干細(xì)胞基本知識(shí)、技術(shù)發(fā)展史、產(chǎn)業(yè)介紹

1、PAGE PAGE 34干細(xì)胞基本知識(shí)1.什么是干細(xì)胞？干細(xì)胞是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞，是機(jī)體的起源細(xì)胞，是形成人體各種組織器官的原始細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞或組織器官，醫(yī)學(xué)界稱(chēng)其為“萬(wàn)用細(xì)胞”。2.干細(xì)胞是怎樣維持其生物學(xué)特性的？干細(xì)胞具有兩種不同的分裂方式，一是對(duì)稱(chēng)分裂，另一種是不對(duì)稱(chēng)分裂。它可以根據(jù)周?chē)h(huán)境的變化分裂為兩個(gè)相同的分裂末期的功能細(xì)胞或者兩個(gè)相同的干細(xì)胞，還可以分裂為一個(gè)干細(xì)胞及一個(gè)末期的功能細(xì)胞，這是干細(xì)胞區(qū)分于腫瘤細(xì)胞的最大特點(diǎn)。所以說(shuō)干細(xì)胞可以長(zhǎng)時(shí)間處于休眠狀態(tài)，也可以快速進(jìn)行修復(fù)功能。舉一個(gè)最容易理解的例子，肝移植供者切除3/4的肝臟

2、，可以在兩周內(nèi)完全恢復(fù)成原樣，但是恢復(fù)后就不再繼續(xù)生長(zhǎng)，這就是干細(xì)胞的功能。3.干細(xì)胞的分類(lèi)有哪些？細(xì)胞有兩種分類(lèi)方法，一是根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell，ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞(somatic stem cell)。第二種分類(lèi)方法是根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育潛能分為三類(lèi)：全能干細(xì)胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）和單能干細(xì)胞（unipotent stem cell）。胚胎干細(xì)胞的發(fā)育等級(jí)較高，是全能干細(xì)胞，而成體干細(xì)胞的發(fā)育等級(jí)較低，是多能或單能干細(xì)胞。胚胎的分化形成和成年組織

3、的再生是干細(xì)胞進(jìn)一步分化的結(jié)果。胚胎干細(xì)胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成年組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞一般認(rèn)為具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織。然而，這個(gè)觀點(diǎn)目前受到了挑戰(zhàn)。最新的研究表明，組織特異性干細(xì)胞 （成體干細(xì)胞）同樣具有橫向分化成其它類(lèi)型細(xì)胞或組織的潛能，這為干細(xì)胞的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了更廣泛的空間。4.什么是胚胎干細(xì)胞？胚胎干細(xì)胞是形成于受精卵發(fā)育大約5天后囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中的細(xì)胞，它對(duì)所有細(xì)胞類(lèi)型均表示出充分的分化潛能，并有能力形成一個(gè)完整的個(gè)體。5.關(guān)于胚胎干細(xì)胞的爭(zhēng)論有哪些？胚胎干細(xì)胞雖然有眾多優(yōu)勢(shì)，但是存在倫理學(xué)爭(zhēng)議，尤其是西方國(guó)家，主要爭(zhēng)論有以下方面：受精卵是具有

4、遺傳差異性的孕育中的人類(lèi)生命體，在道德上它存在生存權(quán)，破壞受精卵在某些人看來(lái)無(wú)異于“謀殺”。由于胚胎無(wú)法行駛出生權(quán)，所以父母不能同意就其研究目的而使用胚胎。與成年人不同，胚胎無(wú)法同意或拒絕任何事情，因此，許多社會(huì)團(tuán)體認(rèn)為我們必須保護(hù)其在道德上的存在權(quán)。6.什么是成體干細(xì)胞？是來(lái)源于成體組織，混雜在成體組織或器官的已分化細(xì)胞間的未分化細(xì)胞，它能夠自我更新，能夠分化產(chǎn)生組織或器官的主要細(xì)胞類(lèi)型。7.成體干細(xì)胞分布于哪些部位？多種組織或器官的特異部位，主要包括：臍血、胎盤(pán)、羊水、骨、骨髓、脂肪、腦、外周血，還存在于肌肉、皮膚、血管、嗅粘膜、視網(wǎng)膜、肝臟等等。8.成體干細(xì)胞的類(lèi)型有哪些？包括：神經(jīng)干細(xì)

5、胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、臍血干細(xì)胞、上皮干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞、內(nèi)皮干細(xì)胞、肝臟干細(xì)胞、牙髓干細(xì)胞、視網(wǎng)膜干細(xì)胞、角膜干細(xì)胞等9.成體干細(xì)胞有什么特點(diǎn)？成體干細(xì)胞本身不是處于分化途徑的終端成體干細(xì)胞能無(wú)限的增殖分裂成體干細(xì)胞可以連續(xù)分裂幾代，也可以長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)成體干細(xì)胞通過(guò)兩種方式生長(zhǎng)：對(duì)稱(chēng)、不對(duì)稱(chēng)分裂10.成體干細(xì)胞是否具有多種修復(fù)功能？研究已經(jīng)證實(shí)，成體干細(xì)胞具有多方向分化潛能，以間充質(zhì)干細(xì)胞為例，可以在特定條件下分化為神經(jīng)細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、胰島B細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞等等，具有廣闊的修復(fù)功能。11.成體干細(xì)胞有什么優(yōu)勢(shì)？無(wú)重大道德倫理

6、問(wèn)題：取自成體組織樣本，而非人體胚胎。無(wú)排異問(wèn)題：可單獨(dú)從患者體內(nèi)提取，進(jìn)行體外培養(yǎng)，然后重新植入同一患者。2009年之前，資助干細(xì)胞研究的大多數(shù)美國(guó)政府基金至今仍?xún)H限于支持成體干細(xì)胞的研究。12.干細(xì)胞研究與應(yīng)用的歷史是怎樣的？干細(xì)胞研究與臨床應(yīng)用最早起源于上個(gè)世紀(jì)60年代，主要是造血干細(xì)胞的研究，1998年以前干細(xì)胞的概念就是指造血干細(xì)胞。1998年11月，美國(guó)威斯康星大學(xué)的科學(xué)家在美國(guó)科學(xué)雜志報(bào)告說(shuō)，他們已成功地使人類(lèi)胚胎干細(xì)胞在體外生長(zhǎng)和增殖。評(píng)述：這帶動(dòng)了世界范圍內(nèi)的干細(xì)胞研究熱潮。此項(xiàng)進(jìn)展使科學(xué)家們看到了干細(xì)胞生物工程的曙光：在體外培育所需的組織細(xì)胞，取代病人體內(nèi)的壞損組織細(xì)胞。1

7、999年，Science將人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究成果評(píng)為當(dāng)年世界十大科技進(jìn)展之首，2000年，Time周刊將其列為20世紀(jì)末世界十大科技成就之首，并認(rèn)為胚胎干細(xì)胞和人類(lèi)基因組將同時(shí)成為新世紀(jì)最具發(fā)展和應(yīng)用前景的領(lǐng)域。近年來(lái)干細(xì)胞已稱(chēng)為生命科學(xué)界最活躍和最有前景的研究領(lǐng)域。運(yùn)用現(xiàn)代科技，研究人員已在體外鑒定、分離、純化、擴(kuò)增和培養(yǎng)人體胚胎干細(xì)胞和各種組織成體干細(xì)胞，然后補(bǔ)充到人體內(nèi)，修復(fù)和替代病變組織而延緩人體衰老，治愈各種疾病，并取得了重大突破。2009年初，美國(guó)奧巴馬政府放開(kāi)了政府資金對(duì)胚胎干細(xì)胞研究的限制，越來(lái)越多的科學(xué)家認(rèn)為干細(xì)胞研究將會(huì)出現(xiàn)突飛猛躍的進(jìn)展。應(yīng)用干細(xì)胞治療疾病具有很多傳統(tǒng)治療

8、方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：1)一次性介入，長(zhǎng)久性受益；2)不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機(jī)理；3)還能應(yīng)用自身干細(xì)胞移植，避免產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。13.成體干細(xì)胞可以治療的疾病有哪些？成體干細(xì)胞已成功治愈七十余種血液相關(guān)疾病其中一些此前被認(rèn)為是致命的，包括白血病、鐮刀形細(xì)胞貧血癥、霍奇金淋巴瘤、范可尼貧血及重癥聯(lián)合免疫缺陷病。根據(jù)美國(guó)全國(guó)衛(wèi)生研究所2134例成體干細(xì)胞臨床觀察統(tǒng)計(jì)，目前成體干細(xì)胞可以治療的疾病包括血液系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、糖尿病、腎臟疾病、骨關(guān)節(jié)疾病、肝臟疾病、下肢缺血性疾病、心臟病、皮膚疾病、自體免疫性疾病等等。14.干細(xì)胞作用的機(jī)理是什么？在細(xì)胞分化過(guò)程中，大部分細(xì)胞失去了自我分化

9、的功能，導(dǎo)致機(jī)體死亡。一類(lèi)特殊的細(xì)胞能補(bǔ)償機(jī)體內(nèi)細(xì)胞的死亡，這類(lèi)細(xì)胞就是干細(xì)胞。它們根據(jù)不同的發(fā)育途徑產(chǎn)生不同的分化細(xì)胞。因此干細(xì)胞是一類(lèi)能進(jìn)行自我更新，并能進(jìn)行增殖的細(xì)胞群。干細(xì)胞將從本質(zhì)上彌補(bǔ)自身組織缺陷與修復(fù)病變組織。它可以被機(jī)體局部損失后釋放的趨化因子及細(xì)胞因子所吸引并高濃度的聚集到損傷部位周?chē)ǜ杉?xì)胞歸巢現(xiàn)象），根據(jù)需要分化為機(jī)體所需要的各種細(xì)胞，起到細(xì)胞替代、修復(fù)損傷的目的，同時(shí)干細(xì)胞還可以釋放各種營(yíng)養(yǎng)因子，促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)并激活機(jī)體內(nèi)源性的修復(fù)機(jī)制。15.干細(xì)胞應(yīng)用過(guò)程中有什么副作用？迄今，干細(xì)胞移植治療尚未導(dǎo)致重大的副作用或不良反應(yīng)。但任何一種療法都可能會(huì)有副作用，所以無(wú)法肯定副

10、作用不會(huì)發(fā)生，但是直到現(xiàn)在，都還未發(fā)現(xiàn)什么嚴(yán)重的副作用。16.干細(xì)胞臨床應(yīng)用的安全性如何？因?yàn)楦杉?xì)胞是一種未分化未成熟的細(xì)胞，其細(xì)胞表面的抗原表達(dá)很微弱，患者自身的免疫系統(tǒng)對(duì)這種未分化細(xì)胞的識(shí)別能力很低，無(wú)法判斷它們的屬性，從而避免了器官移植引起的免疫排斥反應(yīng)及過(guò)敏反應(yīng)等，使同種異體移植神經(jīng)干細(xì)胞變得非常安全。目前，干細(xì)胞研究完成了干細(xì)胞的臨床前全套安全性實(shí)驗(yàn)，包括急性毒性試驗(yàn)，長(zhǎng)期毒性試驗(yàn)，致瘤性試驗(yàn)致畸性試驗(yàn)，局部刺激試驗(yàn)，發(fā)熱試驗(yàn)和免疫毒性試驗(yàn)，結(jié)果表明，干細(xì)胞臨床應(yīng)用是安全，無(wú)毒的。在臨床研究中，經(jīng)過(guò)大量的臨床病例研究表明，干細(xì)胞治療除了極少數(shù)病人有輕微的發(fā)熱、頭痛外，無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)

11、生，表明其臨床應(yīng)用是安全的。干細(xì)胞發(fā)展編年史毋庸置疑，當(dāng)今的生物學(xué)研究是干細(xì)胞時(shí)代。無(wú)論從基礎(chǔ)理論研究還是臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用乃至商業(yè)服務(wù)，干細(xì)胞當(dāng)之無(wú)愧是最熱門(mén)的關(guān)鍵詞。干細(xì)胞的時(shí)代始于1998年。美國(guó)威斯康辛大學(xué)（University of Wisconsin）科學(xué)家湯姆森（James A.Thomson）帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)首次從人類(lèi)胚胎組織中提取培養(yǎng)出 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=胚胎干細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞（Embryonic Stem Cell，ES Cell）株，并且證實(shí)此株細(xì)胞具有全能干細(xì)胞特征，此項(xiàng)研究論文發(fā)表在1998-1

12、1-6出版的頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Science上面。（詳情見(jiàn)：Thomson, J.A., J.Itskovitz-Eldor, S.S.Shapiro, M.A.Waknitz, J.J.Swiergiel, V.S.Marshall, and J.M.Jones.Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science 282 (1998): 1145-1147.）這篇論文標(biāo)著著一個(gè)時(shí)代的到來(lái)，而湯姆森也被人稱(chēng)作干細(xì)胞研究之父。 HYPERLINK /biology/Special/stemcell/Index.shtml

13、o t _blank 干細(xì)胞研究2000年，科學(xué)家成功分離出人類(lèi)胚胎干細(xì)胞并且使其在體外條件下分化。（Jose B.Cibelli, Ann A.Kiessling, Kerrianne Cunniff, Charlotte Richards, Robert P.Lanza, Michael D.West.Rapid Communication: Somatic Cell Nuclear Transfer in Humans: Pronuclear and Early Embryonic Development e-biomed: The Journal of Regenerative Med

14、icine.November 2001, 2(5): 25-31.doi:10.1089/152489001753262168.）2003年，美國(guó)衛(wèi)生獨(dú)立研究院（National Institutes of Health，NIH）華裔科學(xué)家施松濤等人首次發(fā)現(xiàn)牙齒間質(zhì)存在干細(xì)胞。（Miura M, Gronthos S, Zhao M, Lu B, Fisher LW, Robey PG, Shi S.SHED: stem cells from human exfoliated deciduous teeth.Proc Natl Acad Sci U S A.2003 May 13;100(10

15、):5807-12.）2005年報(bào)出干細(xì)胞研究領(lǐng)域乃至全球?qū)W術(shù)界一大學(xué)術(shù)丑聞：2004及2005年韓國(guó)漢城大學(xué)教授 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=黃禹錫 黃禹錫有關(guān)干細(xì)胞研究的論文兩次榮登Science雜志，結(jié)果經(jīng)各方查證證實(shí)其論文數(shù)據(jù)存在造假現(xiàn)象，2006年Science雜志宣布撤回這兩篇論文。2006年，日本科學(xué)家山中亞彌等成功誘導(dǎo)出鼠iPS細(xì)胞（induced Pluripotent Stem Cell），此項(xiàng)研究成功將干細(xì)胞研究擴(kuò)充到一個(gè)新的領(lǐng)域：重編程！（Kazutoshi Takahashi,Shinya Ya

16、manaka Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors. Cell, Volume 126, Issue 4, 663-676）iPS研究好像是回?fù)艿臅r(shí)針一樣，巧妙避開(kāi)了胚胎干細(xì)胞研究應(yīng)用帶來(lái)的倫理道德問(wèn)題，此后很大一部分研究干細(xì)胞的科學(xué)家都將目光聚焦到iPS的研究上面，干細(xì)胞研究迅速繁榮及飛速發(fā)展起來(lái)。 HYPERLINK /biology/Special/ips/Index.shtml o t _blank iPS研究20

17、07年，iPS研究取得巨大進(jìn)展：山中亞彌等人和湯姆森帶領(lǐng)下的華裔科學(xué)家俞君英等人分別在Cell及Science發(fā)表論文宣布成功利用人類(lèi)上皮細(xì)胞誘導(dǎo)出iPS細(xì)胞。（Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, Yamanaka S (November 2007).Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell 131 (5): 861-72.；Yu J, Vodyanik MA, S

18、muga-Otto K, Antosiewicz-Bourget J, Frane JL, Tian S, Nie J, Jonsdottir GA, Ruotti V, Stewart R, Slukvin II, Thomson JA (December 2007).Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.Science 318 (5858): 1917-20.）2008年，美國(guó)科學(xué)家宣布在不傷害胚胎的前提下成功獲取胚胎干細(xì)胞。（Chung et al.(2008).Human embryon

19、ic stem cell lines generated without embryo destruction.Cell Stem Cell 2: 113.）2008年，美國(guó)科學(xué)家解析了microRNAs在干細(xì)胞發(fā)育及分化中的調(diào)控作用，為干細(xì)胞日后的研究提供了非常重要的參考資料。（Richard A.Young,et al Connecting microRNA Genes to the Core Transcriptional Regulatory Circuitry of Embryonic Stem Cells Cell, Vol 134, 521-533）2009年1月，湯姆森小組再次

20、獨(dú)辟奇徑，利用重癥神經(jīng)疾病患者的皮膚 HYPERLINK /reagent/search.asp?txtitle=細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞培養(yǎng)出的iPS細(xì)胞重分化為神經(jīng)細(xì)胞后，在試管內(nèi)成功再現(xiàn)了神經(jīng)細(xì)胞因疾病死亡的過(guò)程。（Allison D.Ebert, Junying Yu, Ferrill F.Rose, Jr, Virginia B.Mattis, Christian L.Lorson, James A.Thomson, Clive N.Svendsen Induced pluripotent stem cells from a spinal muscular atrophy patient. N

21、ature 457, 277-280）2009年2月，德國(guó)科學(xué)家首次利用單基因調(diào)控方法成功誘導(dǎo)iPS細(xì)胞。（Hans R.Schler,et al Oct4-Induced Pluripotency in Adult Neural Stem Cells. Cell, Volume 136, Issue 3, 411-419）2009年3月，美國(guó)白頭研究所（Whitehead Institute）科學(xué)家在成功誘導(dǎo)iPS細(xì)胞后，巧妙的將誘導(dǎo)iPS時(shí)帶入細(xì)胞的基因去除，大大降低了細(xì)胞癌變風(fēng)險(xiǎn)。（Rudolf Jaenisch,et al Parkinsons Disease Patient-Deri

22、ved Induced Pluripotent Stem Cells Free of Viral Reprogramming Factors Cell,6 March 2009）2009年3月，湯姆森和俞君英帶領(lǐng)的研究小組在iPS研究方面又邁進(jìn)一大步，他們利用質(zhì)粒作為誘導(dǎo)iPS基因的 HYPERLINK /reagent/list.asp?sortid=8 載體進(jìn)行誘導(dǎo)iPS細(xì)胞后，隨著細(xì)胞分裂丟失質(zhì)粒，可以得到純凈無(wú)外源DNA的iPS細(xì)胞，在iPS細(xì)胞應(yīng)用安全性方面又進(jìn)一步。（Junying Yu,James A.Thomson, et al Human Induced Pluripoten

23、t Stem Cells Free of Vector and Transgene Sequences Science March 26, 2009） HYPERLINK /master/talent/385800.shtml o t _blank 俞君英2009年4月，我國(guó)上海交大吳際教授等人在國(guó)際上首次分離出生殖干細(xì)胞，并培養(yǎng)得到能長(zhǎng)期自我更新的生殖干 HYPERLINK /reagent/list.asp?sortid=25&typeid=297 t _blank 細(xì)胞株。（Ji Wu,et al Production of offspring from a germline stem

24、cell line derived from neonatal ovaries Nature Cell Biology 12 April 2009）美國(guó)新任總統(tǒng)奧巴馬上臺(tái)后解禁干細(xì)胞研究，這無(wú)疑是對(duì)干細(xì)胞發(fā)展的巨大推動(dòng)，在國(guó)際上干細(xì)胞研究如盛夏一般火熱之時(shí)，我國(guó)干細(xì)胞研究緊隨其后，生機(jī)勃勃、蓄勢(shì)待發(fā)。我國(guó)干細(xì)胞研究主要集中在中科院和幾大高校，比如上海生科院的時(shí)玉舫研究員、金穎研究員、楊黃恬研究員、肖磊研究員，北京大學(xué)鄧宏魁教授、李凌松教授，復(fù)旦大學(xué)朱劍虹教授等。我國(guó)衛(wèi)生部部長(zhǎng)陳竺院士看到了我國(guó)干細(xì)胞研究的潛力和廣闊前景，特提辭組織了干細(xì)胞之春系列活動(dòng)，為帶動(dòng)我國(guó)干細(xì)胞研究進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，匯集各

25、位干細(xì)胞領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人講授干細(xì)胞領(lǐng)域最新進(jìn)展及研究方法，促進(jìn)我國(guó)干細(xì)胞研究與世界接軌。干細(xì)胞之春生物谷盤(pán)點(diǎn)2009縱觀當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)研究，干細(xì)胞研究無(wú)疑是最熱門(mén)的領(lǐng)域。1998年，來(lái)自威斯康辛大學(xué)的Thomson JA等人在science雜志上報(bào)道首次成功建立了人胚胎干細(xì)胞系。由于人胚胎干細(xì)胞系可以分化成人體任何一種細(xì)胞（包括神經(jīng)、心肌、造血、肝臟、胰腺等細(xì)胞）并應(yīng)用于移植，為多種困擾人類(lèi)的疾病提供了全新療法，因此，該研究立即引起科學(xué)界巨大轟動(dòng)，開(kāi)創(chuàng)了干細(xì)胞研究的全球浪潮。2006年，日本京都大學(xué)教授山中伸彌（Shinya Yamanaka）等人在Cell雜志上報(bào)道通過(guò)轉(zhuǎn)染四種轉(zhuǎn)錄因子（Oct4

26、，Sox2，Klf4和C-Myc）將小鼠成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells， HYPERLINK /biology/Special/ips/Index.shtml o t _blank iPS cells）。由于該方法解決了傳統(tǒng)方法建立病人特異多能干細(xì)胞的致命缺點(diǎn)（效率低，需要大量卵細(xì)胞；建立胚胎干細(xì)胞系需要破壞胚胎，引起道德倫理爭(zhēng)議；目前尚無(wú)人核移植多能干細(xì)胞建系的成功報(bào)道），因此，該研究立即在全球掀起iPS研究的浪潮，使該領(lǐng)域稱(chēng)為熱門(mén)中的熱門(mén)。2009年，奧巴馬上臺(tái)后宣布廢除對(duì)胚胎干細(xì)胞研究的禁令，該項(xiàng)措施極大推動(dòng)了美國(guó)的干細(xì)胞

27、研究。總之，干細(xì)胞研究是當(dāng)前最熱門(mén)、進(jìn)展最快、最振奮人心的領(lǐng)域。順應(yīng)國(guó)際形勢(shì)，在政府大力支持和廣大科研人員努力攻關(guān)下，我國(guó)的干細(xì)胞研究發(fā)展迅速。在過(guò)去的一年里，我國(guó)科學(xué)家在干細(xì)胞研究的多個(gè)領(lǐng)域取得重大突破，部分發(fā)現(xiàn)屬?lài)?guó)際首次。下面就各個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)點(diǎn)評(píng)。1 iPS，iPS and iPS和全球的趨勢(shì)一樣，iPS研究同樣是我國(guó)干細(xì)胞研究最熱門(mén)的領(lǐng)域。我國(guó)科學(xué)家在以下方面取得重大突破。1.1 模式動(dòng)物iPS系的建立由于iPS幾乎具有ES的所有特性，因此模式動(dòng)物（尤其是ES建系難度大的物種）iPS系的建立可以極大促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的科研活動(dòng)。繼2008年12月北京大學(xué)鄧宏魁教授的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem C

28、ell上報(bào)道首次建立恒河猴（rhesus monkey）iPS系，2009年1月中科院生化細(xì)胞所肖磊研究員的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上和美國(guó)scripps研究所丁盛的實(shí)驗(yàn)室同時(shí)報(bào)道首次建立大鼠iPS系。由于大鼠是一種重要的模式動(dòng)物，應(yīng)用于多種疾病模型，且在該項(xiàng)研究之前尚無(wú)大鼠胚胎干細(xì)胞成功建系的報(bào)道，因此該項(xiàng)研究在國(guó)際上引起巨大轟動(dòng)，Cell Stem Cell對(duì)該發(fā)現(xiàn)做出專(zhuān)門(mén)評(píng)論。2009年4月，肖磊實(shí)驗(yàn)室完成了豬iPS細(xì)胞的建立，相關(guān)研究成果被J Mol Cell Biol雜志接受；隨后，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的裴端卿教授的實(shí)驗(yàn)室也在J Biol Chem上報(bào)道建立西藏

29、小型豬（Tibetan miniature pig）的iPS系。由于豬的許多生理功能指標(biāo)更接近人類(lèi)，因此這兩項(xiàng)研究具有極大的應(yīng)用前景。1.2 iPS建系優(yōu)化及病人特異iPS系的建立2009年8月，中科院健康科學(xué)研究所金穎研究員的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，利用人成纖維細(xì)胞作為滋養(yǎng)層細(xì)胞（feeder），在不添加 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=白血病 白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor, lif）的情況下，可以誘導(dǎo)神經(jīng)前體細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞。該項(xiàng)研究成果發(fā)表在PLoS One。11月，該課題組在Hum

30、Mol Genet上報(bào)道一種高效建立iPS系的方法：利用人羊水來(lái)源的細(xì)胞作為重編程的起始細(xì)胞，可以快速高效的建立人iPS系，為人iPS建系所需時(shí)間最短、效率最高的手段。2009年9月，中科院北京生命科學(xué)研究院研究員高紹榮的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道建立型地中海 HYPERLINK /health/anaemia/Index.shtml 貧血病人的iPS系，為該病發(fā)病機(jī)制的研究、治療藥物的篩選及細(xì)胞移植治療提供了有力的工具。1.3 iPS發(fā)育潛能的研究及定向分化2009年8月，高紹榮的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上首次報(bào)道通過(guò)四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)（tetraploid compl

31、ementation）得到完全由iPS細(xì)胞來(lái)源的成體小鼠。9月，中科院動(dòng)物所周琪研究員的實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)scripps研究所Baldwin KK的實(shí)驗(yàn)室在Nature上報(bào)道了同樣的研究結(jié)果。四倍體互補(bǔ)試驗(yàn)是檢測(cè)干細(xì)胞發(fā)育潛能最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，該研究表明iPS具備和ES同樣的發(fā)育潛能，打消了某些人擔(dān)心iPS不能完全替代ES的顧慮。iPS的應(yīng)用首先要求將iPS高效的分化成功能細(xì)胞。2009年8月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功將人iPS細(xì)胞高效的分化成能分泌胰島素的成熟胰島細(xì)胞。11月，該研究組又成功的將人iPS細(xì)胞分化成肝細(xì)胞，該研究同樣發(fā)表在Cell Research上。2009

32、年12月，裴端卿帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在培養(yǎng)過(guò)程中添加維生素C使iPS誘導(dǎo)效率提高了10倍。通過(guò)老鼠和人細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)時(shí)添加維生素C可促進(jìn)相關(guān)基因表達(dá)，推動(dòng)體細(xì)胞進(jìn)入重編程狀態(tài)。該成果 Cell Stem Cell雜志。2 干細(xì)胞的分離、培養(yǎng)及分化2.1 干細(xì)胞的分離2009年2月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功從大鼠囊胚建立多能干細(xì)胞系，將該細(xì)胞注射到免疫缺陷小鼠體內(nèi)能形成具有三胚層組織的畸胎瘤。該研究在國(guó)際上首次建立能分化成三胚層細(xì)胞的大鼠多能干細(xì)胞系。由于技術(shù)限制，該研究沒(méi)有檢測(cè)該細(xì)胞系的胚胎發(fā)育潛能。如果能通過(guò)囊胚注射形成嵌合體和生殖腺傳遞，則該細(xì)胞系將是國(guó)際

33、上首株大鼠胚胎干細(xì)胞系。2009年2月，中科院昆明動(dòng)物所研究員季維智的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功分離恒河猴（rhesus monkey）的肝臟表皮前體細(xì)胞。與胚胎干細(xì)胞相比， HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=成體干細(xì)胞 成體干細(xì)胞具有成瘤概率低，容易分化成成熟的功能細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)，更適合臨床研究與應(yīng)用。2009年2月，中科院動(dòng)物所研究員段恩奎的實(shí)驗(yàn)室在Cell Prolif上報(bào)道成功的從小鼠皮膚分離出一類(lèi)干細(xì)胞，并將其分化成產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞。該研究為人類(lèi) HYPERLINK /Search.asp?Field=

34、Title&ClassID=&keyword=糖尿病 糖尿病的自體移植治療開(kāi)辟了新的途經(jīng)。2.2 干細(xì)胞的培養(yǎng)2009年2月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在Stem Cells上報(bào)道利用一種小分子（pluripotin）和lif的組合，可以從很難建系的小鼠品系高效的建立胚胎干細(xì)胞系。該研究發(fā)現(xiàn)，pluripotin和lif的組合可以提高內(nèi)細(xì)胞團(tuán)增殖時(shí)Oct4陽(yáng)性細(xì)胞的比例，為國(guó)際首次從很難建系的品系（NOD-scid和SCID beige）高效建立胚胎干細(xì)胞系。2009年8月，周琪的實(shí)驗(yàn)室在Reproduction上報(bào)道首次開(kāi)發(fā)出一種可以有效支持小鼠核移植胚胎發(fā)育的培養(yǎng)基。該研究為重編程機(jī)制的研究奠定了堅(jiān)實(shí)

35、的基礎(chǔ)。2.3 干細(xì)胞的分化2009年7月，周琪的實(shí)驗(yàn)室報(bào)道一種通過(guò)單層培養(yǎng)的方法，將恒河猴胚胎干細(xì)胞分化成神經(jīng)前體細(xì)胞，該研究結(jié)果發(fā)表在Reprod Biomed Online上。2009年7月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在PLoS One上報(bào)道首次將人胚胎干細(xì)胞分化成肝臟前體細(xì)胞。11月，該課題組在J Mol Cell Biol上報(bào)道將人胚胎干細(xì)胞分化成均質(zhì)的PDX1陽(yáng)性的胰腺前體細(xì)胞。這些研究為干細(xì)胞的臨床應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3 干細(xì)胞自我更新及分化機(jī)制的研究3.1 胚胎干細(xì)胞自我更新及分化機(jī)制的研究Oct4是維持胚胎干細(xì)胞自我更新能力的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，有兩種亞型Oct4A和Oct4B。Oct4A對(duì)維

36、持胚胎干細(xì)胞的自我更新能力是必需的，而Oct4B的功能研究的不是很清楚。中科院遺傳發(fā)育所研究員戴建武的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)Oct4B有三種轉(zhuǎn)錄本，其中Oct4B-190的表達(dá)在應(yīng)激狀態(tài)下上升，抑制 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡。該研究揭示了Oct4具有更為復(fù)雜的功能，發(fā)表在2009年6月的Stem Cells上。另外，金穎的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)Wwp2在人和小鼠的胚胎干細(xì)胞中均可以促進(jìn)Oct4的降解，揭示了一種重要的Oct4蛋白水平調(diào)節(jié)方式，該研究結(jié)果分別發(fā)表在2009年5月和12月的Cell Research上。和Oct

37、4一樣，Nanog和Sox2也是維持胚胎干細(xì)胞自我更新能力的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，它們和Oct4一起構(gòu)成核心轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。2009年4月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在J Biol Chem上報(bào)道Nanog的一種表達(dá)調(diào)控方式。該研究發(fā)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)錄共激活因子p300可以結(jié)合到Nanog的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域并激活Nanog的表達(dá)。該研究組還發(fā)現(xiàn)PARP1可以給Sox2加上PAR修飾并引起Sox2的降解，進(jìn)而調(diào)節(jié)Fgf4的表達(dá)。該研究發(fā)表在2009年8月的J Biol Chem上。除了Oct4、Sox2和Nanog，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，其它蛋白也參與胚胎干細(xì)胞自我更新的調(diào)控。2009年6月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在Stem Cells上報(bào)道

38、一種鋅指核仁蛋白LYAR通過(guò)促進(jìn)胚胎干細(xì)胞增殖和抑制凋亡來(lái)維持其自我更新潛能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LYAR通過(guò)和另一種核仁蛋白nucleolin形成復(fù)合體并抑制其自我剪切起作用。胚胎干細(xì)胞的自我更新除了受細(xì)胞內(nèi)因子調(diào)控外，還受細(xì)胞外信號(hào)通路的調(diào)控。清華大學(xué)陳燁光研究組和中科院遺傳與發(fā)育研究所韓敬東研究組合作發(fā)現(xiàn)，BMP信號(hào)通路的關(guān)鍵分子SMAD1/5和 SMAD4結(jié)合到一類(lèi)發(fā)育調(diào)控基因上并影響胚胎干細(xì)胞的分化。該研究成果發(fā)表在2009年11月的Genome Research上。3.2 成體干細(xì)胞自我更新及分化機(jī)制的研究2009年7月，中科院健康科學(xué)研究所研究員楊黃恬的實(shí)驗(yàn)室在Am J Physio

39、l Cell Physiol上報(bào)道了SERCA和NCX在心肌分化中的功能。他們利用小鼠胚胎干細(xì)胞分化來(lái)的心肌細(xì)胞作為研究模型，發(fā)現(xiàn)在心肌分化中胞漿中的鈣離子主要由SERCA清除；當(dāng)SERCA的功能被抑制時(shí)，NCX負(fù)責(zé)清除胞漿中的鈣離子。中科院上海藥物研究所李佳研究員、南發(fā)俊研究員和馮林音研究員的實(shí)驗(yàn)室合作發(fā)現(xiàn)：AMPK信號(hào)通路的激活可以引起神經(jīng)干細(xì)胞細(xì)胞周期阻滯，進(jìn)而抑制神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新，該研究發(fā)表在2009年1月的J Biol Chem上。2009年10月，北京大學(xué)李凌松教授的實(shí)驗(yàn)室在Stem Cells上報(bào)道EGFR介導(dǎo)的信號(hào)通路可以促進(jìn)Sox2的表達(dá)，而Sox2又可以結(jié)合到EGFR的

40、啟動(dòng)子區(qū)域并促進(jìn)其表達(dá)，從而形成一個(gè)正反饋環(huán)路，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新。2009年4月，中科院動(dòng)物所研究員陳大華的實(shí)驗(yàn)室在Plos Genet上報(bào)道在果蠅卵巢中dFmr1通過(guò)結(jié)合bantam HYPERLINK /reagent/list.asp?sortid=20 t _blank miRNA來(lái)抑制生殖干細(xì)胞分化，促進(jìn)其自我更新。該研究組還發(fā)現(xiàn)一種E2泛素結(jié)合酶Effete通過(guò)和dAPC2（一種E3連接酶APC的組分）相互作用，促進(jìn)Cyclin A的降解，來(lái)維持果蠅生殖干細(xì)胞的自我更新。該研究發(fā)表在2009年11月的Development上。2009年9月，中科院北京生命科學(xué)研究院研究員襲

41、榮文的實(shí)驗(yàn)室在J Mol Cell Biol上報(bào)道：旁分泌的Unpaired通過(guò)JAK/STAT信號(hào)通路，一方面和Wg信號(hào)通路協(xié)同作用，維持小腸干細(xì)胞的自我更新；同時(shí)拮抗Notch信號(hào)通路，控制小腸干細(xì)胞的分化。縱觀當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)研究，干細(xì)胞研究無(wú)疑是最熱門(mén)的領(lǐng)域。1998年，來(lái)自威斯康辛大學(xué)的Thomson JA等人在science雜志上報(bào)道首次成功建立了人胚胎干細(xì)胞系。由于人胚胎干細(xì)胞系可以分化成人體任何一種細(xì)胞（包括神經(jīng)、心肌、造血、肝臟、胰腺等細(xì)胞）并應(yīng)用于移植，為多種困擾人類(lèi)的疾病提供了全新療法，因此，該研究立即引起科學(xué)界巨大轟動(dòng)，開(kāi)創(chuàng)了干細(xì)胞研究的全球浪潮。2006年，日本京都大學(xué)教

42、授山中伸彌（Shinya Yamanaka）等人在Cell雜志上報(bào)道通過(guò)轉(zhuǎn)染四種轉(zhuǎn)錄因子（Oct4，Sox2，Klf4和C-Myc）將小鼠成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells， HYPERLINK /biology/Special/ips/Index.shtml o t _blank iPS cells）。由于該方法解決了傳統(tǒng)方法建立病人特異多能干細(xì)胞的致命缺點(diǎn)（效率低，需要大量卵細(xì)胞；建立胚胎干細(xì)胞系需要破壞胚胎，引起道德倫理爭(zhēng)議；目前尚無(wú)人核移植多能干細(xì)胞建系的成功報(bào)道），因此，該研究立即在全球掀起iPS研究的浪潮，使該領(lǐng)域稱(chēng)為熱

43、門(mén)中的熱門(mén)。2009年，奧巴馬上臺(tái)后宣布廢除對(duì)胚胎干細(xì)胞研究的禁令，該項(xiàng)措施極大推動(dòng)了美國(guó)的干細(xì)胞研究?？傊杉?xì)胞研究是當(dāng)前最熱門(mén)、進(jìn)展最快、最振奮人心的領(lǐng)域。順應(yīng)國(guó)際形勢(shì)，在政府大力支持和廣大科研人員努力攻關(guān)下，我國(guó)的干細(xì)胞研究發(fā)展迅速。在過(guò)去的一年里，我國(guó)科學(xué)家在干細(xì)胞研究的多個(gè)領(lǐng)域取得重大突破，部分發(fā)現(xiàn)屬?lài)?guó)際首次。下面就各個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)點(diǎn)評(píng)。一、 iPS，iPS and iPS和全球的趨勢(shì)一樣，iPS研究同樣是我國(guó)干細(xì)胞研究最熱門(mén)的領(lǐng)域。我國(guó)科學(xué)家在以下方面取得重大突破。1.1 模式動(dòng)物iPS系的建立由于iPS幾乎具有ES的所有特性，因此模式動(dòng)物（尤其是ES建系難度大的物種）iPS系的建立

44、可以極大促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的科研活動(dòng)。繼2008年12月北京大學(xué)鄧宏魁教授的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上報(bào)道首次建立恒河猴（rhesus monkey）iPS系，2009年1月中科院生化細(xì)胞所肖磊研究員的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上和美國(guó)scripps研究所丁盛的實(shí)驗(yàn)室同時(shí)報(bào)道首次建立大鼠iPS系。由于大鼠是一種重要的模式動(dòng)物，應(yīng)用于多種疾病模型，且在該項(xiàng)研究之前尚無(wú)大鼠胚胎干細(xì)胞成功建系的報(bào)道，因此該項(xiàng)研究在國(guó)際上引起巨大轟動(dòng)，Cell Stem Cell對(duì)該發(fā)現(xiàn)做出專(zhuān)門(mén)評(píng)論。2009年4月，肖磊實(shí)驗(yàn)室完成了豬iPS細(xì)胞的建立，相關(guān)研究成果被J Mol Cell Biol雜志接

45、受；隨后，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的裴端卿教授的實(shí)驗(yàn)室也在J Biol Chem上報(bào)道建立西藏小型豬（Tibetan miniature pig）的iPS系。由于豬的許多生理功能指標(biāo)更接近人類(lèi)，因此這兩項(xiàng)研究具有極大的應(yīng)用前景。1.2 iPS建系優(yōu)化及病人特異iPS系的建立2009年8月，中科院健康科學(xué)研究所金穎研究員的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，利用人成纖維細(xì)胞作為滋養(yǎng)層細(xì)胞（feeder），在不添加 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=白血病 白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor, lif）的情況下，可

46、以誘導(dǎo)神經(jīng)前體細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞。該項(xiàng)研究成果發(fā)表在PLoS One。11月，該課題組在Hum Mol Genet上報(bào)道一種高效建立iPS系的方法：利用人羊水來(lái)源的細(xì)胞作為重編程的起始細(xì)胞，可以快速高效的建立人iPS系，為人iPS建系所需時(shí)間最短、效率最高的手段。2009年9月，中科院北京生命科學(xué)研究院研究員高紹榮的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道建立型地中海 HYPERLINK /health/anaemia/Index.shtml 貧血病人的iPS系，為該病發(fā)病機(jī)制的研究、治療藥物的篩選及細(xì)胞移植治療提供了有力的工具。1.3 iPS發(fā)育潛能的研究及定向分化2009年8月，高紹榮

47、的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上首次報(bào)道通過(guò)四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)（tetraploid complementation）得到完全由iPS細(xì)胞來(lái)源的成體小鼠。9月，中科院動(dòng)物所周琪研究員的實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)scripps研究所Baldwin KK的實(shí)驗(yàn)室在Nature上報(bào)道了同樣的研究結(jié)果。四倍體互補(bǔ)試驗(yàn)是檢測(cè)干細(xì)胞發(fā)育潛能最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，該研究表明iPS具備和ES同樣的發(fā)育潛能，打消了某些人擔(dān)心iPS不能完全替代ES的顧慮。iPS的應(yīng)用首先要求將iPS高效的分化成功能細(xì)胞。2009年8月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功將人iPS細(xì)胞高效的分化成能分泌胰島素的成熟胰島細(xì)胞。11月

48、，該研究組又成功的將人iPS細(xì)胞分化成肝細(xì)胞，該研究同樣發(fā)表在Cell Research上。2009年12月，裴端卿帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在培養(yǎng)過(guò)程中添加維生素C使iPS誘導(dǎo)效率提高了10倍。通過(guò)老鼠和人細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)時(shí)添加維生素C可促進(jìn)相關(guān)基因表達(dá)，推動(dòng)體細(xì)胞進(jìn)入重編程狀態(tài)。該成果 Cell Stem Cell雜志。二、 干細(xì)胞的分離、培養(yǎng)及分化2.1 干細(xì)胞的分離2009年2月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功從大鼠囊胚建立多能干細(xì)胞系，將該細(xì)胞注射到免疫缺陷小鼠體內(nèi)能形成具有三胚層組織的畸胎瘤。該研究在國(guó)際上首次建立能分化成三胚層細(xì)胞的大鼠多能干細(xì)胞系。由于技術(shù)限

49、制，該研究沒(méi)有檢測(cè)該細(xì)胞系的胚胎發(fā)育潛能。如果能通過(guò)囊胚注射形成嵌合體和生殖腺傳遞，則該細(xì)胞系將是國(guó)際上首株大鼠胚胎干細(xì)胞系。2009年2月，中科院昆明動(dòng)物所研究員季維智的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功分離恒河猴（rhesus monkey）的肝臟表皮前體細(xì)胞。與胚胎干細(xì)胞相比， HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=成體干細(xì)胞 成體干細(xì)胞具有成瘤概率低，容易分化成成熟的功能細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)，更適合臨床研究與應(yīng)用。2009年2月，中科院動(dòng)物所研究員段恩奎的實(shí)驗(yàn)室在Cell Prolif上報(bào)道成功的從小鼠皮膚分離出一類(lèi)干細(xì)胞

50、，并將其分化成產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞。該研究為人類(lèi) HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=糖尿病 糖尿病的自體移植治療開(kāi)辟了新的途經(jīng)。2.2 干細(xì)胞的培養(yǎng)2009年2月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在Stem Cells上報(bào)道利用一種小分子（pluripotin）和lif的組合，可以從很難建系的小鼠品系高效的建立胚胎干細(xì)胞系。該研究發(fā)現(xiàn)，pluripotin和lif的組合可以提高內(nèi)細(xì)胞團(tuán)增殖時(shí)Oct4陽(yáng)性細(xì)胞的比例，為國(guó)際首次從很難建系的品系（NOD-scid和SCID beige）高效建立胚胎干細(xì)胞系。2009年8月，周琪的實(shí)驗(yàn)室在Reproduc

51、tion上報(bào)道首次開(kāi)發(fā)出一種可以有效支持小鼠核移植胚胎發(fā)育的培養(yǎng)基。該研究為重編程機(jī)制的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.3 干細(xì)胞的分化2009年7月，周琪的實(shí)驗(yàn)室報(bào)道一種通過(guò)單層培養(yǎng)的方法，將恒河猴胚胎干細(xì)胞分化成神經(jīng)前體細(xì)胞，該研究結(jié)果發(fā)表在Reprod Biomed Online上。2009年7月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在PLoS One上報(bào)道首次將人胚胎干細(xì)胞分化成肝臟前體細(xì)胞。11月，該課題組在J Mol Cell Biol上報(bào)道將人胚胎干細(xì)胞分化成均質(zhì)的PDX1陽(yáng)性的胰腺前體細(xì)胞。這些研究為干細(xì)胞的臨床應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、 干細(xì)胞自我更新及分化機(jī)制的研究3.1 胚胎干細(xì)胞自我更新及分化機(jī)制的

52、研究Oct4是維持胚胎干細(xì)胞自我更新能力的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，有兩種亞型Oct4A和Oct4B。Oct4A對(duì)維持胚胎干細(xì)胞的自我更新能力是必需的，而Oct4B的功能研究的不是很清楚。中科院遺傳發(fā)育所研究員戴建武的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)Oct4B有三種轉(zhuǎn)錄本，其中Oct4B-190的表達(dá)在應(yīng)激狀態(tài)下上升，抑制 HYPERLINK /Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡。該研究揭示了Oct4具有更為復(fù)雜的功能，發(fā)表在2009年6月的Stem Cells上。另外，金穎的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)Wwp2在人和小鼠的胚胎干細(xì)胞中均可以促進(jìn)Oct4的降解，揭示了一種重要的Oc

53、t4蛋白水平調(diào)節(jié)方式，該研究結(jié)果分別發(fā)表在2009年5月和12月的Cell Research上。和Oct4一樣，Nanog和Sox2也是維持胚胎干細(xì)胞自我更新能力的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，它們和Oct4一起構(gòu)成核心轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。2009年4月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在J Biol Chem上報(bào)道Nanog的一種表達(dá)調(diào)控方式。該研究發(fā)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)錄共激活因子p300可以結(jié)合到Nanog的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域并激活Nanog的表達(dá)。該研究組還發(fā)現(xiàn)PARP1可以給Sox2加上PAR修飾并引起Sox2的降解，進(jìn)而調(diào)節(jié)Fgf4的表達(dá)。該研究發(fā)表在2009年8月的J Biol Chem上。除了Oct4、Sox2和Nanog，越來(lái)越多的研

54、究發(fā)現(xiàn)，其它蛋白也參與胚胎干細(xì)胞自我更新的調(diào)控。2009年6月，金穎的實(shí)驗(yàn)室在Stem Cells上報(bào)道一種鋅指核仁蛋白LYAR通過(guò)促進(jìn)胚胎干細(xì)胞增殖和抑制凋亡來(lái)維持其自我更新潛能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LYAR通過(guò)和另一種核仁蛋白nucleolin形成復(fù)合體并抑制其自我剪切起作用。胚胎干細(xì)胞的自我更新除了受細(xì)胞內(nèi)因子調(diào)控外，還受細(xì)胞外信號(hào)通路的調(diào)控。清華大學(xué)陳燁光研究組和中科院遺傳與發(fā)育研究所韓敬東研究組合作發(fā)現(xiàn)，BMP信號(hào)通路的關(guān)鍵分子SMAD1/5和 SMAD4結(jié)合到一類(lèi)發(fā)育調(diào)控基因上并影響胚胎干細(xì)胞的分化。該研究成果發(fā)表在2009年11月的Genome Research上。3.2 成體干細(xì)胞

55、自我更新及分化機(jī)制的研究2009年7月，中科院健康科學(xué)研究所研究員楊黃恬的實(shí)驗(yàn)室在Am J Physiol Cell Physiol上報(bào)道了SERCA和NCX在心肌分化中的功能。他們利用小鼠胚胎干細(xì)胞分化來(lái)的心肌細(xì)胞作為研究模型，發(fā)現(xiàn)在心肌分化中胞漿中的鈣離子主要由SERCA清除；當(dāng)SERCA的功能被抑制時(shí)，NCX負(fù)責(zé)清除胞漿中的鈣離子。中科院上海藥物研究所李佳研究員、南發(fā)俊研究員和馮林音研究員的實(shí)驗(yàn)室合作發(fā)現(xiàn)：AMPK信號(hào)通路的激活可以引起神經(jīng)干細(xì)胞細(xì)胞周期阻滯，進(jìn)而抑制神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新，該研究發(fā)表在2009年1月的J Biol Chem上。2009年10月，北京大學(xué)李凌松教授的實(shí)驗(yàn)室在

56、Stem Cells上報(bào)道EGFR介導(dǎo)的信號(hào)通路可以促進(jìn)Sox2的表達(dá)，而Sox2又可以結(jié)合到EGFR的啟動(dòng)子區(qū)域并促進(jìn)其表達(dá)，從而形成一個(gè)正反饋環(huán)路，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新。2009年4月，中科院動(dòng)物所研究員陳大華的實(shí)驗(yàn)室在Plos Genet上報(bào)道在果蠅卵巢中dFmr1通過(guò)結(jié)合bantam HYPERLINK /reagent/list.asp?sortid=20 t _blank miRNA來(lái)抑制生殖干細(xì)胞分化，促進(jìn)其自我更新。該研究組還發(fā)現(xiàn)一種E2泛素結(jié)合酶Effete通過(guò)和dAPC2（一種E3連接酶APC的組分）相互作用，促進(jìn)Cyclin A的降解，來(lái)維持果蠅生殖干細(xì)胞的自我更新。

57、該研究發(fā)表在2009年11月的Development上。2009年9月，中科院北京生命科學(xué)研究院研究員襲榮文的實(shí)驗(yàn)室在J Mol Cell Biol上報(bào)道：旁分泌的Unpaired通過(guò)JAK/STAT信號(hào)通路，一方面和Wg信號(hào)通路協(xié)同作用，維持小腸干細(xì)胞的自我更新；同時(shí)拮抗Notch信號(hào)通路，控制小腸干細(xì)胞的分化。捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞知識(shí)問(wèn)答一、骨髓分布在人體的哪些部位？骨髓分為幾種？骨髓分布人體大部分骨頭的中央部分 骨腔內(nèi)。骨髓分為紅骨髓和黃骨髓兩種。二、紅骨髓具有哪些功能？紅骨髓中含有造血干細(xì)胞，因此具有造血功能。人體血液中的紅細(xì)胞、血小板、淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞等都是經(jīng)過(guò)造血干細(xì)胞多次分化發(fā)育而成的

58、。三 人體中有多少骨髓？人體中的骨髓含量與人的體重等因素有關(guān)，成年人一般骨髓在體內(nèi)約為3千克（公斤）。四 人體中的干細(xì)胞有哪幾種功能？干細(xì)胞在人的生命成長(zhǎng)和發(fā)育中起著“主干”作用的細(xì)胞，如同建筑中鋼筋泥沙這樣的基礎(chǔ)材料。干細(xì)胞一般分為三種：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專(zhuān)能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞可以分化成人體的各種細(xì)胞，這些分化出的細(xì)胞構(gòu)成人體的各種組織和器官，最終發(fā)育成一個(gè)完整的人。例如，人類(lèi)的受精卵就是一個(gè)最初始的全能干細(xì)胞，在分化的過(guò)程中可分化出許多的全能干細(xì)胞。多能干細(xì)胞是全能干細(xì)胞進(jìn)一步分化的結(jié)果。多能干細(xì)胞不再具有分化所有干細(xì)胞的能力，并不能發(fā)展成完整的人體。專(zhuān)能干細(xì)胞是多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化

59、的結(jié)果。專(zhuān)能干細(xì)胞只能分化成某一類(lèi)型的細(xì)胞，如造血干細(xì)胞分化成各種血細(xì)胞；神經(jīng)干細(xì)胞可以分化成各類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞。五 干細(xì)胞存在人體的哪些地方？經(jīng)科學(xué)家研究表明，干細(xì)胞不僅存在于胚胎，而且存在于成人體內(nèi)。目前已經(jīng)可以從臍血、胎盤(pán)、骨髓甚至脂肪中分離出各種干細(xì)胞。六 干細(xì)胞能治療哪些疾?。坑酶杉?xì)胞生物工程可以治療幾乎所有疾病。如白血病、再生障礙性貧血、重癥免疫缺陷癥、地中海貧血、急性放射病和某些惡性腫瘤等絕癥。美國(guó)生物學(xué)家諾貝爾獎(jiǎng)獲得者吉爾伯特認(rèn)為：“用不了50年，人類(lèi)將能夠培育出人體的所有器官?！蹦菚r(shí)，深度燒傷的病人有“臉”見(jiàn)人；癱瘓病人有望站起來(lái)；帕斤森病、糖尿病也可以根治。七 什么是造血干細(xì)胞移

60、植？ 當(dāng)患者因病使機(jī)體造血功能異?；蚴ピ煅δ軙r(shí)，將他人的正常造血干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)，重建患者正常的造血功能和相關(guān)功能，達(dá)到治療疾病的目的。八 造血干細(xì)胞移植有幾種類(lèi)型？根據(jù)造血干細(xì)胞來(lái)源可分為：骨髓移植、外周血造血干細(xì)胞移植、臍帶血造血干細(xì)胞移植和胎肝造血干細(xì)胞移植。九 捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞會(huì)影響身體健康嗎？人體內(nèi)的造血干細(xì)胞具有很強(qiáng)的再生能力。正常情況下，人體的各種細(xì)胞每天都在不斷地新陳代謝，進(jìn)行生成、衰老和死亡的循環(huán)，捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞后，可刺激骨髓加速造血，12周內(nèi)，血液中的各種血細(xì)胞就能恢復(fù)到原來(lái)的水平。因此，捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞與獻(xiàn)血一樣不會(huì)影響身體健康。十 捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞的身體健康條件？造血