研究干细胞的意义不包括()(研究干细胞的意义不包括)
人类胚胎干细胞的研究意义
早在1970年Martin Evans首次从小鼠胚囊中分离出小鼠胚胎干细胞,小鼠胚胎干细胞就可以成功地在体外进行培养。人的胚胎干细胞的体外培养在1998年由美国科学家培养成功。
研究证实:分离的小鼠胚胎干细胞在体外可以分化成各种细胞,包括神经细胞,造血干细胞(血细胞的前体)和心肌细胞。令人惊奇的是莲藕的种植方法与管理方法,这些细胞还具有自发发育成某些原始结构的趋势。如在一定的培养条件下,一部分胚胎干细胞会分化为胚状体(与小的跳动的心脏具有奇异的相似之处),而另一些细胞会发育成包含造血干细胞的卵黄囊。形成胚状体和卵黄囊的比例可通过改变培养基而改变,但至今还没有诱导胚胎干细胞发育为一纯的分化细胞群的报道。
从理论上讲,小鼠胚胎干细胞具有发育成某一器官的能力,但还没有用干细胞体外培养成器官的报道。不过,如果将小鼠胚胎干细胞移植到重度复合免疫缺损小鼠(SCID,它不会排斥移植的细胞)体内时,胚胎干细胞则能够发育成肌肉、软骨、骨骼、牙齿和毛发。但无论如何,如果直接将分离的小鼠胚胎干细胞植入子宫内,它们不会发育成个体小鼠,因为没有着床必需的滋养层细胞。这种条件下,胚胎干细胞被认为是多能的(pluripotent),而不是全能的(totipotent)。尽管如此,如果将胚胎干细胞植入不能发育成个体的四倍体胚胎中,再将该胚胎植入小鼠子宫中,那么可以获得完全是由培养的胚胎干细胞产生的正常个体小鼠。这表明了胚胎干细胞具有难以置信的全能性。
由于以下几个原因,胚胎干细胞的研究使人感到激动。首先是它们拥有类似胚胎的全能分化性,可以从单个的受精卵发育成完整的个体,能够给我们解释完整的发育体系,而成体个体来源的多能干细胞就不可能。同时,极早期的胚胎发育均可追溯到ES细胞,而不可能是成熟个体来源的多能干细胞。ES细胞也是唯一不死的细胞,能够非限定地分化,是细胞的源头。ES细胞天生就是全能的,这就是问题的关键,换言之,他三生三世小说们能制造机体需要的全部细胞。最后,ES细胞是遗传操作的最早期细胞。因此,尽管争论集中在治疗方面,但也许ES细胞最伟大的用途是作为科学研究的工具。
人胚胎干细胞的分离及体外培养的成功,将给人类带来医学革命。如果科学家最终能够成功诱导和调控体外培养的胚胎干细胞正常的分化,这一技术将对基础研究和临床应用产生巨大的影响,有可能在以下领域发挥作用:体外研究人胚胎的发生发育,非正常发育(通过改变细胞系的靶基因),新人类基因的发现,药物筛选和致畸实验,以及作为组织移植、细胞治疗和基因治疗的细胞源等。
人胚胎干细胞提供了在细胞和分子水平上研究人体发育过程中的极早期事件的良好材料和方法,这种研究不会引起与胚胎实验相关的伦理问题。采用基因芯片等技术,比较胚胎干细胞以及不同发育阶段的干细胞和分化细胞的基因转录和表达,可以确定胚胎发育及细胞分化的分子机制,发现新的人类基因。结合基因打靶技术,可发现不同基因在生命活动中的功能等。另一个令人兴奋的应用在于新药的发现及筛选。胚胎干细胞提供了新药的药理、药效、毒理及药代等研究的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。上述实验使用的细胞系或来自其他种属的细胞系,很多时候并不能真正代表正常的人体细胞对药物的反应。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,以便找到有效和持久的治疗方法。
国家自然科学基金项目――《药物介导胚胎干细胞体外定向分化的干预效应研究》近在杭州取得重大突破。科学家们通过通过生物因子的作用和药物的诱导,已成功地将胚胎干细胞体外定向分化成搏动的心肌细胞,并在此基础上首次利用胚胎干细胞成功地构建了新药筛选模型。到目前为止,他们已在实验室中先后两次成功地培养出了总共30个自主跳动的单一心肌细胞团,分化成功率已高达80%。
实验室观察表明,这些细胞团均具有正常心肌细胞的自律性、应激性和兴奋性。据介绍,在成功分化出心肌细胞的基础上,课题组开始定向分化单一的神经细胞和胰岛细胞的工作。 这一成果的重大意义在于:单一细胞的形成过程重现了胚胎细胞发育过程的全部生物信息,反映人类疾病的发生机制和发展过程,并提供了药物作用的重要靶点,从而在世界上首次利用胚胎干细胞成功地创建了一个新药的筛选模型。该筛选模型可在基因层面上对新药的疗效、作用机理和安全性进行快速安全的鉴定,并对于发现和研制治疗新药具有积极意义。
美国麻省理工学院的科学家2002-03-26日宣布,他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管,进一步证明了胚胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。 在研究中,兰格等首先使这些干细胞发育至能分化成不同细胞类型的阶段,然后从中提取出有可能分化成内皮细胞的干细胞,进一步对其进行培养。当这些细胞形成原始的血管结构时,研究人员将其移植入经过处理后不会产生排异反应的实验鼠体内,并发现它们在14天后形成了毛细血管网。他们的研究还显示,其中一些毛细血管中含有鼠的血细胞,显示这些血管已经自发地与鼠循环系统相结合。
干细胞的作用是什么
干细胞技术在临床医学上的应用领域大致有五个:细胞替代治疗、系统重建、组织工程、基因治疗以及美容抗衰老。
细胞替代治疗:
利用间充质干细胞、生殖干细胞、神经干细胞等成体干细胞,对神经系统疾病、糖尿病、生殖系统疾病等进行修复治疗。
系统重建:
利用造血干细胞和间充质干细胞,可以重建机体的造血系统和免疫系统,可以成为白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病的一种常规治疗手段。
组织工程:
利用成体干细胞,在体外培养形成一些组织器官,用来替代人体病变的组织器官,培养形成的组织器官也可以用来作为疾病模型和药物检测模型。
基因治疗:
干细胞作为基因治疗的理想靶细胞,可以为目的基因后续的稳定表达创造环境,而干细胞用于基因治疗尚需要进一步研究一些问题,如提高基因转移效率、使基因稳定表达、防止基因整合导致的肿瘤发生;
抗衰老保健:
利用成体干细胞,在体外培养形成一些组织器官,用来替代人体病变的组织器官,培养形成的组织器官也可以用来作为疾病模型和药物检测模型。
除此之外,干细胞在疾病研究、发育生物学模型、系统生物学研究等领域也具有重要的应用意义。
细胞生物学的研究内容和范围及意义
从1839年M.J.施莱登和T.A.H.施旺的细胞学说问世以来,确立了细胞(真核细胞)是多细胞生物结构和生命活动的基本单位。但是长期以来,细胞学的研究偏重在结构方面。此后,在相邻学科的进展的影响下逐渐地发展到其他方面。例如在遗传学的带动下发展起细胞遗传学,加深了对染色体的认识;在生物化学的影响之下发展起细胞生化,用生化手段了解细胞各组分的生化组成和功能活动;在物理学、化学的渗透下形成了细胞化学,研究细胞的化学成分及其定位,这些都为细胞生物学的形成和发展打下了基础。
20世纪50年代以来,关于细胞的超显微结构的研究,使人们对于光学显微镜下看不到的精细结构有了明确的认识。分子生物学、分子遗传学以原核生物为材料取得的成就,使人们了解到遗传密码、中心法则以及原核生物中基因表达的调节与控制等基本问题,这些都直接促进了细胞生物学的发展。但由于原核细胞不同于真核细胞,后者具有核膜,染色质除DNA外还含有组蛋白及非组蛋白,而且细胞质中的结构也比前者复杂得多。因此,还需要了解在原核生物得到的成就在多大程度上适用于真核细胞,研究遗传和发育在真核细胞中是如何操纵的。
细胞生物学虽说是一个比较年轻的学科,从学术思想上却可以追溯到较早的年代。1883年德国胚胎学家W.鲁就阐述过关于遗传和发育的设想。他假定受精卵中包含着所有的遗传物质,后者在卵裂时不是平均地分配到子细胞中,这种不同质的分裂决定子细胞及其后代的命运。德国动物学家魏斯曼发展了这种想法,提出了种质学说,认为裂球的不均等分裂导致了细胞的分化。虽然这些见解都已证明是错误的,但是可以看出细胞生物学所要解决的问题在那时已被提出来了。以后E.B.威尔逊1927年在他的《细胞──在发育和遗传中》的巨著中明确指出:细胞是生命活动的基本单位,发育和遗传这些生命现象应当在细胞上研究。1934年,美国遗传学家和胚胎学家T.H.摩尔根在遗传学取得巨大成就之后,在企图融合发育与遗传的《胚胎学与遗传学》一书中写道:“可以设想,各原生质区域在开始时的差异会影响基因的活动,然后基因又反转过来影响原生质,后者就开始一系列新的、相应的反应。这样,我们可以勾画出胚胎各部分的逐步建立和分化。”但在摩尔根的年代,由于细胞学和其他相邻学科还未发生密切的联系,或者说其他学科尚未能在细胞水平上开展关于发育和遗传的研究,所以细胞生物学只能在50年代之后,各方面的条件逐渐成熟了,才得以蓬勃发展。 从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次,即:显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:
第一阶段:从16世纪后期到19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察,人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。
第二阶段:从19世纪30年代到20世纪初期,细胞学说形成后,开辟了一个新的研究领域,在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累,使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》(Die Zelle und die Gewebe)出版,标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。
第三阶段:从20世纪30年代到70年代,电子显微镜技术出现后,把细胞学带入了第三大发展时期,这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构,而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能,使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学(General Cytology)在1965年第四版的时候定名为细胞生物学(Cell Biology),这是最早的细胞生物学教材之一。
第四阶段:从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务,基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。
胚胎干细胞研究的意义
一种能够自我更新,
组织培养下分化为多种
细胞
类型的
人类
细胞必将在
基础
研究及移植治疗上有着广泛的应用.
人们憧憬能够
体外
产生特定的细胞
组织
乃至器官,
在某种程度上说,
这将使人类具有了
像
低等生物
一样的再生能力.
人们希望能控制
胚胎干细胞
产生特定的细胞或组织供移植治疗,
因为许多疾病仅需一种或少数几种细胞的移植.
例如将
多巴胺
能
神经元
移植入帕金森氏
病人
体内
用心肌细胞置换受损的心脏
或用产生
胰岛素
的细胞治疗糖尿病人.
关于干细胞研究意义的论文
你脐带干细胞美容安全吗看看这是不是你需要的类型论文,不过我还是建议只是参考,自己写最好了。 干细胞作为一种既有自我更新能力、又有多分化潜能的细胞,具有非常重要的理论研究意义和临床应用价值。近几年来,干细胞的研究取得了重大突破, 1999和2000年,世界最权威的美国《Science》杂志连续2年将干细胞和人类基因组计划列为当年的10大科学突破之首。美国《时代》周刊认为干细胞和人类基因组计划将同时成为新世纪最具有发展和应用前景的领域。为抢占这一科技制高点,世界各国纷纷投入大量的人力、物力和财力加紧研究开发,并已取得应用性成果:2005年10月,美国食品和药物管理局(FDA)也已批准将神经干细胞移植入人体大脑;2005年11月,美国心脏协会报道了干细胞治疗心肌梗塞的204例临床病例的研究报告,其结论是干细胞对心脏功能的改善效果,是没有任何现有临床药物能达到的;日本在2000年启动的“千年世纪工程”中,将干细胞工程作为四大重点之一,于第一年度就投入了108亿日元的巨额资金;瑞典、巴西也于2005年通过立法继续支持干细胞研究,并于2005年进行一项多中心1200病例的用干细胞治疗心脏病的临床应用研究。干细胞技术作为生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,将可能导致一场医学和生物学革命,给无数疑难病症治疗带来了新的希望。 按照科学家描绘的美妙蓝图,通过干细胞技术的有效应用,今后更换人体器官就像给汽车换零件一样简单,血细胞、脑细胞、骨骼和内脏都将可以更换,即使患上绝症也能绝处逢生。其实,干细胞技术不仅在疾病治疗方面有着极其诱人的前景,而且其对动物克隆、植物转基因生产、发育生物学、新药物的开发与药效、毒性评估等领域也将产生极其重要的影响。干细胞技术是世纪之交最为引人注目的科技成果,被认为是人类生命科学研究的重要里程碑,预示着生命科学研究将进入快速发展时期。 参考资料:
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