干細胞的研究進展解福-醫(yī)學論文

干細胞的研究進展解福生“李歡1
除了胚胎干細胞，其他細胞來源也可以用于再生醫(yī)學和相關療法例如正在分子正鑒定中的：①直接擴張或歸巢的多能干細胞在整個成年期（體干細胞的分化。②將體干細胞還原成細胞分化程度較低的細胞，隨后可以被定向分化到指定的細胞。③選擇性切除或分化即將走向腫瘤細胞的各種干細胞樣細胞種類。④促進細胞周期重新可逆的終末分化細胞“6’7〕〔如胰腺細胞或心肌細胞或者神經細胞。在這里，我們希望說明這個令人興奮的機遇：利用已存在的小分子化合物，了解其控制細胞命運的復雜的生物學。
1.1小鼠胚胎干細胞的培養(yǎng)方法及優(yōu)勢：小鼠胚胎干細胞能夠產生所有胎兒和成人的細胞類型。但是，小鼠胚胎干細胞的實用性作為一個發(fā)展模式是不夠好的，因為它們在體外的分化很難受到較好的控制。一種方法已經開發(fā)出來，就是將胚胎干細胞去除白血病因子的培養(yǎng)條件并轉移到細胞培養(yǎng)皿中進行懸滴或者懸浮的培養(yǎng)。在這樣的條件下，小鼠胚胎干細胞聚集在一起形成擬胚體化徹）。在擬,胚體期間，加入小分子對胚胎干細胞進行誘導，使其分化成某種特定的細胞。這種方法目前在藥物刪選中用的非常多（胚胎干細胞體外測試，6油巧001。幼咖0611〖6計，路了〕，它不用消耗活體動物，且可以在不對受試動物或人造成副作用傷害的前提下進行毒理測試，并且其重復性也比較好，可以在穩(wěn)定狀態(tài)下說明問題。1.2胚胎干細胞的分化種類：干細胞是無特定前體細胞，具有保持未分化狀態(tài)的能力，并分化成特定的的響應信號的細胞。隨著干細胞增殖，它可以引起一個子細胞本身是相同(對稱分裂，或具有發(fā)展?jié)摿Ρ容^有限（非對稱分裂的情況，前者稱為自我更新的細胞，是負責維持干細胞特性，而不對稱分裂導致細胞的進一步分化。防細胞可以分化為三個胚層（內胚層，中胚層和外胚層），任何類型的細胞都是由這三個胚胎生發(fā)層分化而來，所以被稱為全能干細胞。1組織特異性干細胞的分類（也被稱為體細胞或成體干細胞）位于其分化組織和器官。他們可以給所有類型的細胞產生在一個特定的譜系〔例如，從骨髓造血干細胞可以產生所有的血系）。因此，成體干細胞被列為多能干細胞?，F在越來越多的證據表明，某些腫瘤，比如癌變的器官和生物體，也具有如同干細胞這樣的等級分類。位于頂
端的就是腫瘤干細胞，它們像正常的干細胞一樣，具有自我更新和分化的能力。
1.3人胚胎干細胞與小鼠胚胎干細胞的比較：胚胎干細胞從內細胞團（扣們中產生，其中，多能干細胞是經典和最深入的研究的例子。胚胎干細胞對于現代生物學和藥學的意義，和其它干細胞相比，有兩點較為特殊。首先，他們可以維持為分化狀態(tài)，在體外培養(yǎng)條件下甚至可能是無限期維持。不同于改變的腫瘤細胞株，胚胎干細胞在多次傳代后，可以保持原有的染色體組型。第二，它們擁有產生兩百多種細胞種類和成熟器官的能力，同時還會在分化過程中產生瞬時存在的細胞類型。過去的二十年研究中，胚胎干細胞的體外培養(yǎng)條件和方法有了很大的發(fā)展，這就使得被認為是作為可以用于移植的胚胎干細胞分化系統，其在理論上可以用于治療多種疾病的組織來源很多。雖然小鼠胚胎干細胞在已經使用了幾十年，人的胚胎干細胞研究卻才起步不久。這種情況部分原因是，人旺胎干細胞保持干細胞的狀態(tài)，其培養(yǎng)條件與小鼠胚胎干細胞是不同的。例如，小鼠胚胎干細胞的狀態(tài)保持是通過白血病抑制因子和骨形態(tài)發(fā)生蛋白陽！)；相反，人胚胎干細胞并不依賴于白血病抑制因子。此外，人的胚胎源性干細胞應用于在實驗室和臨床環(huán)境，需要面對更為復雜的論理和政治的考量⑽。目前許多國家對人胚胎干細胞的研究持謹慎態(tài)度。工多能干細胞
多能干細胞中被發(fā)現于一個組織或器官?？v觀一個機體的整個生命周期，他們通過提供新的細胞供給其組織和器官來保持體內平衡起到了關鍵作用?；谶@些原因，他們也被稱為組織特異性或成體干細胞。體干細胞的分化潛能，是僅限于它包括的主要組織器官的細胞類型。例如，骨髓造血干細胞8006碰『0界5160⑶118，98引起的血系〔例如，紅，白血細胞。還有一些體干細胞存在于腦中的神經干細胞⑶60『151606115，賂，存在于骨髓基質的干細胞（間充質干細胞，163600時胍151606115，臨，存在于骨骼肌的干細胞（衛(wèi)星細胞〕。3腫瘤干細胞
腫瘤細胞在特定的腫瘤(如急性粒細胞白血?。┲惺钱愘|和組成的幾種類型的分化和未分化的細胞。在腫瘤中，細胞分化的不同階段所展現出這些腫瘤支持一個層次模型。在這個層次的頂部是最不分化的細胞，這些細胞導致腫瘤萌生和被認為是負責治療后復發(fā)。這樣的腫瘤啟動細胞(也被稱為大家所熟知的腫瘤干細胞，展覽能夠自我更新并能分化成瘤塊中的腫瘤細胞“4’15’16]。同時，腫瘤干細胞也具有其他普通干細胞的部分特點，比如都具有很長的壽命，相對靜止，抗凋亡等。因此，腫瘤干細胞目前應用于研究治療癌癥。
4基于干細胞的藥物篩選
雖然基于干細胞的小分子篩選已在藥物發(fā)現和細胞生物學使用了幾十年，這種辦法在干細胞領域的價值卻是在現在才開始逐步被了解。事實上，采用化學方法已在干細胞生物學應用很廣，因為小分子的特性，使它們特別適合在復雜的信號通路調節(jié)中發(fā)揮作用，如控制干細胞的自我更新，多能性和分化狀態(tài)。確實，這種合成的小分子可隨時用于：①調節(jié)干細胞的命運；②恢復系限制的細胞回到多能或全能狀態(tài)；③擴大在治療上比較成熟的細胞類型；④研究腫瘤層次和癌癥干細胞在癌癥中的特性。事實上，許多進步是由許多的化學家和生物學家之間富有成效的合作推動得來，而不是由單一學科來完成的。5展望
顯然，還有其他許多激動人心的機遇等著我們去實現：肌衛(wèi)星細咆在肌肉消耗性疾病中的應用，心肌細胞在心臟疾病中的應用㈣，造血干細胞在血液中的應用等等。很顯然，由于化學原理和小分子工具的應用，我們對于干細胞及其復雜過程的理解正在并且必將更加先進。最終，化學和生物學這兩個學科的合并應用.無疑將加快治療多種疾病的治療方法和再生醫(yī)學的實現。