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干细胞研究的进展与未来

    组织工程学作为生物工程的主要内容之一,是继细胞生物学和分子生物学之后,生命科学发展史上又一新的飞跃。它意味着医学将走出器官移植的范畴,步入制造组织和器官的新时代。“组织工程”一词是美国国家科学基金会於一九八七年正式提出和确定的。组织工程学是一个崭新的概念,它的科学意义不仅在于为解除病人痛苦提供了一种新的治疗方法,更主要的是提出了复制”组织”、”器官”的新思想,它标志着”生物科技人体时代”的到来,是”再生医学的新时代”,是”一场深远的医学革命”。
组织的再生要求有三个基本的生物学因素参与,即细胞、细胞外基质和生物材料,这也是当今组织工程研究中的三大课题。将人体某部分的组织细胞进行人工培养繁殖,扩增千万倍。把这些细胞种植和吸附在一种生物材料的支架上,然后一并移植到人体内所需要的部位。在组织工程中,用这些材料制成的各种三维结构的细胞培养载体,即支架,可以在细胞再增殖过程中,便于细胞外基质提供营养物质,进行氧和二氧化碳交换,并排泄废料,而它自身却又逐渐被人体降解、吸收和排泄,最后就形成了有特定功能和形态的新的组织和器官,达到修复和再造的治疗目的。
作为组织工程三要素之一,干细胞研究以及用干细胞技术来修复损伤组织和器官。干细胞生物工程是最近3年才兴起的生命科技领域。因为干细胞具有分化多种细胞、形成多种组织的潜能,人们希望用干细胞技术来治疗各种组织坏死性疾病。科学家预测,如果此项研究进展顺利,那么在3-5年内将使肝病、血液病、糖尿病、角膜病、进行性老年性痴呆、帕金森病得到有效治疗。10年内,可以全面实施治疗性人体器官克隆,甚至实现人体器官模块化目标。干细胞生物工程为人类最终战胜顽症展现了新的曙光。
    干细胞是具有自我更新并可分化为特定细胞种类的一类细胞。机体的大部分细胞如心肌细胞、皮肤细胞等具有特定的功能,不能再继续分化,而干细胞却保持着独特的增殖分化特性,在接收到特殊的信号后可分化为具有特定功能的细胞。多年来,研究人员一直在探索用干细胞来替代修复损害或病变的细胞组织的方法。目前,干细胞引起了广泛关注,干细胞生物学已成为科学研究的前沿学科!
对人类的发育有兴趣的科学家对动物发育进行了长年研究,这使我们第一次了解了在机体中可发展为任何细胞类型的干细胞,这种干细胞叫做多能干细胞,它具有分化为人体200多种以上几乎全部已知细胞的潜能,具有这种特性的干细胞来自胚胎和胎儿组织。
    1998年研究人员首次从早期的人胚胎中分离培养了这种多能干细胞。接下来的几年,更多的发现证明这些干细胞确实能成为机体几乎全部的特化细胞,有分化为如心脏、胰腺和神经系统等各组织和器官细胞的潜力。因此,许多因严重疾病或外伤所造成组织器官的的损害可由干细胞进行替代修复。几乎同时,科学家从胚胎和胎儿组织中分离了另一类人的多能干细胞,即所谓的成体干细胞,在临床已应用了多年。成体干细胞是未分化的细胞,可在特定的组织中如血液中分离。它能分化为它起源组织的特定细胞,它在体内也能自我更新。在过去的10年里,科学家发现了某些组织如脑中有成体干细胞,而以前的观点认为这些组织中没有干细胞的存在。最近,有学者研究发现来自某一组织的干细胞能分化为其他组织特性的细胞类型,例如,来自骨髓的成人血液干细胞长期被认为能发展为血和免疫细胞,最近报道发现在某种条件之下,这种相同的干细胞能发展为有神经元特征的细胞。由此产生了一新概念:成体干细胞可塑性。
人的成体与胚胎干细胞在替换细胞和组织的潜力是否相同?现有证据表明这两类有科研前景的细胞在一些重要方面的特性是有差异的,它们在细胞治疗疾病中的具体应用范围尚未完全明了。

一、干细胞的定义及其分类
(一)  干细胞
干细胞(stem cell)是来自胚胎、胎儿或成体的一种特殊类型的细胞,在一定条件下能长时期自进行我复制(对成体干细胞来说,在机体的整个生命过程中都保持这种能力),它也能分化为特化的细胞以构成机体各组织和器官。许多关于胚胎干细胞的研究都来自动物实验,这种干细胞在实验室中能无限地增殖,而成体干细胞却不具有这种特性。
(二)分类 根据来源不同,干细胞可分为成体干细胞及胚胎干细胞两类:

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作者:admin@医学,生命科学    2011-03-31 17:11
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