干细胞应用需要解决的问题(干细胞能解决什么问题)
目前干细胞研究面临着哪些问题
但人们在是脐带血干细胞美容靠谱吗否可以使用多余的枸杞抗衰老故事体外受精胚胎来获得胚胎干细胞的问题上,还存在很大的分歧,争论的焦点是获得胚胎干细胞的过程是否是在毁灭一个“生命”。从新生儿或更成熟的人体取得细胞则不存在这个问题。civin博士说:“对此问题答案的底线是,我们目前的知识还不足以回答这个问题,而且在未来的一段时间我们都无法作出回答。”
干细胞研究的另一个障碍是政策上的举棋不定。支持者认为发展这种技术有助于阐明直接导致许多遗传疾病,包括癌症的过程。制造出某种遗传病患者胚胎干细胞的株系,科学家就可以研究遗传改变怎样影响细胞早期发育和进一步观察胚胎细胞发展成特殊类型细胞(如乳腺细胞、前列腺细胞和卵巢细胞等)的过程,目前不可能进行这样的研究。
civin批评了人体干细胞注射利弊将研究限制于源于“成年”组织或胚胎组织干细胞的政策,他说,科学进步的关键是,医学发展要从多个角度研究一个问题。限制研究手段会减慢科学发现的进程,阻碍研究结果的验证。进行胚胎干细胞和造血干细胞的研究是科学家和医师认识干细胞的最合理的方式。各种来源的干细胞都有可能揭示生物学重大的秘密,某一天它会对医学产生影响。主张试图使用一种来源的干细胞进行研究是与最好的科学方法相违背的。”
干细胞工程在我们生活中的应用
干细胞研究成为当前生命科学的热点是与2项突破性进展有关。第一,体外培养和扩增人体胚胎干细胞首次获得成功。1998年11月,美国威斯康星大学的汤姆森(Thomson)在《科学》杂志上报告了人胚胎干细胞体外研究成果。他们解决了早期胚胎对输卵管环境的依赖性问题,在体外建立了人胚胎干细胞系,为利用干细胞治疗疾病提供了细胞来源。但是受到2个方面的限制:一是胚胎干细胞的来源及由此带来的伦理和法律问题;二是由于作为一种异体细胞移植而带来的免疫排斥问题。第二,发现小鼠肌肉组织干细胞可以“横向分化”成血液细胞。1999年12月,美国科学家古德尔(Goodell)等发现干细胞的横向分化现象。这一发现在《美国科学院院刊》公布后,立即被世界各地的科学家所证实,并且发现横向分化具有相当的普遍性。一旦分化的分子机制被研究清楚,就可以利用病人自身的健康组织的干细胞诱导分化成病损组织的功能细胞来治疗疾病。这样既克服了异体细胞移植的免疫反应,又避免了胚胎细胞来源不足及其伦理社会问题,为干细胞研究与应用开拓了更加广阔的空间。
2项引人注目的重大突破一经公布,立即在生命科学界激起了强烈的反响,使干细胞研究迅速成为当代生命科学的热点。各国政府也十分重视干细胞研究,纷纷加大投入,以抢占干细胞科技的制高点。
2 干细胞技术的应用前景及其医学价值
科学家们认为,干细胞研究有着不可估量的医学价值。从理论上说,干细胞可以用来治疗各种人类疾病。科学家发现,取自人胚胎或骨髓的干细胞可用于培育不同的人体细胞、组织或器官,这有望成为移植器官的新来源。组织器官移植,有可能成为攻克人类心脑血管疾病、癌症等重大疾患的根本措施。干细胞及其衍生组织器官的临床广泛应用,将导致新的医疗技术革命。
干细胞技术对医学研究和治疗技术将产生重大影响。(1)应用干细胞治疗疾病有着广泛的前景。干细胞的应用涉及到医学的多个领域。目前,在干细胞生物学上已能在体外鉴别、分离纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞、原始生殖干细胞以及多种组织干细胞。用干细胞治疗疾病的设想已进入实践检验。造血干细胞工程产品如骨髓、扩增及定向诱导分化的造血细胞和免疫细胞、转基因的基质细胞等,已经进入临床应用。造血干细胞移植已成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放、化疗后引起的造血和免疫系统功能障碍等疾病的重要手段。(2)干细胞为解决组织工程所需要的细胞带来了希望。组织工程是利用细胞培养技术在体外人工控制细胞分化、增殖并生长成需要的组织,使之批量产出,用来修补由于意外损伤等引起功能丧失的体内组织,满足临床康复的需要,并有可能对一些目前尚无根治办法的疾病,如恶性肿瘤、帕金森病、中风等提供解决方案。以干细胞工程为代表的现代组织工程是一个迅速发展的新领域。(3)利用干细胞技术体外克隆人体器官用于临床移植治疗,将引起传统治疗方式的重大变革。体外克隆人体器官应用于临床移植治疗是干细胞研究的重要方向。其目标是用病人的体细胞移植到去核的卵母细胞内,经过一定的处理使其发育成囊胚,再利用囊胚建立胚胎干细胞,在体外进行诱导分化成特定的组织或器官,再将这些组织或器官移植到病人身上。从理论上讲,利用干细胞技术,将从根本上解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应问题,同时还较好地解决了组织器官的来源问题。(4)干细胞研究将大大改进药品研制和进行安全性实验的方法。多能干细胞使更多类型的细胞实验成为可能。新的药物治疗方法可以先用人类细胞系进行实验,如目前的癌细胞系就是为这种实验建立的。虽然这些实验不可能取代在动物和人体进行的实验,但这会使药品研制的过程更为有效。胚胎干细胞提供了新药的药理、药效、毒理及药物代谢等细胞水平的研究手段,大大减少了药物实验所需动物的数量。胚胎干细胞还可用来研究人类疾病的发生机制和发展过程,以便找到持久有效的治疗方法。
目前干细胞的研究和应用还存在很多难题。北京大学干细胞研究中心主任李凌松教授说,用干细胞技术治疗疾病,首先要解决4个问题:一是干细胞的来源;二是如何把干细胞转化成病人所需的功能细胞;三是如何克服免疫排斥;四是如何诱导干细胞形成一个具有一定解剖结构的脏器。由于存在许多困难,所以李教授评价说:“理论上‘都能干’的细胞,目前还都干不好”。虽然已经有利用干细胞治疗疾病的一些例子,但对于那些坏死的脏器,干细胞还无能为力。其根本问题就在于人们对干细胞发育和分化的调控机制还缺乏深入的了解。
3 干细胞研究中的社会伦理道德问题
干细胞生物学和干细胞工程的迅速发展,显示了巨大的应用潜力。但我们的时代是一个道德支配的时代,一个全新的科学领域的开拓,总免不了会受到伦理道德等社会因素的影响。几年前,当克隆羊多利(Dolly)诞生在英国罗斯林研究所时,立即掀起了一场席卷世界的克隆风暴,科学界、宗教界、伦理学界、政治界等,无不为这一震惊世界的科学成就而震动,人们担心这种无性生殖技术会用于克隆人类,纷纷火爆式地维护人类的道德尊严。1998年,当美国威斯康星大学的科学家,在《科学》杂志上发表了他们成功地利用人类胚胎组织分离培养出胚胎干细胞的研究成果时,又一次引起了世界范围的伦理道德和法律的争议。胚胎干细胞对治疗疾病有着广泛的应用前景,但必须在伦理道德上得到社会的认可。
3•1 关于胚胎干细胞来源上的伦理道德问题
1998年,美国科学家公布的有关胚胎干细胞的研究结果,立即引起了社会强烈的关注,他们分离得到的胚胎干细胞来自人类胚胎和胎儿组织,根据人类胚胎研究的联邦禁令和胎儿组织研究的联邦规则,胚胎干细胞的这种来源引起了法律问题,同时也引起了对人类胚胎和组织的尊重是否适当的伦理学争论。目前,人类胚胎干细胞大约来源于4种途径。一是人工流产后的人类胎儿组织;二是通过体外受精产生的、治疗不育症的夫妇不再需要的人类胚胎;三是用捐赠者的配子通过体外受精创造的人类胚胎;四是通过体细胞核转移技术以无性生殖方法产生的人类胚胎。其中第4种来源被认为不合伦理。反对者认为,人的胚胎也是一种生命形式,从人的胚胎中收集胚胎干细胞是不道德的,人的生命没有得到尊重。在宗教文化色彩比较浓厚的国家,认为受精就是人的开始,人工流产就是杀人,因此禁止堕胎。支持者认为,胚胎干细胞并不是受精卵,因为没有胚胎组织,不能发育成胚胎,在用小鼠所做的实验研究中已经得到了证实。
胚胎干细胞研究中的伦理和法律的争论,在美国更为激烈。2000年8年,在数十名科学家联名要求解除对胚胎干细胞研究的禁令的情况下,克林顿总统宣布准许用政府经费进行人体胚胎干细胞研究。美国国立卫生研究院(NIH)也发表了关于人类多能干细胞研究的指导方针。文件相信,人类多能干细胞技术的潜在医学价值是显而易见的,并且与人类的伦理标准是一致的。2001年2月,迫于宗教界的压力,布什总统宣布停止讨论干细胞研究提案。8月初,布什又宣布有条件的同意公立机构进行干细胞研究。NIH也发布了一系列伦理学指导准则,凡申请NIH资金的科学家必须遵守这些伦理学准则。
3•2 关于人类胚胎的克隆性研究中的伦理道德问题
2001年11月,美国先进细胞技术公司宣布,他们首次用克隆技术培育出人体胚胎细胞,这件事立即引了起全球反对克隆人的呼声和立法的要求。有关专家指出,干细胞研究与克隆人是完全不同的,其目的是利用克隆技术获得干细胞用以治疗病人,而不是“造人”。根据是否用于医疗的目的和有利、尊重等伦理原则,人类胚胎的克隆性研究已初步划分为两种类型。一类是“生殖性克隆”,即遭到全球反对的克隆人的研究;另一类是“治疗性克隆”,即从克隆胚胎中提取干细胞,然后使之培养成适合治疗疾病需要的各种人体器官。专家们指出,不要把干细胞研究同克隆人搅在一起,干细胞研究与克隆人无关。并指出“治疗性克隆”这个词容易同“生殖性克隆”相混淆,应该称为“核移植干细胞治疗技术”。
生殖性克隆从伦理学上讲,明显违背了自决权原则,在技术上又不可能解决安全问题,因而得不到伦理上的辩护。因为人具有一系列不同于其它物种的生物形态、生理、心理和社会方面的特征,具有在特定环境下形成的特定人格。克隆技术只能克隆基因,无法克隆环境,特定的人格是克隆不出来的。所以,禁止克隆人已成为世界范围内的普遍共识。联合国教科文组织1997年就通过了关于禁止进行克隆人类实验的世界宣言。
治疗性克隆是为了克隆出组织器官有效地治疗疾病,如果坚持知情同意原则,在伦理上是可以得到辩护的。胚胎是人类生物学生命而不是人类人格生命,它是“生物的人”而不是“社会的人”,但它具有发展为“社会的人”的潜力。人类胚胎干细胞研究和应用,涉及到对受精卵和胚胎的操纵,这种操纵确实存在一个是否合适的问题。毕竟胚胎具有一定的价值,虽然不具有与“人”同等的价值,因而毁掉胚胎不是“杀人”,但在生命伦理上没有充分的理由是不能操纵和毁掉胚胎的。而为了有效地治疗疾病是一个充分的理由,所以治疗性克隆应该得到辩护。2001年1月,英国首先将克隆研究合法化,允许科学家培养克隆胚胎以进行干细胞研究,并将这一研究定性为“治疗性克隆”。现在,新的法律允许研究人员通过克隆制造干细胞,但研究中使用过的所有胚胎必须在14天后销毁。
3•3 关于干细胞基因治疗中的伦理道德问题
干细胞基因治疗是一种新的治疗方式,给多种人类疾病的治疗带来了希望,它比通常所说的“基因治疗”具有更多的优点。(1)干细胞具有自我扩增和分化功能,因此导入的“外源基因”可以有效地得以扩散; (2)干细胞可以在体外进行操作,避免由于基因插入而导致的细胞失常; (3)干细胞作为载体毒性最小,而且作为生命的最小单元,是导入组织的最佳形式。但干细胞基因治疗也带来了一些伦理上的问题。其一,对改变人体基因的组成存在异议。人们特别关注哪些性状被选作遗传修饰的靶点。基因治疗技术用于癌症几乎没有人产生异议,但这一技术如果用于改变身高、体重或记忆等,就会引起大家的争论。其二,担心对生殖细胞遗传性状的改变,会导致基因载体通过生殖传给后代。随着干细胞基因治疗技术的进一步发展,这些问题相信会得到很好的解决。此外,人们还提出了其它一些有关干细胞研究的伦理问题。如将人胚胎干细胞嵌入家畜胚胎中制造嵌合体来获得移植用人体器官是否道德等。
在干细胞研究的伦理道德争论中,中国上海生命科学院干细胞研究专家赵国屏在一次科学报告中提出的几条界线非常好,他认为:“这几条线划清了以后,作为一个中国人,在道德上应该能接受。第一条就是坚持做治疗性克隆,做应用的组织。第二条是不可以把胚胎放到子宫里面去,只要不放到子宫里面去就不会变成一个人。真正克隆人这个事我们不做。第三条是知情同意。知情同意就是提供卵的这个人要知道这个事情,要同意。……第四条是对于实验室和研究人员,并不是什么人都可以做,国家必须限定一部分实验室,有条件、有法规的实验室才能做。只要坚持这几条,我觉得我们国家还是应该在这个领域里面做一些创造性的工作。”
干细胞能够治愈哪些疾病?
您好:干细胞又被称为“万能细胞”,因为能够不断分裂,并分化成任何类型的细胞而得名。在医学上,利用干细胞的这一特性,已经广泛的应用在了各种疾病的治疗中。其中最火热研究方向是将人体的体细胞通过技术手段诱导多能干细胞(ipsCs),这不仅避免了伦理争论,应用范围也更广。
那么干细胞到底能在哪些用途上发光发热呢?5月2日,一篇发表在《NEJM》上的综述文献为了我们详细说明了干细胞在皮肤、心脏、眼睛、骨骼肌、神经组织、胰腺以及血液中的重要作用。
皮肤:大疱性表皮松解症、烧伤
改进后的干细胞治疗现在已经可以治疗一些皮肤遗传病,其中最主要的便是大疱性表皮松解症。
大疱性表皮松解症患者的皮肤在受到轻微摩擦或者碰撞后就会出现水疱和血疱,而这种情况可能发生在四肢和身体任何部分,严重时还会导致指甲脱落等症状。
细胞治疗联合自体角质形成干细胞基因替代治疗修复表皮
2017年时,著名学术期刊《Nature》就曾报道了一例利用转基因干细胞成功治疗一个年仅7岁的大疱性表皮松解症男孩的案例。男孩身上80%的皮肤都植入了经基因工程改造后的干细胞。
不仅如此,目前研究人员们也在对干细胞进行进一步的研究,希望能够改进并治疗烧伤患者的损伤皮肤。
干细胞的种类
血液:肿瘤治疗
红细胞、血小板、T细胞以及造血干细胞已经成为从多能干细胞中衍生出的最受欢迎的细胞产物。红细胞和血小板可以解决患者输血时遇到的血液数量不够的问题。而由多能干细胞衍生出的T细胞则在肿瘤治疗领域发挥着重要的作用。
由多能干细胞分化成的各类免疫细胞及红细胞、血小板
在癌症治疗领域,研究人员也希望通过干细胞衍生出的T细胞制备成CAR-T细胞疗法。干细胞转化的CAR-T虽然能够在一定程度上降低成本,但是如何避免免疫排斥反应,目前来说仍是一个非常大的挑战。
总之,对于癌症治疗,干细胞仍处于理论研究阶段,需要对人体机制以及免疫系统做进一步深入的了解和研究。
心脏:心肌梗塞、药物研发
说到心脏方面的疾病,最常见也最容易危及生命的便是心肌梗塞。由于心肌细胞的再生能力非常有限,同时,心脏作为人体最重要的器官之一,移植干细胞到心脏,具有非常大的难度和挑战性。
但是研究人员并没有放弃干细胞在心脏领域的应用,早在2015年时,就有报道称,能够将人体胚胎干细胞移植至其他心肌梗死的动物体内,并重建心肌。但是这类的研究并不是十分顺利,当移植到心肌时,将产生心律失常甚至无法正常工作的风险。
将胚胎干细胞来源的心肌细胞注射入心肌梗死的动物模型中
总之,利用胚胎干细胞以及诱导多能干细胞移植心肌细胞的技术还不够成熟,但研究人员也一直在致力增强移植细胞的功能。而目前,干细胞在心肌细胞内的主要应用仍是被用于研究心脏疾病的发病机制以及筛选心脏药物。
眼睛:年龄相关性黄斑病变
人体胚胎干细胞以及多能干细胞的无限增殖能力使得它能够治疗早期与年龄相关的黄斑病变。
在我们的眼睛中,存在着一种视网膜色素上皮细胞,而在年龄相关性的黄斑病变中,视网膜色素上皮细胞将逐渐丧失功能,并导致黄斑中的光感受器死亡,影响视力甚至最终形成失明。
修复视网膜色素上皮细胞
目前,通过利用人体胚胎干细胞分化成视网膜色素上皮细胞来恢复视力的研究已经在美国、中国、以色列、英国、韩国和日本进行了1期临床试验。
除了修复视网膜色素上皮细胞外,干细胞也在角膜和晶状体的修复中取得了显著的进展。
修复受损的角膜
2015年,已有制备的可以修复因物理因素等造成角膜和视力损坏的成人组织特异性角膜缘干细胞获得欧洲药品管理局的上市许可。
骨骼肌:肌肉萎缩
骨骼肌大约占体重的40%,然而随着年龄的增加,骨骼肌的质量和强度会逐渐下降。除此之外,遗传性的肌肉萎缩症也会使我们行动不便。针对这些,干细胞疗法就可以很好的治疗因衰老或疾病引起的肌肉萎缩。
成人肌肉干细胞具有强大的再生潜能,可以被触发自我更新,并修复损伤。但是对于成人肌肉干细胞的培养却不是那么容易,其次,由于培养的困难,导致肌肉干细胞的供应不足,限制了临床应用。
肌肉组织的修复
为了解决这种问题,研究人员采用了刺激原位组织驻留的肌肉干细胞,省去在体外进行细胞分离、扩增的过程。目前,这种方法已经在小鼠身上进行了试验。
神经组织:帕金森
在大多数哺乳动物中,大脑的大部分发育在子宫内就已经完成了,只有一小部分神经组织在儿童期和成年期持续发展。因此,由于神经元的损伤造成的疾病将导致永久性的残疾,所以如何利用多能干细胞来修复神经组织是干细胞疗法的热门研究问题。
经过数十年的研究与经验积累,我们发现利用多能干细胞衍生成的多巴胺能神经元可以治疗帕金森病。
帕金森病的神经组织修复
除此之外,使用其他干细胞治疗神经系统疾病的各项研究也都在积极开展中,其中最具有有挑战性的便是脊髓损伤,虽然神经干细胞的移植已经成功促进了神经连接和轴突的生长,但是还需要更多的数据来证明这种技术真的能够完全修复脊髓损伤。
胰腺:糖尿病
糖尿病已经成为了中老年群体的常见病症,其病因主要是胰岛β细胞的衰竭,从而导致胰岛素的相对缺乏。针对这一点,研究人员尝试使用胚胎干细胞衍生成能够产生胰岛素分泌的β细胞,目前已经开展了动物和体外试验。
一旦成功,糖尿病患者再也不需要每天多次的监测自己的血糖水平。因为由干细胞衍生的β细胞可以自动监测体内血糖水平,将其控制在一个合理的范围内。
干细胞疗法是当今医学研究最前沿也是最热门的方向之一,发展迅猛,也取得了令人兴奋的成果。虽然在应用上还存着各种各样的问题,如安全性和医学伦理等方面的问题。但是任何事物的发展都将遇到挑战和阻碍,我们仍然相信干细胞治疗将克服困难,成为可靠的治疗方式。
干细胞究竟能解决人类哪些健康问题
干细胞的应用很广泛,目前应用于临床的成熟的项目就是造血干细胞,现在干细胞领域还有很广阔的前景在抗肿瘤和神经系统疾病方面。
什么是干细胞?干细胞有什么应用?
1、干细胞重建“器官”
当机器的某些零件出问题时,我们习惯性拿一个新的零件去替换,当我们身体的某些器官出问题时,是不是也可以用一个新的器官将其替换呢?在很多年前,外科医生就提出了“器官移植”的概念。
但是,新的器官又要来源于哪里?
这时候,干细胞就是一个比较理想的材料,它作为一种全能型的细胞,在某种特定的环境变成干细胞、肾细胞、肺细胞、心脏细胞……再通过一些必要的条件,它就能变成器官。这个功能器官形成之后,那向我们器官的供应就不成问题,人类的健康也将得到更好的保证。
2、干细胞抵抗衰老
古文献记载,人类祖先的平均寿命只有10岁左右,40万~50万年前,“北京人”的平均寿命为15岁,到新石器时代6000年前的半坡人只能到30~40岁。原始人寿命短是由于食物简陋,半饥半饱,加之自然灾害,酷暑严寒,毒蛇猛兽的侵害,以及疾病、传染病的肆虐,生命短促。随着医学的发展,人类的平均寿命也逐渐增长。
在疾病发生之前,预防疾病总是比治疗疾病更加有效,这不仅可以预防人们的疾病和痛苦,同样可以挽救生命,这样的一个过程或许可以通过延缓衰老本身来得以实现。
随着干细胞技术的发展,研究人员发现干细胞具有抵抗衰老的作用。长生不老或许真的是神话,但是我们可以拥有更健康更年轻的身体。
3、干细胞治疗“疑难杂症”
”扁鹊因治疗不治之症而出名,干细胞也因治疗不治之症而得到关注。干细胞作为新型的生物技术,开创多种“不治之症”的“可治”时代。
干细胞是人体内具有复制和多向分化潜能的原始细胞,是我们机体的起源细胞,是可形成人体内各种细胞、器官的原始细胞。具有自我复制能力的多潜能细胞,是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。通过细胞分裂的方式复制自身,从而补充受损或凋亡的组织细胞,在特定的生理或体外诱导条件之下,可以分化成具有不同功能的成熟细胞,医学界成为“万用细胞”。
糖尿病
糖尿病现在已经成为现代疾病中仅次于癌症的第二杀手,都知道糖尿病无法得到根治。研究人员发现,干细胞可以从根源治疗糖尿病,让胰岛β细胞能够正常的工作,和它的小伙伴胰岛α细胞一起维持身体的血糖平衡。
成体干细胞在应用上有哪些优势和不足?
优势:1,克服免疫排斥问题,实现个体化治疗。2,比胚胎干细胞更安全。3,临床应用可行性强。4,无社会伦理之争。5,其分化方向是稳定且不可逆的,即组织沿着一定方向发生分化且分化一旦完成就不会恢复到原来状态。6,具有可塑性。
不足:1,成体干细胞的所有类型并未全部发现和分离。2,其含量极低,很难分离纯化,且数量随着年龄的增长而降低。3,某些急症没有时间培养自身成体干细胞。
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