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干细胞生物学研究进展
http://www.100md.com 2003年12月4日 《中国医学论坛报》 2003年第46期
     干细胞是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体。根据个体发育过程中出现的先后次序,干细胞可分为胚胎干细胞(ESC)和成体干细胞(ASC)。ESC具有发育的全能性,在一定条件下可以向内、中、外三个胚层的细胞和组织分化,已可成功分离并建系,然而,由于不同个体间的免疫屏障和伦理学问题存在广泛争议,其应用仍停留在动物实验阶段。而源于成体组织的ASC由于完全是自身遗传背景,避免了伦理问题和免疫屏障,同时来源丰富、容易获得、体外诱导条件相对成熟,在血液病、心脑血管疾病、恶性肿瘤等疾病的治疗和组织损伤修复方面有广阔的应用前景,已成为生命科学研究的一个新热点,本次会议有多个具有国际先进水平的专题报告介绍了这方面的研究成果。

    在干细胞生物学研究中,人们发现某些成体组织细胞不但能再生,而且在一定条件下可跨系统、跨胚层分化成其他组织细胞,称为ASC的可塑性,其机制尚未阐明,且存在广泛争议。美国明尼苏达大学干细胞研究中心姜跃华等报告,从正常人和鼠骨髓中分离、纯化获得了多潜能成体祖细胞(MAPC)。MAPC体外培养可分化形成大多数的脏壁中胚层、神经外胚层和内胚层细胞;移植给非照射的宿主,MAPC可植活并向造血系统、肝脏、肺和肠分化。MAPC体外扩增能力极强,培养扩增80代后仍可维持其细胞表型和多向分化潜能。中国医学科学院血研所赵春华等在人多种胚胎组织如胰腺、骨髓、肝脏、皮肤、骨骼肌和肺等中分离出具有多系分化潜能的原始干细胞,在适当条件下可向脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、内皮细胞、肝脏样上皮细胞、神经细胞及造血细胞分化;将其输入接受超致死剂量射线照射的受体小鼠,可重建受体小鼠的造血功能;并可在小肠、肝、肺、皮肤及造血等多种组织中分化和再生;分离获得的Fkk1+CD31-CD34-细胞具有高度的分化潜能,在体内不仅参与造血重建及微血管损伤的修复,而且还能分化为气管、肺、消化道上皮细胞以及肝细胞等。
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    上海交通大学医学遗传研究所黄淑帧等将新鲜人脐带血中分离和纯化的Lin-CD34+CD38-造血干/祖细胞通过宫内注射移植到胎山羊体内,成功建立了山羊/人干细胞嵌合体,为评估人造血干细胞长期移植存活、扩增和分化提供了一种大动物模型,也为组织损伤的修复、异种器官移植、免疫耐受性和产前治疗的研究等提供了极好的技术平台。他们还应用逆转录病毒载体MSCV-BCR-ABL-IRES-GFP转染Lin-CD34+CD38-造血干/祖细胞,通过宫内注射到胎龄为45~55天的胎山羊腹腔内,使含有BCR/ABL基因的人造血干/祖细胞长期植活于山羊的不同组织中,建立了CML的大动物模型,为分析人类CML和其他疾病的发病机制及治疗提供了良好的研究手段。

    研究表明,来自多种组织的ASC移植可治疗多种疾病。然而,人们对ASC分子生物学特性了解尚少,阻碍了ASC的体外培养和体内组织再生研究和应用。美国匹兹堡大学癌症研究中心程涛等在细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)p27或p21基因敲除的小鼠中发现,p21和p27分别作用于细胞周期G1晚期和S期,可调节干细胞休止和再生能力;去除G1早期的抑制物p18,可增加造血干细胞增殖能力,并且明显增加了干细胞的自我更新能力。进一步研究发现,CKI介导的细胞周期调控也存在于神经干细胞中,提示CKI在其他组织干细胞周期调控中也扮演着至关重要的角色。这些研究为干/祖细胞特异性细胞周期调控提供了新的靶向,也为体外干细胞的诱导、分化提供了新的线索。
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    军事医学科学院干细胞生物学研究室岳文等进行了干细胞分化调控新基因的筛选及其功能研究。他们利用抑制性消减杂交技术(SSH)构建了Lin-CD34-和Lin-CD34+细胞的差异表达基因的cDNA文库,发现了Humanin基因,该基因对神经细胞的凋亡具有保护作用,在髓系造血祖细胞K562中具有延缓凋亡和抑制分化的作用,在Lin-CD34-细胞中的高表达提示该基因可能参与造血干细胞自我更新能力的维持。他们克隆并命名的人新基因Spindkin1(AF317228)可能参与人胚胎的早期发育,有可能在肿瘤的发生中发挥重要作用。目前,他们正对人10号染色体长臂上的两个新基因——N-RAP和MOB进行克隆与功能研究。这些研究可以使人们获得越来越多的与干细胞增殖与分化过程相关的新的功能基因,对这些基因的深入研究将有助于阐明干细胞增殖与分化的调控机制。

    ASC移植的总体目标是建立ASC增殖和诱导分化的技术平台,获得大量多能或组织干细胞,用于相关病人的移植治疗,相信随着研究的不断深入,干细胞移植治疗多种疾病将不再是一个梦想!, 百拇医药(马俐君 摘编)