干细胞研究与人类健康论文
1. 引言
干细胞研究是最近几十年来医学领域里最令人感到兴奋的一项科技进步。许多科学家和医生都认为干细胞可以提供解决许多不可治愈疾病的新途径,这些疾病包括癌症、脊髓损伤和帕金森病等许多我们认为无药可救的疾病,干细胞研究也旨在为更好地理解人类早期发育和疾病形成机制提供重要的工具和信息。
2. 干细胞的定义
干细胞是一种非常神奇的细胞。它可以自我复制,并且可以分化成任何类型的细胞,具有非常强大的再生能力。单独一个干细胞可以分裂成许多同样的干细胞或者分化成不同类型的细胞,包括肝细胞、神经细胞、造血干细胞等等。黄瘤(teratoma)实验表明,干细胞甚至可以分化形成牙齿、头发和其他器官组织,不是任何一种已知的细胞类型所具备的能力。
3. 干细胞类型介绍
3.1 胚胎干细胞
胚胎干细胞最初是从早期人类胚胎中提取而来的,这些细胞在人类受精后的早期发育中开始发育,到达达到200个细胞时出现能够分离出胚胎干细胞的阶段。胚胎干细胞因其具有不寻常的潜在发展能力而闻名于世,可分化肝、心血管、内分泌等许多不同类型的器官和组织细胞。然而,胚胎干细胞只能在非常特殊的实验室条件下生长和分化,这对于其未来地治疗价值会产生影响。
3.2 成体干细胞
成人体中还存在干细胞,分为两种类型:一种是在造血系统中维持血红细胞、血小板等血液成分的血液造血干细胞。(the hematopoietic stem cells,简称HSCs)还有一种是在身体内分裂成目标类型的特定成体细胞类型所需的所有原始前体细胞的成体组织干细胞(adult tissue stem cells)。这些干细胞可在成年人体内的许多不同类型的组织中发现,包括脑、骨骼、微小动脉、脂肪等等。成体干细胞可以自我更新,并能向一定程度不同化。此外,干细胞在身体受伤修复过程中发挥着至关重要的作用,因为它们可以扮演底层的起点细胞,为其他细胞提供自我更新能力,从而产生更多的新细胞来追求身体修复。
4. 干细胞研究的挑战与机会
尽管干细胞的潜在应用领域很广,但干细胞相关研究仍受到许多挑战。例如胚胎干细胞生长条件严格,表达高效铲除因子(CRISPR)技术也存在着许多伦理和安全性问题。另外,使用干细胞治疗许多疾病可能涉及到更广泛的安全和监管质量问题,因此必须小心地进行。在这里,我们简单概述几个干细胞领域面临的主要挑战:
4.1 患者特异性突变是一个问题
患者特定的干细胞有植入和生长特定的困难之处,并且本身也已发生遗传变异。这些异构物可适当地至少在部分条件下实现轮廓细胞高级别、不稳定的生长。(Crist, et al., 2015)。
4.2 追踪干细胞的缺乏
干细胞接收到并执行命令的方式暂时还无法切实证明,因此追踪干细胞的难度很大。如何安排和激励这些干细胞成为焦点并被确定是干细胞领域内需要克服的困难之一。
5. 干细胞的治疗应用及未来趋势
在干细胞研究中的许多发展也获得了越来越多的治疗应用。在这里,我们讨论几种干细胞研究已被证明有一定成功和应用前景的类型。
5.1 干细胞移植
移植干细胞是目前已经实现的极其成功的治疗方法之一,它主要应用于血液救几制药物治疗后和白血病等一些血液病治疗中。将多余的外源造血干细胞输送到受体中,可以促使身体产生新的健康细胞以取代那些病变或影响功能的细胞。自2000年以来,成年干细胞治疗已经治疗了数千人,包括成功的造血系统疾病。
5.2 视网膜干细胞移植Transplantation of Retinal Stem Cells
视网膜中的干细胞可以分化成色素上皮细胞和视网膜杆/锥细胞,这些细胞在许多形式的失明和疾病治疗中都有应用的潜力。例如,干细胞移植实验已经在动物模型中进行试验,并且表明可以提供治疗缩窄视觉细胞性萎缩(CRABC)等视网膜病的新途径。(Gonzalez-Cordero, et al., 2017).
5.3 患者特异性发育细胞治疗
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