第十三章干细胞 一、干细胞的概念 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的 细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞 的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目 前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新 研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型 的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。 品
第十三章 干细胞 一、干细胞的概念 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的 细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞 的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目 前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新 研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型 的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础
在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细 胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理 损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和 成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞 是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成 年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能 分化成特定的细胞或组织。然而，这个观点目前受到了挑 战。 最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化 成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广 泛的空间。 干细胞具有自我更新能力(Self-renewing),能够 产生高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎 干细胞和成体干细胞
在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细 胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理 损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和 成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞 是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成 年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能 分化成特定的细胞或组织。然而，这个观点目前受到了挑 战。 最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化 成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广 泛的空间。 干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够 产生高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎 干细胞和成体干细胞
1.1胚胎干细胞 胚胎干细胞(Embryonic Stem cell,ES细胞) 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团 (Inner Cel1Mass)的细胞即为胚胎干细胞。胚胎 干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体 内所有组织的能力。早在l970年Martin Evans已从 小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人 的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。 进一步说，胚胎干细胞($细胞)是一种高度未 分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动 物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用 ES细胞当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞 的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细 胞(EC细胞)的发现开始了ES细胞的生物学研究历 程
1.1 胚胎干细胞 胚胎干细胞（Embryonic Stem cell, ES细胞） 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团 （Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎 干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体 内所有组织的能力。早在1970年Martin Evans已从 小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人 的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。 进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未 分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动 物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用 ES细胞当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞 的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细 胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历 程
目前许多研究工作都是以小鼠S细胞为研究对象展开的， 如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES 细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通 过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能 力。随着$细胞的研究日益深入，生命科学家对人类S细 胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组 成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细 胞的全能性。这样就使科学家利用人类S细胞治疗各种疾 病成为可能。然而，人类$细胞的研究工作引起了全世 界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些 国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究 角度来讲还是从临床应用方面来看，人类S细胞带给人类 的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要 求展开人类$细胞研究的呼声也一浪高似一浪
目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的， 如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES 细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通 过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能 力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细 胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组 成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细 胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾 病成为可能。然而，人类ES 细胞的研究工作引起了全世 界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些 国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究 角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类 的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要 求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高似一浪
Inner Cell Mass In Vitro Totipotent Blastocyst Fetus Fertilization Cells
1.2成体千细胞 成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统， 具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键 的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干 细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞， 从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去 认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。 最近研究表明，以往认为不能再生的神经组织仍然包 含神经干细胞，说明成体干细胞普遍存在，问题是如 何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞经 常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产 生一系列生长因子或配体，与干细胞相互作用，控制 干细胞的更新和分化
1.2 成体干细胞 成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统， 具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键 的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干 细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞， 从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去 认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。 最近研究表明，以往认为不能再生的神经组织仍然包 含神经干细胞,说明成体干细胞普遍存在，问题是如 何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞经 常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产 生一系列生长因子或配体，与干细胞相互作用，控制 干细胞的更新和分化
1.3造血干细胞 在临床治疗中，造血干细胞应用较早，在20世纪五 十年代，临床上就开始应用骨髓移植(BMT)方法来 治疗血液系统疾病。到八十年代末，外周血干细胞移 植(PBCT)技术逐渐推广开来，绝大多数为自体外 周血干细胞移植（APBSCT),在提高治疗有效率和缩 短疗程方面优于常规治疗，且效果令人满意。与两者 相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对 HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。造血 干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于 骨髓、外周血、脐带血中。今年年初，协和医大血液 学研究所的庞文新又在肌肉组织中发现了具有造血潜 能的干细胞。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病 、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病 的最有效方法
1.3 造血干细胞 在临床治疗中，造血干细胞应用较早，在20世纪五 十年代，临床上就开始应用骨髓移植（BMT）方法来 治疗血液系统疾病。到八十年代末，外周血干细胞移 植（PBSCT）技术逐渐推广开来，绝大多数为自体外 周血干细胞移植（APBSCT），在提高治疗有效率和缩 短疗程方面优于常规治疗，且效果令人满意。与两者 相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对 HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。造血 干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于 骨髓、外周血、脐带血中。今年年初，协和医大血液 学研究所的庞文新又在肌肉组织中发现了具有造血潜 能的干细胞。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病 、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病 的最有效方法
在今年初，东北地区首例脐血干细胞移植成功，又为中国 造血干细胞移植技术注入新的活力。随着脐血干细胞移植 技术的不断完善，它可能会代替目前APBSCT的地位，为全 世界更多的血液病及恶性肿瘤的患者带来福音
在今年初，东北地区首例脐血干细胞移植成功，又为中国 造血干细胞移植技术注入新的活力。随着脐血干细胞移植 技术的不断完善，它可能会代替目前APBSCT的地位，为全 世界更多的血液病及恶性肿瘤的患者带来福音
1.4神经干细胞 关于神经干细胞研究起步较晚，由于分离神经 干细胞所需的胎儿脑组织较难取材，加之胚胎细 胞研究的争议尚未平息，神经干细胞的研究仍处 于初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经系统 疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。脑和脊 髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢 神经系统后不会产生免疫排斥反应，如：给帕金 森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞 的神经干细胞，可治愈部分患者症状。除此之外 ，神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面， 对判断药物有效性、毒性有一定的作用
1.4 神经干细胞 关于神经干细胞研究起步较晚，由于分离神经 干细胞所需的胎儿脑组织较难取材，加之胚胎细 胞研究的争议尚未平息，神经干细胞的研究仍处 于初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经系统 疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。脑和脊 髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢 神经系统后不会产生免疫排斥反应，如：给帕金 森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞 的神经干细胞，可治愈部分患者症状。除此之外 ，神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面， 对判断药物有效性、毒性有一定的作用
随着干细胞研究领域向深度和广度不断扩展，人们对干 细胞的了解也将更加全面。21世纪是生命科学的时代，也 是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用 将有广阔前景
随着干细胞研究领域向深度和广度不断扩展，人们对干 细胞的了解也将更加全面。21世纪是生命科学的时代，也 是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用 将有广阔前景