胚胎干细胞的临床应用(胚胎干细胞临床应用的问题)
本文还将提供胚胎干细胞的临床应用解决此类问题的实际技术背景。
胚胎干细胞在临床应用的风险有哪些
由于胚胎干细胞可以在实验室内无限制的长期培养,带来了移植后可能会在人体内形成肿瘤的顾虑,事实上,用来证明人类胚胎干细胞具有多能性的最好评鉴方法,就是把人类胚胎干细胞注射进入小鼠的肌肉层组织,若这些细胞可以产生良性肿瘤(Teratoma),才能真正的证明它们是具多能性的胚胎干细胞。而且临床前研究数据已显示,把人类胚胎干细胞直接注射到已经移植在小鼠身上的数种不同的人的组织,包括肝、肺和小肠,都会形成恶性肿瘤。所以未来临床上的应用,会朝向先把人类胚胎干细胞在实验室引导分化成为某种特定功能细胞,然后再把这些特定功能细胞纯化出来做为移植用,而目前这方面的研究进展非常的缓慢。
成体干细胞是指存在于一种已经分化组织器官中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够分化形成组成该特定组织器官的各种功能细胞。成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。最近研究表明,以往认为不能再生的器官组织像是脑和心脏仍然存在有各自的干细胞,像是神经干细胞和心脏干细胞,说明不同的成体干细胞普遍存在于各个不同的器官组织中。成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体,与干细胞相互作用,控制干细胞的更新和分化。研究人员认为,干细胞存在于组织的特定区域内,从而在数年内都维持静止休眠状态-也就是保持不分裂的状态,直到组织受到损伤或发生疾病时被激活,才开始分裂。已经报导的含有干细胞的成体组织包括:脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤、肝脏、肺和心脏等。大家所熟悉的干细胞,如造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞和心脏干细胞等,都是属于成体干细胞。
理论上,成体干细胞致瘤风险很低,而且所受伦理学争议较少。数十年来,临床上已有数十万人接受了骨髓移植、外周血干细胞移植和脐带血移植,已清楚的证明了成体干细胞在临床应用上的安全性。
胚胎干细胞的应用前景 都有哪些
1999年12月,Science杂志公布了当今世界科学发展的评定结果,干细胞的研究成果名列十大科学进展榜首。胚胎干细胞研究的科学价值在于其诱人的应用前景。如果最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖,将对胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响,使之有可能在以下领域发挥重要作用。
1.揭示人及动物的发育机制及影响因素
生命最大的奥秘便是人是如何从一个细胞发展为复杂得不可思议的生物体的。人胚胎细胞系的建立及人胚胎干细胞研究,可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件,使人深刻认识数十年来困扰着胚胎学家的一些基本问题,促进对人胚胎发育细节的基础研究。人胚胎干细胞的体外可操作性,可以一种伦理上可接受的方式,提供在细胞和分子水平上研究人体发育过程中极早期事件的方法。这种研究不会引起与胎儿实验相关联的伦理问题,因为仅靠自身胚胎干细胞是无法形成胚胎的。
2. 药学研究方面
胚胎干细胞系可分化为多种细胞类型,又是能在培养基中不断自我更新的细胞来源。它发展为胚体后的生物系统,可模拟体内细胞与组织间复杂的相互作用,这在药物研究领域具有广泛的用途。胚胎干细胞有望在短期内就能体现的优势在于药物筛选中。目前用于药物筛选的细胞都来源于动物或癌细胞这样非正常的人体细胞,而胚胎干细胞可以经体外定向诱导,为人类提供各种组织类型的人体细胞,这使得更多类型的细胞实验成为可能。虽不会完全取代在整个动物和人体上的实验,但会使药品研制的过程更为有效。当细胞系实验表明药品是安全的且效果良好,才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验。
在候选药物对各种细胞的药理作用和毒性试验中,胚胎干细胞提供了对新药的药理、药效、毒理及药代等研究的细胞水平的研究手段,大大减少了药物检测所需动物的数量,降低了成本。另外,由于胚胎干细胞类似于早期胚胎的细胞,它们有可能用来揭示哪些药物干扰胎儿发育和引起出生缺陷。人胚胎干细胞还可以用于其它用途。由于这类细胞本质上可以无限量地产生人体细胞,它们对于旨在发现稀有人蛋白的研究计划理应有用。国际上许多制药公司、学者都瞄准了这一重要的研究领域。
3. 细胞替代治疗和基因治疗的载体
胚胎干细胞最诱人的前景和用途是生产组织和细胞,用于“细胞疗法”,为细胞移植提供无免疫原性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病,都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗。如用神经细胞治疗神经退行性疾病(帕金森病、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等),用胰岛细胞治疗糖尿病,用心肌细胞修复坏死的心肌等。
胚胎干细胞还是基因治疗最理想的靶细胞。这里的基因治疗是指用遗传改造过的人体细胞直接移植或输入病人体内,达到控制和治愈疾病的目的。这种遗传改造包括纠正病人体内存在的基因突变,或使所需基因信息传递到某些特定类型细胞。
当然,干细胞技术的最理想阶段是希望在体外进行“器官克隆”以供病人移植。如果这一设想能够实现,将是人类医学中一项划时代的成就,它将使器官培养工业化,解决供体器官来源不足的问题;使器官供应专一化,提供病人特异性器官。人体中的任何器官和组织一旦出现问题,可像更换损坏的零件一样随意更换和修理。
胚胎干细胞是从哪里分离出来的?形态和功能上有什么特点?在生产实践中有哪些应用价值?
胚胎干细胞(简称ES或EK细胞)是有由原始性腺或者早期胚胎(囊胚期的内细胞团)分离获取。
特点:体积小,细胞核大、核仁明显;功能上,具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
(1) 可以用于治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病,如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆。(2)ES细胞体外诱导分化,培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
干细胞有哪些分类?各有什么用途?
干细胞的分类:
(一)按功能分类
1、全能干细胞,由卵子和精子的融合产生受精卵。而受精卵在形成胚胎过程中八细胞期之前任一细胞皆是全能干细胞。具有发展成独立个体的能力。也就是说能发展成一个个体的细胞就称为全能干细胞。具有形成完整个体的分化潜能,如胚胎干细胞,受精卵就是最高层次的胚胎干细胞。
2、多功能干细胞,一种或多种组织的起源细胞,它能分化出多种类型细胞,是全能干细胞的后裔,但不可能分化出足以构成完整个体的所有细胞。具有分化出多种细胞组织的潜能,如造血干细胞、神经细胞。
3、多潜能干细胞,只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞。
4、专一性干细胞,只能产生一种细胞类型;但是,具有自更新属性,将其与非干细胞区分开。只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化,如上皮组织基底层的干细胞,肌肉中的成肌细胞。
(二)按发育过程出现先后和分布分类
1、胚胎干细胞(Embryonic stem cell):在胚胎发育早期的囊胚中,可发育为不同的细胞,是所有细胞最初期的形态。
ES细胞是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞;研究和利用ES细胞是生物工程领域的核心问题之一;在未来几年,ES细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。
2、成体干细胞(Adult stem cell):亦称成人干细胞,医学上常用的大致包括骨髓干细胞、脐带血干细胞及周边血干细胞。它们存在成体特定的组织中,具有由干原细胞形成先驱细胞,分化成具特定功能细胞的能力。例如:骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞。
干细胞(英语:Stem cell)是原始且未特化的细胞,它是未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能。干细胞存在所有多细胞组织里,能经由有丝分裂与分化来分裂成多种的特化细胞,而且可以利用自我更新来提供更多干细胞。对哺乳动物来说,干细胞分为两大类:胚胎干细胞与成体干细胞,胚胎干细胞取自囊胚里的内细胞团;而成体干细胞则来自各式各样的组织。在成体组织里,干细胞与先驱细胞担任身体的修复系统,补充成体组织。在胚胎发展阶段,干细胞能分化为任何特化细胞,但仍会维持新生组织 (像是血液、皮肤或肠组织) 的正常转移。
胚胎干细胞的来源及应用
胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,可用于研究哺乳动物个体发生和发育的规律,也是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。胚胎干细胞通过诱导分化可产生新的组织细胞,用于治疗人类的组织损伤和某些顽症。还可通过胚胎干细胞的体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
胚胎干细胞是什么?有什么用?
胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs,简称ES、EK或ESC细胞。)胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
胚胎干细胞的功能:胚胎干细胞具有多能性(Pluripotency),特点是可以通过细胞分化(Cellular differentiation)成多种组织(所有组织,包括生殖系细胞)的能力。
所有细胞都携带生物体的全套遗传信息,但已分化的细胞,比如血液、骨骼和神经细胞等都只调用与自身功能相关的那部分DNA代码,其余代码会挂上甲基团,基因表达被抑制。甲基化程度越低,基因组就越开放,细胞分化潜力越大。
扩展资料:
胚胎干细胞的应用前景:
1、生产克隆动物
ES细胞从理论上讲可以无限传代和增殖而不失去其正常的二倍体基因型和表现型,以其作为核供体进行核移植后,在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体,ES细胞与胚胎进行嵌合克隆动物,可解决哺乳动物远缘杂交的困难问题,生产珍贵的动物新种。
使用该项技术进行异种动物克隆,对于保护珍稀野生动物有着重要意义。
2、转基因动物
用ES细胞生产转基因动物,可打破物种的界限,突破亲缘关系的限制,加快动物群体遗传变异程度,可以进行定向变异和育种。
3、器官组织移植
作为一种被称之为“种子细胞”的ES细胞,为临床的组织器官移植提供大量材料。人ES细胞经过免疫排斥基因剔除后,再定向诱导终末器官以避免不同个体间的移植排斥。
4、用于细胞治疗
细胞治疗是指用遗传工程改造过的人体细胞直接移植或输入病人体内,达到治愈和控制疾病的目的。ES细胞经遗传操作后仍能稳定地在体外增殖传代。
参考资料来源:百度百科-胚胎干细胞
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