，均有统计学差异（P
3讨论
ELFEMF有着广泛的生物学作用，并有可能影响基因表达进而影响细胞的分化而产生各种疾病［2-3］. 我们利用ES分化模型，检测ES源性神经前体细胞在暴露于ELFEMF时，各种调节基因在转录水平的特异性变化.
Nestin的表达始于神经胚形成时的神经细胞内，是早期神经上皮细胞的标志，已被广泛应用于神经干细胞的鉴定［4］. BrdU是胸苷的替代品，在细胞分裂前的DNA合成期作为底物，参与DNA的合成. 所以BrdU标记的阳性细胞是具有增殖性的，而且BrdU只标记具有增殖能力的细胞［5］. 我们对诱导4 d的ES细胞进行Nestin和BrdU染色，在ELFEM的对照组和实验组中均发现有Nestin和BrdU免疫荧光阳性细胞，说明培养的是具有增殖能力的干细胞.
Bcl2是一种原癌基因，是人类滤泡型淋巴瘤的细胞遗传学标志，具有阻断程序化细胞死亡的作用［6］. Bax基因是Bcl2家族成员，与Bcl2形成异二聚体复合物. Bax表达并不阻断凋亡，而是具有对抗Bcl2蛋白抑制凋亡的作用. Bcl2/Bax的比值对细胞接受刺激后存活有关键作用［7］. GADD45是一个具有细胞生长阻滞和DNA损伤作用的基因，也是第一个被检出的p53下游靶基因. GADD45通过p53依赖及非依赖两条途径参与细胞周期监测点、细胞凋亡、DNA损伤修复以及信号传导等重要细胞生命活动的调节，在维持基因组稳定性中发挥重要的功能［8］.
ELFEMF显著地上调bcl2家族两个功能相反的基因bcl2和bax mRNA水平的升高，由于抗凋亡基因bcl2水平相对于促凋亡基因bax只是略微升高，我们不能说ELFEMF显著地引起神经祖细胞凋亡. 免疫荧光和细胞计数未能显示在暴露或“假暴露”于ELFEMF时细胞核有显著的凋亡. GADD45在转录水平的下调表明可能有轻微的细胞增生刺激作用. 然而，整合入Nestin阳性细胞的BrdU未能表明暴露与EMF的细胞有增生的迹象. 我们没有发现神经元和神经胶质细胞特异性转录产物和蛋白数量有改变，这说明暴露于ELFEMF不会影响神经细胞分化过程.
EMF信号可以引起体外ES源性神经祖细胞的细胞周期调节和凋亡相关基因在转录水平的改变［9］. 然而，由于缺乏EMF对细胞增生、凋亡影响的证据，我们推测在转录水平mRNA的改变会逐渐地在翻译水平和反应后阶段被代偿，因此不能引起可检测的细胞生理上的变化.
参考文献
［1］Wobus AM， Guan K， Yang HT， et al.Embryonic stem cells as a model to study cardiac， skeletal muscle， and vascular smooth muscle cell differentiation［J］.Methods Mol Biol， 2002， 185:127-156.
［2］Nakagawara A， Ohira M.Comprehensive genomics linking between neural development and cancer: neuroblastoma as a model［J］.Cancer Lett， 2004， 204(2):213-214.
［3］端礼荣， 吴全义， 刘方平.稳恒磁场对大鼠胚胎中脑神经细胞发育的影响［J］.中华预防医学杂志， 2004， 38(3):190-192.
［4］Roy NS， Wang S， Jiang L， et al. In vitro neurogenesis by progenitor cells isolated from the adult human hippocampus［J］.Nat Med， 2000， 6(3):271-277.
［5］Rietze RL， Valcanis H， Brooker GF， et al. Purification of a pluripotent neural stem cell from the adult mouse brain［J］.Nature， 2001， 412(6848):736-739.
［6］Lee JH， Jung JY， Jeong YJ， et al. Involvement of both mitochondrialand death receptordependent apoptotic pathways regulated by Bcl2 family in sodium fluorideinduced apoptosis of the human gingival fibroblasts［J］.Toxicology， 2008， 243(3):340-347.
［7］Fan J， Li R， Zhang R， et al.Effect of Bcl2 and Bax on survival of side population cells from hepatocellular carcinoma cells［J］.World J Gastroenterol， 2007， 13(45):6053-6059.
［8］Yoshida T， Maeda A， Horinaka M， et al.Quercetin induces gadd45 expression through a p53independent pathway［J］.Oncol Rep， 2005， 14(5):1299-1303.
篇5
我国部分专家表示：利用胚胎干细胞在体外培育出人类尚属首次，但社会公众也没有必要对此“过度兴奋”，科研引发的社会争议完全可以通过法律伦理等制度进行规约；中国胚胎干细胞的研究与国际水平尚有差距，体外诱导合成的研究任重道远。
“胚胎干细胞，可以分化成所有不同种类的体细胞，具有‘全能’的发展潜力。”中国医学科学院血液学研究所主任、国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝表示，也是人类发育成熟后形成的细胞，英国科学家找到了一种干细胞向分化的合适方法条件，从理论上人们早就认识到这种可能性，但从技术上说，利用胚胎干细胞在体外培育出了人类还是第一次。
据报道，首次合成的科研团队负责人纳法尼亚将其培养的细胞描述为“完全成熟的、功能性的试管”。那么，具有人类某些特征，是否就是正常的呢？
“不一定。”中科院动物所计划生育生殖生物学国家重点实验室研究员韩春生说，虽然这些细胞在形态上具有的特征，但最重要的鉴别指标是看其能否与卵子结合形成受精卵，并把遗传物质传到下一代。在体外诱导干细胞发育具有多种可能性，即便有能游动等的特征，但如果形态上出现一点微小的差异，就会造成功能缺失。因此，“这项技术走出实验室，到实际应用还尚需时日”。
韩忠朝也认为，虽然培养的细胞具有的很多特征，但最终还没有做到形成受精卵这一步。理论上说，有了人造，女性就可以在不依赖男性的情况下，独自繁衍生子，但这种是否具备完善的功能，需要进一步研究和比较。人造能否帮助人类生育，能否确保后代健康，还是一个问号。“以克隆技术为例，成功的几率都非常小，因此，能否把理论设想变成现实，取决于研究技术能力。”
目前，人造和人造卵子日益成为干细胞研究的新趋势，而其引发的法律伦理争议也从未停止。
“合成结合形成试管婴儿会造成单亲的状况，因为‘父亲’这个人并不存在。”对于媒体、社会热炒的这一话题，韩忠朝认为老百姓没必要大惊小怪。在他看来，“干细胞研究是人类对生命起源的认识，科学家对干细胞分化能力的探索不可阻挡”。
“科学的问题必须用科学的方法解决，如果形成等道德问题，完全可以形成管理机制，将这类研究科学规范起来。”韩忠朝说，“以前大家认为‘试管婴儿’是大逆不道，现在已经被许多父母接受，并广泛应用解决了一些社会问题。”
“胚胎干细胞是国际研发热点。中国是世界上最早制定干细胞研究管理规范，并形成管理细则的国家之一。我国出台了相关政策明确禁止生殖性克隆人研究，允许开展胚胎干细胞和治疗性克隆研究，但要遵循一些行为规范的要求。”中国生物技术发展中心主任王宏广说。
其实，人造研究已经持续了十几年的时间。2003年，日本科学家就已成功地把实验鼠的胚胎干细胞诱导变成了细胞。韩春生研究小组也从4年前开始从事体外诱导的研究。谈到中国目前的人造研究，韩春生坦承与国际水平差距还很大，“还停留在利用小鼠的胚胎干细胞培育出细胞的水平”。韩春生率领的团队正在研究直接利用精原干细胞培育。据他透露，目前，国家973计划也在“胚胎干细胞向生殖细胞诱导分化”方向设置了项目。
但他也透露，我国虽然在胚胎干细胞研究方面制定了指导规范，但在胚胎干细胞向生殖细胞分化研究还没有明确的相关管理规定，尚在探索之中。
篇6
现在医学上正流行着一种全新的疗法，叫做细胞疗法，不过在这种疗法之中，所用的细胞并非一般的细胞，而是干细胞。干细胞是生命之源；用干细胞治疗的，就叫干细胞移植疗法或叫干细胞疗法。干细胞及其移植是当今世界医学研究的热点之一，是人类疾病治疗的新希望，作者翻阅了一些文献，现综述于下。
1 名称的演变
这里需要从头说起。这种细胞当初被发现时因其形态而称其为卵圆细胞；后来知道这种细胞是一种还没有开始发育成具有特殊功能的细胞，在做实验时将其置于培养液中，可以观察到它能不断地分裂，并最终发育成各种功能特殊的细胞，所以就授名为原始细胞（或祖细胞）；因能繁衍出许多职能不同的“子孙”来，因此干细胞也叫源泉细胞；随着研究的不断深入，进一步发现这种细胞在体内会定向发展为具有不同功能的细胞，并进而形成各种类型的器官或组织，就像树干那样，能够派生出形状各异的枝桠；这些枝桠就像人体的各种器官和组织一样。这就把繁多的名称修订为正式而通用的名称，叫干细胞（stem cell）。干细胞是一个总称，因其作用广泛，故也称为全能细胞或万能细胞；但在正式场合还得用其正名干细胞或××干细胞。这诸多名称的曲折来源说明其不同的研究阶段，同时也说明了另一个问题，即对干细胞的研究在逐步地深入。
2 学术性分类
干细胞还可以将其分为三种，即胚胎干细胞（受精卵细胞）、成体（作体）干细胞和单能（专能）干细胞。
2.1 胚胎干细胞 人类的和卵子结合后就成为受精卵，是最初的全能受精卵细胞，也就是全能干细胞，是最原始而又高度未分化的细胞，进一步发育便成胚胎干细胞；胚胎干细胞可以再分化成任何组织的细胞，如血液、肌肉、神经、肝脏、肾脏和胃肠等的细胞，从而形成任何种类的器官或组织，最终分化、发育成一个完整的人体，还可以直接克隆人，所以胚胎肝细胞就被学者们誉称为全能细胞或万能细胞；真正有“全能”者，应当是只指胚胎干细胞。理论认为，这种细胞能分化成人体200多种组织中的任何一种组织；在体外特定的培养条件下能够无休止地分裂、增殖和传代，且在其全段培养时间内，其“全能”特性不变。因为胚胎干细胞有全能性，物质来源非常丰富，且可利用性又极强，所以是全球学者研究的最热的热点。1998年，人体胚胎干细胞体外培育成功。
2.2 成体干细胞 是一种或多种组织、器官的起源细胞，是来之于胚胎干细胞的分化，它包括了骨髓干细胞（造血干细胞、间质干细胞）、外周血干细胞及脐血干细胞三种；前两种是干细胞移植的主要来源；从这些标本分离到的成体干细胞株能在体外培养中生存、繁殖，并能横向分化，像工厂一样无限制地产生出和自已完全相同的物品来；这些物品就是“子代细胞”，在人体内已经分化成熟的成体干细胞，可以进一步发展成为实体组织，所以叫“成体”；成体干细胞有别于其他一般成熟的细胞，一般成熟的细胞只能固定分裂为相同功能的细胞，不能进一步横向分化来组成各种组织或器官，如肝细胞和皮肤细胞等，只能分别垂直地分化和生成新的肝细胞和皮肤细胞，而成体干细胞则可以在体内再横向分化为组成组织或器官时所需要的具有独特功能的细胞，如骨髓干细胞可转化成神经细胞和肝细胞，间质干细胞能转化为肌肉、神经、软骨和骨的细胞，脂肪干细胞能转化成神经细胞等，使这些相应的患病器官和组织得以修复或再生；成体干细胞因而被称为多能（亚全能）干细胞，但其分化、发育能力受到一定的限制，不能再进一步成形完整的个体，最多只能发育成20多种组织或器官，这和胚胎干细胞有别；人体出生后几乎所有的组织和器官中都本能地残存着一些成体干细胞，不过它们处于静止状态，既不增殖又不分化，不参与胚胎的继续发育，但却保持着原有干细胞的基本特性，待机体处于病变状态时，能够随时修复，或取代受损或病变的组织；但残存的成体干细胞的数量极为有限，虽然骨髓含有较为丰富的成体干细胞，可直接用于治疗，但它很少释入外周的血液中；在作移植治疗时碍于血中来源稀少而难以凑足治疗所需的数量，以抗击所患的诸多疾病，因此临床应用就受到一定的限制，除非给予人体粒细胞集落刺激因子的药物，以动员骨髓中的成体干细胞大量泌入外周血液里，以达足够的治疗量。
2.3 单能干细胞 这一种干细胞是由多能干细胞转化来的，只能分化成某一类型的细胞，像神经干细胞只能转化成各类的神经细胞，造血干细胞只能化成各种不同的血细胞，皮肤干细胞和肝干细胞等，只能分别形成为皮肤细胞和肝细胞等，不能再横向分化成各种组织、器官了，所以被称为“单能”。
3 自体干细胞和异体干细胞
这两个名称都不是细胞的专有名称，但却属于成体干细胞的范畴。顾名思义，前者是指自己体内生成的成体干细胞，用其来治疗自己所害的疾病，属于自救疗法；后者是指利用别人体内分泌的成体干细胞来治疗自己所患的疾病，属于他救疗法。这两种疗法都可产生同样的效果，但以自体干细胞移植为优，因其移植后无宿主组织排异现象，甚为安全，且移植过程简单，当今多采用此一疗法；异体干细胞移植则相反，可以引起宿主组织排异，除移植简单相同外，尚存在着隐患。
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4 干细胞的移植
干细胞移植可分为三种，即自体干细胞移植、异体干细胞移植和胚胎干细胞移植。自体干细胞移植疗法是指把患者体内的干细胞提出，经体外培养使其大量增殖，并诱导其分化成特定的组织细胞，随后将这些细胞注入患者体内，达到其修复或重建组织、器官的目的；胚胎干细胞移植得先提出患者的体细胞的细胞核，然后将其与除去了细胞核的胚胎卵细胞相结合，形成一个带有患者遗传特征的胚胎干细胞，接着再做增殖、分化，才能移植于人体。治疗难度它比自体干细胞移植治疗难度要大得多；它和异体干细胞移植一样，会彼此排斥，故得使用免疫抑制手段。
干细胞的用途极其广泛，几乎涉及到所有的医学领域。目前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，并以此为“种子”，培育出一些人体的组织、器官，即再造人体正常而年轻的组织或器官，来替代病变或衰老的组织或器官，使其重获或改善原有的功能，促使人体恢复健康。
50多年前，我国就开始干细胞的研究了，以后就逐渐地引入于临床治疗；开始是利用干细胞中的一分子即骨髓干细胞（造血干细胞）移植，来治疗各类白血病；上世纪80年代，外周血干细胞移植术获得了推广，不过大多移植自体外周血干细胞，仍然主要用于治疗白血病；近20多年来，移植已经超越血液病范围，并迅速扩展，几乎波及整个人体的组织与器官的疾病；各方研究者都称自己取得了瞩目的、突破性的、甚至是世界领先的成绩。
干细胞研究的水平国内、外相差无几，但就研究对象而言，国内的实验研究较少，而是单刀直入，直接地广用于临床治疗，以致有人认为对世界来说此举是种原创性的贡献。国外则偏重于动物实验，在动物身上可取任何实验时段，充分观察实验过程，以判良莠，然后再取舍地用于临床。虽然动物实验与人体实地治疗不尽相同，但是可给人类治疗提供借鉴性依据。国外干细胞移植至今多处于动物实验阶段兴许就是这个原因。他们所用的动物种类也较为广泛，从低级到高等都有，例如有鼠类、兔、小猪、犬、牛和猴等。
从国内的干细胞移植治疗的情况看，作者依据手头大多为国内资料的国内、外报道，按系统简单地罗列于下，供读者参考：血液系为白血病、淋巴瘤、再障和地中海贫血等；心血管系为急性心肌梗塞、急性心肌炎、陈旧性心肌梗塞和慢性心功能不全等；神经系为脑瘫、老年痴呆症、中风、帕金森病、脊髓损伤、脑梗塞、多发性硬化症、多系统萎缩症、脱髓鞘症、运动神经元病、肌张力障碍、特发性震颤和神经母细胞瘤等；消化系为各种肝病、炎症性肠病和胰腺病等；免疫系为风湿病和风湿性关节炎等；代谢系为糖尿病及其并发的下肢缺血性疾病等；骨系为骨骺疏松症等；眼系为角膜病和复发性胬肉等；外科系为烧伤等；实体癌肿为卵巢癌、乳腺癌、肺癌、肾细胞癌、转移性恶性黑色素癌、多发性骨髓癌及恶性淋巴癌等；其他方面为抗感染和减轻化疗的副作用等。但从报道来看，只有血液病的干细胞移植治疗有较丰富的经验；据一家有1000多个病例、颇有经验积累的报道，其成功率为90％，长期无病的存活率为70％以上；除此之外，其他各系疾病的干细胞移植治疗，在数量、质量、随访和副反应方面，都有进一步提高和观察的必要。干细胞移植和器官移植是医学治疗学上的两个终极性疗法，前者最后势必以其优势而取代后者。我国的干细胞移植治疗面是相当广泛的。
5 部分异议
虽然从理论及部分实践来看，干细胞移植疗法的前景是十分光明，是值得向往的，但是从现在的形势来看，还不是那样。我国一些知名专家认为，当今的干细胞移植只是处于从基础实验到临床治疗的一个过渡阶段，其有效性及安全性都还知之甚少，且评价不一，还缺乏充分的科学验证；认为继续探索之路还很长，估计还要再过10～20年之后，移植的有效性和安全性如何才能见分晓。所以干细胞疗法在当前还远不是广泛推广于临床的时候，更不能“遍地开花”；甚至还有专家提出了劝告说，在干细胞移植研究的评议时要实事求是，避免夸大。据悉国家也只批准少数几家试点医院和几个病种可行干细胞治疗，并不提倡临床推广；目前也无这一疗法的规范性技术标准可供参考；卫生部正在拟订《人体干细胞技术临床应用管理办法》。专家们认为干细胞临床移植治疗应以慎行为好。有些学者认为，胚胎干细胞和成体干细胞的定向发育的机制尚不清楚，这样会有碍于治疗的合理性。也有一些学者认为，胚胎干细胞研究必需从胚胎干细胞中提取干细胞，从而造成胚胎细胞的凋亡，已涉及到伦理问题，因而不主张、甚至反对胚胎干细胞的移植。也有人认为癌干细胞是否存在，还应积极地探索。
篇7
干细胞是一种具有无限自我复制能力和向多种细胞分化潜能的细胞。现在被广泛研究的有胚胎干细胞和骨髓干细胞，前者指早期胚胎的多能于细胞(pluripotent cell)，后者指存在于骨髓中的具有多向分化潜能和自我更新能力的干细胞。目前认为骨髓中至少含有两种干细胞：造血干细胞(hematopietic stemcell，HSC)和间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)。近几年来将干细胞定向分化的神经细胞或神经前体细胞移植治疗神经系统疾病受到了广泛的关注，成为临床和实验研究的热点之一。因此如何将胚胎干细胞和骨髓干细胞定向分化为神经细胞或神经前体细胞是研究的关键所在。现主要就干细胞定向分化为神经细胞及中药干预的研究现况作一综述。
1 干细胞向神经细胞的定向分化
1.1 胚胎干细胞向神经细胞的定向诱导分化方法 目前胚胎干细胞定向分化的方法大致分为以下3类：①体外诱导法，此种方法很多，也是最为常用的，包括维A酸(维甲酸，RA)诱导、基质细胞源性的诱导活性、生长或分化因子诱导、按谱系限制性发育控制基因的方向进行分化等。其中华盛顿大学医学院Bain等[1]的维甲酸4－/4＋诱导法被视为最基本的，也是最经典的神经细胞诱导方法。虽然维甲酸是胚胎干细胞向神经细胞分化的有效诱导剂，但维甲酸诱导无法排除杂细胞的存在，且诱导后的神经细胞不能增殖，存活时间也短[2]。而谱系选择法诱导的神经前体细胞可以弥补这些缺陷，它使胚胎干细胞经历了胚胎干细胞－类胚体神经前体细胞终末类型细胞4个过程，较之维甲酸诱导法可能更接近于胚胎正常发育过程。因此，在胚胎干细胞移植研究领域，采用谱系选择法诱导出神经前体细胞进行移植将是一种趋势[3]。②导人外源性基因，使其分化为某一特定类型的细胞。③体内定向分化，使胚胎干细胞多数分化为该组织特异性的细胞。胚胎干细胞移植人体内后的迁移方向和分化的细胞类型受局部微循环的影响。
为找到胚胎干细胞定向分化的最佳条件，郭雨霁等[4]将从小鼠胚泡内细胞团中获取的胚胎干细胞进行体外培养，通过向培养液中分别加入维甲酸、大脑皮质细胞条件培养液＋维甲酸、β－巯基乙醇＋维甲酸＋大脑皮质细胞条件培养液，观察胚胎干细胞向神经细胞方向分化的情况。结果发现用维甲酸、β－巯基乙醇和大脑皮质细胞条件培养液联合诱导胚胎干细胞，可使70％以上的胚胎干细胞分化为神经元特异性烯醇化酶免疫阳性的神经细胞。并且认为联合应用对胚胎干细胞的诱导分化有明显的互补和协同作用。
1.2 骨髓干细胞向神经细胞的定向诱导分化方法定向分化为神经细胞的骨髓干细胞是指骨髓间充质干细胞(bone marrowmesenchymal stem cells，BMSC)，又称为骨髓基质(干)细胞，简称骨髓干细胞。BMSC在合适的体外环境中可长期生长，呈成纤维样细胞表型，可诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、骨髓基质细胞、血管内皮细胞、肝细胞和神经细胞等[5，6]。BMSC具有来源广泛、分离培养容易、多向分化能力、易被外源性基因转染、植入反应低及无成瘤性等特点[7]。虽然当前分离纯化培养BMSC的方法很多，但骨髓细胞是一群异质细胞，成分复杂，BMSC缺乏特异标记分子。如何进一步对BMSC进行分离纯化，仍是一个亟须解决的课题[8]。
BMSC向神经细胞的定向分化研究主要也分体外培养和体内分化两部分。体外实验主要是在体外培养基中加入抗氧化剂或者生长因子以诱导分化。如姜晓丹等[9]采用梯度密度离心法分离获取成人骨髓源细胞，“CYTOKINE・神经干细胞培养液”培养主要含有细胞因子：胶质源性神经营养因子(GDNF)(20ng/mL)、维甲酸(0.5 ug/mL)、LIF(10 ng/mL)等，发现成人骨髓源细胞在相应培养条件下快速分裂增殖为大而圆并含粗大胞质颗粒的神经干细胞。Iblack等[10]。报道骨髓干细胞能够在β－巯基乙醇、二甲基亚砜、3－叔丁基－4羟基茴香醚等抗氧化剂的诱导下分化为神经细胞。施雪英等[11]从大鼠股骨中分离、贴壁法体外扩增、传代培养骨髓干细胞，以二巯基乙醇(2－ME)预诱导，再加入2－ME、3－叔丁基－4羟基茴香醚诱导。结果也证实2－ME、3－叔丁基－4羟基茴香醚在体外能够有效的诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞。汪泱等[12]将大鼠骨髓间充质干细胞分离培养后，采用阿魏酸钠对其进行诱导培养，结果发现阿魏酸钠诱导培养6 h后即可见细胞形态发生明显变化，24 h后表现为典型的神经细胞样形态，神经细胞特异性标志物呈阳性表达。
骨髓干细胞能够在体内分化为神经细胞，这些细胞具有广泛迁移和位置依赖性。目前大多数体内移植的研究都是将分离的骨髓于细胞直接移植到纹状体、侧脑室等部位，如Azizi等[13]将BMSC注射到大鼠脑内纹状体区后，约20％的细胞成功存活并沿已知的神经干细胞迁移路径进行整合、迁移。
将5溴－2脱氧尿苷(Br－du)标记的小鼠BMSC注射到3日龄胎鼠侧脑室，12 d后BMSC迁移到前脑和小脑而未破坏宿主的正常脑结构，部分分化为具有星形胶质细胞形态、表达GFAP的细胞；有些BMSC出现于神经元富集的区域如嗅球和小脑的内颗粒层甚至脑干网状结构，并向神经元分化[14]。Chen等[15]将Brdu标记的大鼠骨髓(BM)细胞和脑源性神经营养因子(BEINF)一起移植到MCAO大鼠的脑缺血边缘区，可见Brdu阳性细胞表达NeuN和GFAP，脑内移植BM＋BDNF组较对照组运动和躯体感觉显著改善。
2 中药干预干细胞定向分化的实验研究
目前虽然中药干预胚胎干细胞分化的研究尚没有报道，但是已有很多中药干预神经干细胞分化和骨髓干细胞定向分化的报道。现将目前有关此方面研究的现状进行总结。
中药促进干细胞分化的研究分为两方面：一方面是利用有清热泻火、活血化瘀等药效的单种中药提取物来体外诱导神经干细胞分化，如张艳君等[16]报道黄芩苷、栀子苷能诱导神经干细胞特异性分化成非成熟神经元，而联合应用补气中药提取物黄芪苷、活血化瘀中药提取物三七总皂苷能明显提高成熟神经元的比例。提出了不同治则中药针对损伤后神经再生不同阶段干预促进神经元再生的概念。陈东等[17]发现鹿茸多肽在体外
可明显促进神经干细胞向神经元分化。陈东风等[18]采用大脑中动脉线拴法造成局灶性脑缺血大鼠模型，应用免疫组织化学技术检测神经上皮干细胞蛋白(Nestin)的表达，观察龟板对脑缺血后神经上皮干细胞蛋白的影响。结果表明龟板可降低神经病评分和增强脑缺血后Nestin的表达。提示补肾中药龟板可减轻神经损伤症状和对局灶性脑缺血后神经干细胞有促进增殖作用。沈骅睿等[19]用仙茅水提物对大鼠骨髓间质干细胞进行刺激，经RT－PCR和免疫细胞化学染色检测、倒置显微镜下观察使用中药仙茅水提物诱导刺激后的大鼠骨髓间质干细胞的变化情况，结果RT－PCR检测有神经元细胞和神经胶质细胞的特异性蛋白神经元烯醇酶和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达，倒置显微镜下观察到有神经元样细胞生长，免疫细胞化学染色检测有神经元细胞和神经胶质细胞着色。因此认为中药仙茅水提物能定向诱导骨髓干细胞向神经元细胞分化。并发现在未加任何诱导药物的骨髓间质干细胞对照组中也检测到有神经元特异性烯醇化酶(NSE)和GFAP的mRNA表达，分析认为导致这种未诱导的体外神经分化的原因是体外的血清环境和培养液中的高糖环境导致的。王勇等[20]利用梯度离心从大鼠骨髓中分离单核细胞进行培养，去除不贴壁的细胞，分离纯化，对其生长特性进行分析。采用含黄芪的无血清L－DMEM诱导分化为神经细胞样细胞，观察细胞形态变化，用免疫组织化学方法检测分化细胞中巢蛋白(nestln)、NSE、GFAP的表达。结果发现经黄芪诱导后，骨髓间充质干细胞形态发生改变，nestln、NSE和GFAP阳性，分化为神经元或胶质细胞样细胞。采用含丹参注射液或硫代甘油诱导BMSC分化为神经元，可能与丹参中含有丹参酮、总丹酚酸等多种抗氧化成分有关[21]。
另一方面是应用血清药理学原理，利用复方中药血清促进神经干细胞的分化，如杨萍等[22]将不同浓度的肌萎灵注射液加入含5％胎牛血清的DMEM/F12的细胞培养液中，制成培养液，与用含5％胎牛血清的DMEM/F12稀释的力如太(终浓度为10 umol/L的培养液)作对照，观察二者对培养的神经干细胞的诱导分化能力。结果表明肌萎灵注射液和力如太均能能促进神经于细胞向神经元方向的分化，并且当肌萎灵注射液的浓度为1％时，其诱导能力最强。肌萎灵注射液与力如太相比较也有显著性的差异。刘伯炎等[23]观察了中药脑溢安颗粒对脑出血后神经干细胞反应的影响，发现脑出血后nestin阳性细胞增多，1 d达高峰，然后逐渐降低，维持到第7天，nestin阳性细胞主要分布在海马、皮质区。脑溢安组与模型组3 d后各时间点存在显著性差异，能够维持被激活的神经干细胞的增殖。
刘伯炎等[24]还观察了中药补阳还五汤对大鼠局灶性脑缺血后内源性神经干细胞反应的影响，发现正常大鼠脑组织中存在少量的神经干细胞(NSC)，主要分布在皮质区，脑缺血后NSC增殖，以皮质、缺血周围区增加明显，健侧海马区可见NSC启动，1 d开始增多，5 d达到高峰。补阳还五汤组与模型组比较在5 d、7 d存在明显差异，更能促进并维持NSCs的增殖。
3 问题与展望
干细胞移植治疗各种疾病近年来受到了广泛的关注，胚胎干细胞和骨髓干细胞的定向分化也成了研究的热点之一。虽然实验技术和方法现在得到了很大的改进，但是在很多方面都存在问题，如胚胎干细胞的来源、定向分化的方法的选择、移植后免疫排斥的问题等。自体骨髓干细胞移植虽然能解决胚胎干细胞的来源困难、免疫排斥的问题，但是骨髓干细胞的分离纯化困难、表达率低等也是迄待解决的关键所在。中药干预的研究兴起较晚，目前也仅是局限于体外实验研究阶段，不管是单药提取还是复方制剂在体外培养都脱离了人体环境，这违背了中医整体观念和辨证论治的思维方法。但是干细胞的移植还是为临床实践带来了希望，目前骨髓干细胞治疗遗传变性疾病已取得了可喜的成果。
参考文献：
[1] Bain G，Kitchens D，Yao M，et al． Embryonic stem cells express neu-ronal properties in vitro[J]．Dev Bio，1995，168(2)：342―357．
[2] Dinsmore J，Ratliff J，Deacon T，et al Embryonic stem cells differenti-ated in vitro as a novel．source of cells for transplantation [J]．CellTrans，1996，5(2)：131―141．
[3] 薛亚梅，王锋胚胎干细胞向神经细胞定向诱导分化方法的研究进展[J]．中国畜牧杂志，2005，4l(8)：58―60．
[4] 郭雨霁，高英茂，邴鲁军，等．胚胎干细胞向神经细胞定向诱导分化的研究[J]．解剖学报，2003，34(2)：168―171．
[5] Bianco P，Riminucci M，Gronthos S，et al．Bonemarrow stromal cells：Nature，biology，and potential applications[J]．Stem Cells，2001，19：180―192．
[6] 戴宜武，徐如祥，姜晓丹，等骨髓基质细胞休外诱导分化成神经元和胶质细胞[J]．解剖学研究，2002，24：3―5．
[7] van Damme A，Vanden Driessche T，Collen D，et al．Bone marrowstromal cells as targets for gene therapy[J]．Curr Gene Ther，2002，2(3)：195―209．
[8] 裴雪涛．干细胞生物学[M]．北京：北京科学出版社，2003：107―109．
[9] 姜晓丹，徐如祥，张世忠，等．成人骨髓源性神经干细胞诱导分化实验研究[J]．医学杂志，2002，27(11)：947―951．
[10] lblack IB，Woodbury D Adult rat and human bone marrow stromalstem cells differentiate into neurons[J]．Blood Cells Mol Dis，2001，27(3)：632―636．
[11] 施雪英，陈先文，任于果，等．大鼠骨髓间充质干细胞在体外向神经元样细胞的分化[J]．安徽医科大学学报，2006，41(1)：16―18．
[12] 汪泱，邓志锋，赖贤良，等．阿魏酸钠诱导骨髓间充质干细胞向神
经细胞分化的初步研究[J]．中草药，2004，35(3)：290―292．
[13] Azizi SA，Stokes D，Augelli BJ，et al．Engraftment and migrauon ofhuman bone marrow stronml cells implanted in the brains of albinorats－similarities to astrocyte grafts[J]．Proc Natl Acad Sci，1998．95：3908―3913．
[14] Kopen GG，Prockop DJ，Phinney DG．Marrow stromal cells migratethroughout forebrain and cerebellum，and they differentiate into as-trocytes after injection into neonatal mouse brains[J]．Proc Natl Acadsci，1999，96：10711―10716．
[15] Chen JL，Li Y，Chopp M Intracerebral transplantation of bone mar-row with BDNF after MCAo in rat[J]．Neuropharmacology，2000，39：7Il 716．
[16] 张艳君，范祥，胡利民，等．不同治则中药单体对体外培养神经干细胞分化的影响[J]．灭津中医药，2004，21(2)：156―157．
[17] 陈东，孟晓婷，刘佳梅，等．鹿茸多肽对胎大鼠脑神经干细胞体外诱导分化的实验研究[J]．解剖学报，2004，35(3)：240―243．
[18] 陈东风，杜少辉，李伊为，等．龟板对局灶性脑缺血后神经干细胞的作用[J]．广州中医药大学学报，2001，18(4)：328―331．
[19] 沈骅睿，吕文科，杨松涛．中药仙茅对骨髓干细胞向神经元细胞定向诱导的实验研究[J]．成都中医药大学学报，2005，28(4)：8―11．
[20] 王勇，陆长青，王凡．黄芪诱导大鼠骨髓间充质于细胞分化为神经样细胞的研究[J]．四川解剖学杂志，2006，14(1)：5―8．
[21] 项鹏，夏文杰，王连荣，等．丹参注射液诱导间质干细胞分化为神经元样细胞[J]．中山医科大学学报，2001．22：321―324．
[22] 杨萍．王继明，应大君，等．中药制剂――肌萎灵注射液对神经干细胞的促分化作用[J]．神经解剖学杂志，2005，21(2)：171―174．
[23] 刘伯炎，黎杏群，张化先，等．脑溢安颗粒对实验性大鼠脑出血后神经干细胞增殖的影响[J]．中国l临床康复．2003，7(25)：3428―3429．
篇8
In the immediate future it could be used to generate biopsy-like tissue samples for drug testing.
The technique relies on an adjustable “microvalve” to build up layers of human embryonic stem cells （hESCs）.
Altering the nozzle diameter precisely controls the rate at which cells are dispensed.
Lead scientist Dr. Will Shu， from Heriot-Watt University in Edinburgh， said， “We found that the valve-based printing is gentle enough to maintain high stem cell viability， accurate enough to produce spheroids of uniform size， and most importantly， the printed hESCs maintained their pluripotency―the ability to differentiate into any other cell type.” Embryonic stem cells， which originate from early stage embryos， are blank slates with the potential to become any type of tissue in the body.
The research is reported in the journal Biofabrication.
In the long term， the new printing technique could pave the way for hESCs being incorporated into transplant-ready laboratory-made organs and tissues， said the researchers.
The 3D structures will also enable scientists to create more accurate human tissue models for drug testing.
Cloning technology can produce embryonic stem cells， or cells with ESC properties， containing a patient’s own genetic programming.
Artificial tissue and organs made from such cells could be implanted into the patient from which they are derived without triggering a dangerous immune response.
Jason King， business development manager of stem cell biotech company Roslin Cellab， which took part in the research， said， “Normally laboratory grown cells grow in 2D but some cell types have been printed in 3D. However， up to now， human stem cell cultures have been too sensitive to manipulate in this way.”
“This is a scientific development which we hope and believe will have immensely valuable long-term implications for reliable， animal-free， drug testing， and， in the longer term， to provide organs for transplant on demand， without the need for donation and without the problems of immune suppression and potential organ rejection.”
科学家称，现在可以用3D打印技术批量制造出干细胞，这一技术将能加速实现打印人造器官的进程。
在不久的未来，这种3D打印技术可以用来制造类活组织物质，作为药物测试的样品。
该技术依靠可调节的“微型阀”来制造出一层层的人体胚胎干细胞。
通过改变喷嘴直径可精确地控制干细胞产出的速度。
来自爱丁堡赫瑞瓦特大学的首席科学家威尔・休博士说：“我们发现，这个依靠阀调节的打印技术很温和，能保持干细胞的高存活率，也能准确地制造出大小一致的球状体，最重要的是，打印出的人体胚胎干细胞能保持它们的多能性，即分化成其他类型细胞的潜能。”源自早期胚胎的胚胎干细胞就像一块白板，有潜能成为身体内任何一种组织。
这一研究报告发表在《生物制造》杂志上。
研究人员表示，从长远来看，这一新的打印技术将为人体胚胎干细胞用于实验室制造的可移植人体器官和组织铺平道路。
3D打印出的人造器官还能让科学家制造出更准确的人体组织模型，它们可以用于药物测试。
克隆技术可以制造出包含病人自身遗传基因的胚胎干细胞，或具备胚胎干细胞性能的细胞。
用这种细胞制造出来的人造组织和器官可以被移植到原细胞所有者体内，而不会引发危险的免疫反应。
篇9
试管和女性
卡里姆等人提取带有XY男性染色体的胚胎干细胞作为“种子”，置入维生素A酸和其衍生物的溶液中，结果发现约有20％的细胞会转变成早期的细胞或者是精原细胞。经过进一步培养，一些细胞继续分裂、成长、延长，并且长出尾巴，可以自由游动，最后形成可辨认的细胞。卡里姆认为，这些细胞是“完全成熟，有用的”，还给它们取了一个名字――试管。
卡里姆等人培养试管的过程是，先提取男性的胚胎干细胞，然后将其转换成生殖系干细胞，再把后者培养成精原干细胞，最后把精原干细胞转换成单倍体的精母细胞，即只有23条染色体的细胞，最后成为成熟的。
这些人造看起来具有的一些特点，如某些蛋白质形态是独有的，其中一种处于尾部的蛋白质对于卵子的分裂至关重要。有尾巴和头，在显微镜下可以_清晰地看见用尾巴进行运动。
这一成果意味着可以从新的途径上帮助不育患者，甚至从根本上改变人类生殖的方式，不需要男人也可以繁衍后代。例如，不需要男性的生殖细胞。可以提取男性的皮肤细胞，植入4个基因，使细胞的基因重新编排，变成具备胚胎干细胞功能的皮肤干细胞，也称为诱导性多能干细胞。这种细胞与胚胎干细胞一样，可以诱导分化为多种细胞，同样也可能诱导分化成，从而利用这种来治疗不育。
当然，如果研究顺利，未来也许可以提取女性自身的胚胎干细胞、骨髓干细胞或皮肤细胞，诱导其分化，成为，再用这样的与卵子结合，用以繁衍人类。此时，人类社会就可以不需要男性了。不过，目前这只是一种设想，因为在一年前卡里姆的研究小组就做过类似的研究。2008年1月，卡里姆提出申请，打算从女性捐赠者的骨髓中取出干细胞，然后使用现在试管内培养的方法将女性的骨髓干细胞转变成，并认为这种“女性”可以在两三年内培养成功。但迄今这种研究一直没有成功。
当然，即使“女性”还没有培育出来，也并不意味着未来不可能出现，而且现在出现的试管也已经是人工生殖技术的进步了，至少从试管婴儿再向前迈出了一步，到达了试管的新阶段。
真“精”需要“火”来炼
即便用胚胎干细胞培养出了，但这样的是真还是假，是具有的功能，还是徒有其表的假?
英国剑桥大学生理学及生殖学教授阿奇姆・苏拉尼认为，卡里姆所培养出来的那些不过是“类似的细胞”，“要成为真正的细胞还有很长的路要走”。
人造或试管的本质在于，是否与男性自然生成的一样有生殖功能。现在看来这是一个未知数，但基于过去的研究，试管很有可能不具备真正的的功能。
胚胎中基因的开启与甲基有关，因为甲基可能阻止许多基因的表达。早在两年多前，同样是卡里姆的研究小组就利用小鼠的胚胎干细胞培养出了小鼠的。为了验证这些试管是否具有真正的功能，卡里姆研究小组把培育出的小鼠的试管注入母鼠的卵子，成功地形成胚胎，并把这些胚胎植入代孕母鼠体内培养，最后成功地孕育出了小老鼠。但结果是，那些小老鼠后来全部死亡。研究人员推测，可能是人造中的甲基阻断了一些关键基因的表达，从而造成小鼠后代的死亡。大量研究已经发现，DNA(染色体)的甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA的甲基化可引起基因的失活。因此，这一次卡里姆想在人造的试验中验证是否是因甲基的原因造成孕育后代的不成功。
另外，即使人造(试管)培育出来了，而且也有正常的经过减数分裂后的23条染色体，但也并非是有正常功能的。例如，正常的需要有一些帮助其完成正常功能的基因。例如，其中一种叫做动力蛋白基因，如果没有这个基因或该基因失活，的尾部不能弯曲，就不能让正常游动去与卵子结合。
还有一种情况是，和卵子表面质膜上都有一种能分别识别对方的识别蛋白，双方中任何一方的识别蛋白缺失或不正常，也会让和卵子相见但不能相识，也就不能怀孕。卡里姆研究小组的试管是否缺失某些蛋白，或只是因为甲基化的原因而阻止了一些关键基因的表达，从而让人造不具备正常的功能，这只能用受精实验来验证。
而且用试管培育试管小鼠的成功率极低。卡里姆研究小组在大约400个受精卵中仅培育出7只鼠崽。而且，即使成功孕育后，幼鼠的存活时间也极短。其中1只幼崽出生后很快死亡，其余6只在5个月后死亡，但正常老鼠平均寿命约为2年。因此，用老鼠的试管孕育的后代即使可以存活，也逃不过夭亡的命运。以此推论，即使卡里姆研究小组培育出的人的试管能孕育出后代，也很有可能寿命不长。
不要行不通
虽然很多专家对卡里姆等人的试管表示了极大的怀疑，而且以往的研究结果也证明目前的试管并不安全，但这并不意味着纽卡斯尔大学完成的这项研究是毫无意义的。相反，很多研究人员认为，这项研究不仅有意义，而且令人感兴趣。因为这有利于今后对产生过程的探索，了解的功能和功能缺失的秘密，也因此有助于治疗不育男性，但是现阶段还不可能取代男性自然生成的。
早在卡里姆之前，有更多的研究想要证明绕过男(雄)性也可以孕育后代，克隆(无性繁殖)就是一种典型方法，但这种方法以克隆羊多莉的失败而遭到普遍反对。此后，日本研究人员在英国《自然》杂志发表文章称，他们未用雄性而只用两只雌鼠的卵子就孕育出了一个正常的后代，取名叫做Kaguya(月亮女神)。这也是繁衍后代不需要雄性的极好例子。
但是，多莉与月亮女神的单性生殖不完全一样。多莉是由一只母羊的乳腺细胞核植入另一母羊的去掉细胞核的卵子中孕育的，而月亮女神是由两个不同的卵子融合创造的。而且这一研究用了598个老鼠的卵子制造出了足够多的能生长发育的胚胎，然后植入26只雌鼠体内，最后只有24只雌鼠怀孕。这些雌鼠妊娠的结果是，有18个胚胎胎死腹中，同时也成活了10个胎儿，但其中只有两只分娩下来。最后，只有一只是正常的幼鼠，即月亮女神。
显然这个过程比克隆多莉耗时耗钱，也耗精力。当然。这种单性生殖研究唯一的意义是证明单性也可以创造生命，也即不用雄(男)性也可以繁衍后代，但是，这样的技术可以用于人类或其他高等生物吗?不要说伦理和法律上会有很多阻力，就是这种技术产生出来的后代结果也与多莉一样，身上充满多种遗传缺陷，早衰并提前死去(多莉是因多种绝症和顽症而被处以安乐死的)。那么，用这样的技术产生的生命有什么用呢?
篇10
关键词：干细胞生物学中药神经细胞
我国现在是越来越重视中医药了，而且随着中医药研究的深入和发展，传统中医药的细胞生物学以及免疫学研究已经得到了很丰富的经验以及研究资料。基因组学研究带给了中医药研究新的切入点，而且随着中草药基因组学的研究更加深化，传统中医药将会走向世界。
一、干细胞生物学的发展和研究进程
干细胞是一种具有多向分化潜能、高度增殖以及自我复制的细胞,而且在一定条件下能够分化成具有多种功能的细胞。动物的发育离不开胚胎干细胞，这种细胞是一种高度还没有分化的细胞，有发育的全能性,可以把成体动物的全部器官和组织分化出来。胚胎干细胞通常是哺乳动物的基因表达调控、细胞分化以及早期胚胎发生等发育生物学研究非常理想的模型，其也广泛应用于临床医学的应用研究以及基础研究。在成年动物的器官和组织当中，都存在组织成体干细胞，这种细胞具有再生和修复和能力，在成体干细胞以及组织创伤修复中存在着非常重要的作用，在某些特定的情况下能够通过一定的程序进行分化，进而形成一些新的功能细胞，维持器官和组织衰退、生长的动态平衡。
（一）胚胎干细胞的发展
在上个世纪的七十年代其实胚胎干细胞研究就已经开始了，英国科学家MartinEvans爵士首次将小鼠中的胚胎干细胞分离了出来并进行了体外培养。在上个世纪的八十年代初，Kaufman和Evans首次制定了小鼠ES细胞（胚胎干细胞）系。在1998年Shamblott MJ和Thomason JA
将人类的ES细胞系建立了起来。Shamblott MJ已经证明了培养条件不一样的胚胎干细胞所具有的的重要性质也不一样，ES细胞确实有很多分化能力，能够把中胚叶、内胚叶已经原始外胚叶细胞表面所具有的的特异性标志蛋白表达出来。
（二）组织成体干细胞当前的研究进展
成年动物的很多器官和组织当中，都含有组织成体干细胞，在某种特定的情况下，新产生的或者是成体干细胞能够按照一定的程序进行分化，从而形成新的功能细胞，使器官和组织的衰退、生长都能够维持动态的平衡。一般来说，成体干细胞位于某些特定的微环境中，在这种环境之中的间质细胞可以产生一系列的配体或者是生长因子，和干细胞进行相互作用，达到控制干细胞的分化以及更新的目的。而且成年动物身体当中的组织器官再生和修复是离不开成体干细胞的。现在由于科技发展的水平高了，干细胞的理论研究有了深入的发展，相关的科学家在所有的组织内全部都发现存在有干细胞，并且当前已经证实了在胎儿或者是成体当中的神经、骨髓、上皮、肝脏、肌肉以及皮肤等组织中就有干细胞的存在，而且在体外这些细胞都能够多向分化、高度有限的增殖，在某种特定的条件下胚层起源不同的干细胞还可以进行互相转化。
二、中药和神经干细胞
（一）神经干细胞的生物学特性
神经干细胞是在1992年被ReynoldsBA首次在成年鼠的海马和鼠纹状体中分离出来的，这种细胞是一种有多分化潜能、能不断增殖的细胞群，能够分化为少突胶质细胞、神经元以及星形胶质细胞，可以进行自我更新，能够通过对称分裂以及不对称分裂确保祖细胞以及干细胞的数量，提供给脑组织修复必须的神经细胞。通过进一步的研究我们可以证实哺乳动物处于胚胎期时，神经干细胞主要分布在大脑的中脑、皮层、室管膜下层、纹状体以及海马等区域，等到其成年之后大脑的中枢神经系统还存在神经干细胞，但是主要被局限在纹状体、海马齿状回等处。在大脑受到损坏时，这些神经干细胞就会向损伤部位移动，对其实施修复。
（二） 中药所影响到的神经干细胞所进行的增殖分化
1、人参皂苷能够推动神经干细胞的增殖，大大的对学习记忆能力进行改善
大脑的海马结构齿状回有着非常多的神经细胞，能够增殖分化成很多种神经元，在这些神经元移动到了颗粒细胞层后，便会有突触传递功能，以及衰老、β-淀粉样蛋白、神经退行性疾病等对神经干细胞进行损坏的自我更新能力，其还能够对抗学习记忆能力减弱、新生神经元数量减少、海马逐渐萎缩等。
人参是一种五加科植物，在我国非常的普遍和常用，含有人参皂苷Rg1和Rb1。有实验证明，长期的使用人参皂苷Rg1能够帮助海马区大量的新生细胞存活下去，大大的提高存活率；对海马CA1区神经元细胞起保护作用，防止其受到缺血性损害；其还能够增强动物的学习以及记忆的能力。
2、银杏内酯能够对神经干细胞分化产生影响
银杏是一种银杏科植物，它的叶子能够提取出萜烯内酯类和黄酮糖苷类，而银杏内酯化合物是一种萜类化合物由二萜内酯和倍半萜内酯构，是一种非常重要的活性成分，其中包含着白果内酯以及银杏内酯A、B、C、M、J。银杏内酯B当中的拮抗氧自由基还能够对抗神经元的损伤作用，增强神经元的钙离子所具有的缓冲能力，对脑内钙的平衡起到双向调节作用，提高细胞膜的稳定性，达到与损害神经元的多种因素对抗的作用。银杏内酯B能够推动神经干细胞分化成为神经元细胞；银杏内酯B的不同浓度能够提高星形胶质样细胞在进行分化时的成功率。
总结：根据神经干细胞生物学所具有的特点，使用中医药来对神经系统疾病进行治疗的原理和方法研究，是当前的中药神经药理学等方面研究的热点。而且很多的学者研究探讨了中药推动神经干细胞进行增殖分化的方法，说明了在中枢神经的功能重建以及结构修复中中医药的作用机制。所以寻找能够促进神经细胞向少突胶质细胞、神经元以及胶质细胞分化，并可以增强分化数量的中药，这有利于补充修复神经损伤，具有非常大的社会效益，并为未来的新药开发提供基础。
参考文献：
[1]鞠秀兰. 中药皂苷对干细胞增殖分化的影响[J].时珍国医国药.2010(11)
