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干细胞
发布时间： 2011-11-17 | 干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，也是形成人体各种组织器官的原始细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为“万用细胞”。
胚胎干细胞 干细胞（Stem Cells，SC）是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，也是形成人体各种组织器官的原始细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为“万用细胞”。
分类 干细胞的形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。 根据干细胞所处的发育阶段，可分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）和成体干细胞（somatic stem cell）； 根据干细胞的发育潜能，则可分为全能干细胞（totipotent stem cell，TSC）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）三类。 胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞；而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。其“全能”是因为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，胚胎的分化形成和成体组织的再生是干细胞进一步分化的结果。也就是说在理论上，胚胎干细胞具有分化为身体所有组织和器官的能力。而成体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。然而近年来的研究表明，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。 医疗用途 干细胞在临床医疗上具有广阔前景。干细胞治疗，是把来源于自体或异体的干细胞，通过血管输注或局部注射等方式，送到身体中有病变的组织，使干细胞替代或修复损伤组织，达到治疗疾病的目的。 疾病发生的原理是细胞或组织变性、死亡，功能减弱或丧失，从而出现疾病。而干细胞具有能够分裂增殖和向多种细胞分化的生物学特性及能力。所以，通过干细胞移植来替代、修复患者损失的细胞，可以恢复细胞组织功能，达到治疗疾病的目标。 从理论上说，应用干细胞技术能治疗神经系统、循环系统等多种系统的各种疾病，且较很多传统治疗方法具有无可比拟的优点： （1）安全：低毒性（或无毒性）； （2）在尚未完全了解疾病发病的确切机理前也可以应用； （3）治疗材料来源充足； （4）治疗范围广阔； （5）是最好的免疫治疗和基因治疗载体； （6）传统疗法认为是“不治之症”的疾病，又有了新的疗法和新的希望。 对那些目前用传统医学方法尚无有效治疗途径的疾病，如癌症、心肌坏死性疾病、自身免疫性疾病、白血病、肝病、肾病、糖尿病、老年痴呆、帕金森氏综合症、脊髓损伤、皮肤烧伤等，干细胞治疗将会有显著的疗效。如果与基因治疗相结合，还可以治疗众多遗传性疾病。 目前，干细胞治疗常用的有六种途径：介入途径、局部种植、静脉途径、腰穿途径、头部立体定向颅内干细胞移植、CT 引导下脊髓内干细胞移植。 因为干细胞是一种未分化未成熟的细胞，其细胞表面的抗原表达很微弱，患者自身的免疫系统对这种未分化细胞的识别能力很低，无法判断它们的属性，从而避免了器官移植引起的免疫排斥反应及过敏反应等，使同种异体移植神经干细胞变得非常安全。迄今为止，尚未发现干细胞移植治疗导致重大的副作用或不良反应。当然，任何一种疗法都可能会有副作用，所以无法肯定副作用不会发生。 胚胎干细胞伦理争议 胚胎干细胞（ES）是全能干细胞，它能分化成人体200多种细胞类型，形成机体的任何细胞、组织和器官。如果能掌握其分化发育的规律，在人工条件下定向分化为所需的细胞、组织乃至器官，对于目前还难以或无法治愈的帕金森氏病、早老性痴呆、白血病、糖尿病等顽症，以及目前十分紧缺的组织和器官移植的来源问题，胚胎干细胞都被视为福音。进一步，与克隆技术相结合，运用体细胞核转移技术来得到ES，还能解决细胞治疗以及组织和器官移植的免疫排异难题。 但同时，ES研究也引发了当前最为激烈而敏感的伦理之争。主要围绕两个问题而展开：一是如何看待胚胎。ES主要有三个来源：（1）（自然和人工）流产的胚胎；（2）辅助生殖剩余的胚胎；（3）通过体细胞核转移术得到的胚胎。不管哪一个来源，提取ES必定会损毁胚胎。于是，胚胎是不是生命，是不是人，研究ES是不是“毁灭生命”、“杀人”，很自然地成为争论的焦点。 许多国家还认为，使用ES就要使用治疗性克隆技术，从而必然滑向生殖性克隆，并主张二者同时禁止。 在ES研究的伦理之争中，可以清楚地看到文化因子的决策性影响。罗马天主教信理部的《生命祭》文告明确指出：“人类必须得到尊严，即得到作为人的尊严，这种尊严是从其存在的第一刻即开始的”。“胚胎必须被当作人一样的受到尊重，他作为一个整体的完整性就必须受到保护”。据报道，美国国立卫生研究院（NIH）到2003年为止收到13000封关于ES研究的公众来信，只有300封表示支持。而在中国，情况大为不同。2003年，有人对上海、西安8家三级医院的250名医师调查，结果显示58％的医师认为早期胚胎还不是道德意义上的人，超过70％的医师赞同ES研究，高达94％的医师同意ES可为治疗一些“不治之症”提供美好前景。台湾地区对61位医师的调查，得出了类似结果。 在ES研究的伦理之争中，有一种观点十分引人注目，并起了重大作用，那就是：14天前的胚胎可用于干细胞研究。原因是根据胚胎学的大量研究，14天是形成双胞胎的最后界限；14天前主要形成胚胎外部组织（外胚层）。特别重要的是，“原胚条”尚未出现。原胚条的出现意味着胚胎细胞开始向各个组织和器官发育分化，表现出各自的特殊性。比如，可以发育为脊椎骨和神经系统等。由此看来，14天前后的胚胎有明显的不同。一般认为，14天前的胚胎还是既无感觉又无知觉的细胞团，尚不构成道德主体，对其进行研究并不侵犯人的尊严。即便如此，也必须遵循严格的伦理规范，经过严格的伦理程序。当然，对此也有一些不同的看法。 诱导多功能干细胞异军突起 2006年，日本科学家山中申弥利用病毒载体将4个转录因子的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到了一种类似胚胎干细胞的细胞类型，这就是诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS）。随后很多科学家陆续报告称，他们使用这4个转录因子上的变异制造出了iPS细胞。iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能，但却是由体细胞诱导而成，因此能绕开胚胎干细胞研究一直面临的伦理、法律等方面的障碍，应用前景非常广阔。 2008年，iPS细胞被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之首。这其实是干细胞研究避开伦理限制的成功。不过iPS细胞的安全性、实用性、全能性和利用效率一直受到怀疑。 iPS细胞过去被视为不具备全能性。检验胚胎干细胞是否具有全能性的“黄金标准”是4倍体囊胚注射方法。iPS细胞是由体细胞诱导而成的干细胞，从理论上讲不可能具有与胚胎干细胞类似的全能性。一些研究也证实了这一点。例如，iPS细胞注射后形成的小鼠胎儿在怀孕早期至晚期全部死亡，显示iPS细胞不能通过4倍体囊胚注射发育成活体小鼠，然而，这个结论却由中国研究人员推翻了。中科院动物所研究员周琪和上海交通大学医学院曾凡一教授的研究小组合作，利用iPS细胞通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠。这在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性。 至于iPS细胞的安全性和效率问题，美国斯克里普斯研究院的丁盛(ShengDing)研究小组予以了证明。他们利用纯化蛋白质将成体细胞转化为最原始的胚胎样细胞，避免了转入外源性基因催化成体细胞转化为干细胞带来的安全问题。而且，由于采用了新的促使成纤维细胞转化成干细胞的化学物质，因而将这一转化过程的效率提高了200倍，转化周期由原来的4周缩短到2周。 相关链接 (科技日报) |
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