胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點課件

1、胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點中國醫(yī)科院血液研究所中美合作實驗室趙春華1月23日，由566位中國科學(xué)院和工程院院士參加投票評選的2001年中國十大科技進展新聞揭曉(jixio)，其中與生命科學(xué)相關(guān)的研究占第一頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點有重要地位。去年12月在美國(mi u)召開的血液學(xué)年會上，干細胞研究是科學(xué)家們的重點課題。其研究近年來在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突破中國醫(yī)科院血液研究所中美合作實驗室趙春華第二頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點1月23日，由566位中國科學(xué)院和工程院院士參加投票評選的2001年中國十大科技進展新聞(xnwn)揭曉，其中與生命

2、科學(xué)相關(guān)的研究占有重要地位。去年12月在美國召開的血第三頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點液學(xué)年會上，干細胞研究是科學(xué)家們的重點課題。其研究近年來在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突破性進展，從1970年MartinEvans首次(shu c)從小鼠胚囊中分離出小鼠胚胎干細胞，第四頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點到原被誤認為功能單一(dny)的干細胞后被證實具有自我復(fù)制能力，且可分化為人體206種組織器官的原始細胞；從1998年在人胚囊內(nèi)層細胞分離出人的胚胎干細胞到目前通過核移植第五頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點技術(shù)獲得(hud)的第1例人胚胎干細胞及美

3、國國會就此技術(shù)發(fā)展前景與生命倫理問題的爭議，人們充分認識到，21世紀將是生命再生醫(yī)學(xué)年代，干細胞研究將在此領(lǐng)域內(nèi)起到重大推動作用第六頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點。在此，我想談些有關(guān)胚胎干細胞和成體(chn t)干細胞的比較研究。體內(nèi)和體外的研究都表明，人胚胎干細胞能分化成人體的絕大多數(shù)細胞類群，諸如神經(jīng)細胞、心肌、骨骼肌、內(nèi)皮細第七頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點胞、胃腸組織、肝細胞、胰島細胞、骨、軟骨、造血細胞等。干細胞具有的能夠穩(wěn)定生存增殖并保持多向分化(fnhu)潛能的特性使其在遺傳性疾病和組織器官移植領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前第八頁，共四十五頁。胚胎干

4、細胞和成體干細胞比較研究要點景。根據(jù)個體發(fā)育過程中出現(xiàn)(chxin)的先后次序不同，干細胞又可分為胚胎干細胞和成體干細胞。胚胎干細胞出現(xiàn)(chxin)在胚胎發(fā)育的胚囊內(nèi)層，高水平表達端粒酶。因為獲取胚胎干細胞、建第九頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點立胚胎干細胞系必須破壞胚囊，生命的定義目前尚無統(tǒng)一的認識，體外培養(yǎng)產(chǎn)生的胚囊是否具有生命還存在著廣泛的爭議，所以胚胎干細胞的分離、研究乃至用于臨床(ln chun)治療是否符合倫第十頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點理道德的問題引起了全世界的廣泛爭論。一種觀點認為受精卵產(chǎn)生就意味著新生命的誕生，破壞胚囊就意味著扼殺了

5、一個新的生命。因此，胚胎干細胞的分離(fnl)、研究及應(yīng)用都是違反倫第十一頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點理道德的。也有觀點認為(rnwi)盡管胚胎干細胞的分離不符合傳統(tǒng)的道德觀念，但出于研究目的而分離胚胎干細胞可以被接受。另有一些觀點認為(rnwi)，受精卵如果未在母體子宮內(nèi)生長，就不會第十二頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點發(fā)育(fy)成為完整的個體，因而不能稱其為生命。利用這種體外受精產(chǎn)生的胚胎干細胞進行研究和臨床治療，并不違反倫理道德。胚胎干細胞繼續(xù)進行分化，形成具有特定功能的干細第十三頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點胞，如血液干細胞

6、可分化成白細胞、紅細胞和血小板，皮膚干細胞可形成各種不同類型(lixng)的皮膚細胞。這些專門化的干細胞統(tǒng)稱多能干細胞。在胎兒、兒童和成人組織中存在的多能干細第十四頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點胞統(tǒng)稱“成體干細胞（Adultstemcell）”。最近幾年的研究表明，這些(zhxi)干細胞的分化能力遠超過傳統(tǒng)觀點局限的范圍。例如骨髓成體干細胞在合適的體內(nèi)外環(huán)境中可長第十五頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點期生長，也可分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞、骨髓( su)基質(zhì)細胞及多種血管內(nèi)皮細胞。還可形成一種肝臟前體細胞肝卵園細胞，神經(jīng)、膠

7、質(zhì)細胞和心第十六頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點肌細胞。高度純化的造血干細胞可分化形成肝細胞、內(nèi)皮細胞和心肌細胞。骨骼肌細胞能分化出造血細胞，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(xtng)干細胞可形成血液細胞、肌肉和許多其它體細胞。我室也首次第十七頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點報道了來源于骨髓的間充質(zhì)干細胞分化(fnhu)成造血細胞，重建了造血系統(tǒng)。成體干細胞這種跨系統(tǒng)分化(fnhu)特性稱為“可塑性（Plasticity）”。與胚胎干細胞相比，成體干細第十八頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點胞具有許多優(yōu)勢：1、胚胎干細胞具有全能性和可以建系傳代等優(yōu)點，因此理論

8、上應(yīng)用前景(qinjng)廣闊。但實際上由于每個個體的主要組織相容性復(fù)合體（MHC）不同，同種異體胚胎第十九頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點干細胞及其分化組織細胞用于臨床會引起免疫排斥，因此基于胚胎干細胞的治療方案要求對患者進行長期(chngq)免疫抑制劑治療或?qū)⒒颊叩脑煅到y(tǒng)和外來細胞形成嵌合體。盡管最近有研究第二十頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點證實，人胚胎干細胞能誘導(dǎo)分化成為造血細胞，但小鼠胚胎干細胞的實驗表明，來源于胚胎干細胞的造血細胞在體內(nèi)無法重建造血機制，因而限制(xinzh)了臨床應(yīng)用。為了解決免疫排斥的問第二十一頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成

9、體干細胞比較研究要點題，研究人員探索將患者的體細胞核移植到去核的健康供體卵細胞中，在體外克隆并隨后發(fā)育分化產(chǎn)生攜帶患者自己MHC的胚胎(piti)干細胞。這些胚胎(piti)干細胞及其衍生組織移植后不會產(chǎn)第二十二頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點生免疫排斥，因此可以用于患者病變組織及其功能的重建(zhn jin)，這就是治療性克隆。但一些研究觀察到，胚胎干細胞發(fā)育分化過程中具有極高的非整倍體發(fā)生率，美國馬薩諸塞州耶尼德研第二十三頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點究組的最新研究發(fā)現(xiàn)，克隆動物的基因在構(gòu)成沒有(mi yu)缺陷的情況下，也不能像正常動物基因一樣準確表

10、達出來，也就是說，克隆動物存在無法正確生長發(fā)育的危險。正是這個原因，造成第二十四頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點現(xiàn)在98的動物克隆實驗失敗，而順利降生的克隆動物也經(jīng)常出現(xiàn)體重超重等異常。研究還發(fā)現(xiàn)，利用目前(mqin)的克隆技術(shù)取患者體細胞核的細胞克隆培育出來的新組織一樣會存在缺陷第二十五頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點，這項技術(shù)還有待完善(wnshn)、成熟。體細胞克隆所需的卵細胞難以獲得，成體干細胞則可從患者自身獲得，而不存在組織相容性的問題，治療時可避免長期應(yīng)用免疫抑制劑對患者的傷害。第二十六頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點此外，少量

11、的骨髓切除治療有助于形成部分造血嵌合，可使異體成體干細胞的治療成為可能(knng)。2、雖然胚胎干細胞能分化成各種細胞類型，但這種分化是“非定位性”的。目前尚第二十七頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點不能控制胚胎干細胞在特定(tdng)的部位分化成相應(yīng)的細胞，當前的做法容易導(dǎo)致畸胎瘤。在應(yīng)用胚胎干細胞治療前，必須先進行初步的細胞誘導(dǎo)分化，以防止畸胎瘤的發(fā)生。應(yīng)用胚胎干細第二十八頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點胞時，也必須確認胚胎干細胞供者沒有諸如（?。I養(yǎng)失調(diào)癥之類的遺傳性疾病。相對而言，成體干細胞不存在上述問題，例如骨髓移植實驗(shyn)并不引發(fā)畸胎瘤。3

12、、成體干細胞也第二十九頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點具有類胚胎干細胞的高度分化(fnhu)能力。我室在國內(nèi)率先提出了成體干細胞可塑性及中胚層來源成體干細胞分化(fnhu)機制研究，已在國家衛(wèi)生部立項，并獲得國家科技攀登計劃、國家自然科學(xué)第三十頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點基金、紐約CMB基金、衛(wèi)生部專項基金、天津市科委重大科技攻關(guān)“干細胞組織工程”項目(xingm)和中美合作項目(xingm)等大力支持。現(xiàn)已建立了干細胞平臺技術(shù)，從肌肉、肝臟、骨髓中成功地第三十一頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點發(fā)現(xiàn)和分離了成體干細胞群，完成了干細胞定向

13、(dn xin)誘導(dǎo)分化成骨、軟骨、神經(jīng)細胞、心肌細胞和血管內(nèi)皮細胞的研究；最近又研究發(fā)現(xiàn)，從胰腺等組織可分離出間充質(zhì)表型的成體干細胞第三十二頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點群，具有多系分化潛能國內(nèi)外尚未見相關(guān)報道。另外(ln wi)，我室率先在體內(nèi)和體外實驗證實，間充質(zhì)表型干細胞群可在干細胞調(diào)控因子誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)化成造血干細胞，在本次大會上多家著名實第三十三頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點驗室也重復(fù)出同樣結(jié)果。在上述研究工作的基礎(chǔ)上，我們又提出了成體干細胞研究的新假說，即在人體發(fā)育(fy)的過程中，成體干細胞是存留在多種組織中、具有多系分化能力的亞全能干第三十四

14、頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點細胞群體，這些細胞都具有相同或相似(xin s)的細胞表型，在適合的微環(huán)境下可分化成多種組織細胞。成體干細胞移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多發(fā)性和轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤疾第三十五頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點病的最有效方法。但胚胎(piti)干細胞也存在自身的優(yōu)勢：1、胚胎(piti)干細胞能永生化，可以傳代建系，且增殖能力強，來源充沛。2、雖然成體干細胞具有向多系分化的能力，第三十六頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點但這種分化的“效率”尚不理想。通過(tnggu)體外的擴增培養(yǎng)能提高轉(zhuǎn)化效率，但是體外的

15、轉(zhuǎn)化是否會引起成體干細胞遺傳變化還有待證實，而且這種分化是否是成體干細胞多系分化的結(jié)果第三十七頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點尚無法肯定。即使是成體干細胞多系分化的結(jié)果(ji gu)，我們也不明了是何種信號誘導(dǎo)了整個過程的發(fā)生。而胚胎干細胞的研究已經(jīng)有三十多年的歷史。鼠胚胎干細胞的研究已經(jīng)證明了胚胎第三十八頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點干細胞的全能性。相應(yīng)的信號誘導(dǎo)機制的研究也取得了長足(chngz)的進展。目前鼠胚胎干細胞的研究成果給正在進行的人體胚胎干細胞研究很大的助力。成體干細胞和胚胎干細胞各有自第三十九頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點身的優(yōu)勢和缺陷。對于一個實驗室而言，同時開展對兩者的研究，不僅是可能的，而且能互為裨益，相得益彰。兩者的研究對干細胞領(lǐng)域而言都是必要(byo)的。今年3月在紐約即將召第四十頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點開基礎(chǔ)科學(xué)研討大會，“組織細胞工程”有四大主題，其中三個是圍繞干細胞資源、細胞間相互作用、細胞生長(shngzhng)微環(huán)境展開的。2003年胚胎干細胞和成體干細胞在美國醫(yī)學(xué)生物研第四十一頁，共四十五頁。胚胎干細胞和成體干細胞比較研究要點究領(lǐng)域都將單獨立項。由此看出，隨著干細胞研究(ynji)的不斷深入和發(fā)展，目