干细胞研究进展与应用综述.pdf

干细胞研究进展与应用综述

摘要:本综述通过举例，简要阐述了近年来干细胞研究进展以及干细胞的应用情况。

关键词：胚胎干细胞；成体干细胞；应用

前言

：

干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化

的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种

实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究己成为生命科学中的热点。同时，干

细胞的研究对人类的疾病的治疗等也有着其绝对的重要意义。

1干细胞的分类及其研究进展

干细胞（stemcell）是机体内存在的一类特殊细胞，具有自我更新及多向分化潜能。能

根据来源的不同，干细胞可分为胚胎干（embryonicstemcell，ES）细胞、诱导性多潜能干

（inducedpluripotentstemcells，iPS）细胞及成体干（adultstemcell）细胞。不同种类的干

细胞具有各自的优势和不足。胚胎干细胞是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养而筛

选出的细胞，具有发育全能性，理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。成体干细胞是

存在于已经分化组织中的未分化细胞，能够自我更新并特化形成该类型组织的多能细胞。

1.1ES细胞胚胎干细胞是指当受精卵分裂发育成囊胚时内细胞团的细胞，发育等级较

高，可以分化为人体的所有体细胞，是全能干细胞。ES细胞是目前研究最广泛、最成熟的

干细胞体系。自2009年起，全球共批准了3项人ES（hES）细胞的临床试验，标志着hES

细胞向临床应用迈出了重要的一步。然而，hES细胞临床应用面临的一个瓶颈问题是免疫

排斥反应。体细胞核移植（SCNT）技术能够制备携带患者基因型的hES细胞，可解决免

疫排斥的难题。2013年，美国Mitalipov研究团队将人类皮肤成纤维细胞核移植到供体去

核卵细胞中，成功建立了SCNT的hES细胞[1]，标志着治疗性克隆又向前迈出关键性的

一步。然而，hES细胞建系必须摧毁人类早期胚胎，故存在剧烈的伦理学争议。此外，hES

细胞来源的分化细胞移植到体内存在发展为肿瘤的潜在风险。

1.2iPS细胞2006年Yamanaka实验室利用Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc4种因子

将鼠成纤维细胞重编程为诱导多功能干细胞，标志着一种新型类胚胎干细胞的问世。PsCs

诱导的本质是使终末分化的细胞重新获得多能干细胞相似的调控网络和表观遗传学特征,迄

今,已建立了大鼠[2,3]、人[4,5]、猪[6,7]、猴[8]、兔[9]和绵羊[10]的iPSs细胞系,并证实具

有ES细胞的发育全能性。采用体细胞重编程技术可从患者自体细胞获得的iPS细胞，这

不但可解决免疫排斥的难题，而且避免了hES细胞和SCNT研究存在的伦理学争论。近

年来，采取非整合的病毒载体、mRNA转染、小分子化合物化学诱导等方法均可将体细胞

重编程为iPS细胞[2,3]。这些技术的改进既可避免肿瘤形成和DNA与宿主整合的相关风

险，又可降低iPS细胞的制备成本，使得大规模制备自体干细胞成为可能。Yamanaka带

领的日本研究团队目前正在建立iPS细胞库。2013年，日本批准了全球首个iPS细胞的

临床试验。然而，iPS细胞仍保留其来源细胞的部分记忆，其多潜能性和分化能力存在较大

的变异性。

关于iPSs的研究日新月异，并取得了突破性的进展。迄今为止，在物种方面，关于小

鼠[9]、大鼠[10-11]、人[12-13]、恒河猴[14]、猪的iPSs都有研究[15]，不过很多还未形成

嵌合体；在细胞种类方面，被用于重编程研究的供体细胞有成纤维细胞[9，13]、肾上腺细

胞、肌细胞、造血系细胞、角质形成细胞、肠上皮细胞[16]、肝细胞、胃上皮细胞[17]、成