胚胎干细胞应用及前景有哪些（胚胎干细胞的临床应用）

通过本文，我们将会指导大家如何更好地了解胚胎干细胞应用及前景有哪些和胚胎干细胞的临床应用，并且带来更多的帮助。 

胚胎干细胞

什么是胚胎干细胞

胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚（受精后约5—7天）中未分化的细胞。囊胚含有约140个细胞，外表是一层扁平细胞，称滋养层，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称囊胚腔，腔内一侧的细胞群，称内细胞群，这些未分化的细胞可进一步分裂、分化，发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系统等，中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织，内胚层将分化为肝、肺和肠等。由于内细胞群可以发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。当内细胞群在培养皿中培养时，我们称之为胚胎干细胞。

人类干细胞是具有自我复制能力，且可分化为人体206种组织器官的原始细胞。从胚胎发育的胚囊内层内细胞群来源的多能干细胞为“胚胎干细胞“。胚胎干细胞继续进行分化，形成具有特定功能的干细胞，如血液干细胞可分化成白细胞、红细胞和血小板，皮肤干细胞可形成各种不同类型的皮肤细胞。另外，在胎儿、儿童和成人组织中存在的多能干细胞统称“成体干细胞"。胚胎干细胞具有全能性和可以建系传代等优点，因此理论上应用前景广阔。但实际上由于同种异体胚胎干细胞及其分化组织细胞用于临床会引起免疫排斥，因此基于胚胎干细胞的治疗方案要求对患者进行长期免疫抑制剂治疗。另外，胚胎干细胞是从胚胎抽取的，在伦理上早已引起了争论。从技术上说，目前尚不能控制胚胎干细胞在特定的部位分化成相应的细胞，这样容易导致畸胎瘤。成体干细胞虽不引发畸胎瘤，但分化的“效率”尚不理想。所以胚胎干细胞和成体干细胞各有各自的优点和缺陷。都有广阔的前景。

es细胞的应用前景

分析 1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的内细胞团）．

2、特点：具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞．另一方面，在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造．

3、胚胎干细胞的主要用途是：

①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；

②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料．ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态．在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效的手段；

③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、糖尿病、老年痴呆症、肝衰竭、新衰竭、成骨不良；

④培育各种组织器官，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．

解答 解：（1）胚胎干细胞来自早期胚胎（从动物胚胎发育至囊胚期的内细胞团）和胎儿的原始性腺．胚胎干细胞具有发育的全能性．

（2）ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态；在体外培养条件下，培养液中加入分化诱导因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化．

（3）ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题．此外，科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造：向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官．

故答案为：

（1）早期胚胎 发育的全能性

（2）饲养层 （分化）诱导因子

（3）免疫排斥 供体 抗原 克隆

点评 本题考查胚胎干细胞的相关知识，要求考生识记胚胎干细胞的概念、特点及其应用，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记层次的考查．

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。”

干细胞技术在医学上的应用前景

干细

胞即起源细胞，是指尚未发育成熟的细胞，它具有多分化潜能和自我复制的功

能。在特定条件下，可以分化成不同的功能细胞，形成多种组织和器官。医学界

期望能够用干细胞来修复那些坏损组织或器官，因此称其为“万能细胞”。干细

胞技术作为一种新兴的医疗技术，正逐渐展现出其诱人魅力，市场应用前景非常

广阔。

干细胞研究的重大突破在于：１９９８年，美国威斯康星大学的科学家成功

地在体外培养和扩增了人体胚胎干细胞，为利用干细胞治疗疾病提供了细胞来

源；１９９９年，美国科学家发现小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”

为血液细胞。随后科学家证实并发现，人类成体干细胞具有可塑性，为干细胞的

临床应用拓展了更为广阔的空间。

１９９９年，美国《科学》杂志推举干细胞为２１世纪最重要的十项研究领

域之一，且位居第一，领先于家喻户晓的“人类基因组测序”。２０００年，干

细胞再度入选《科学》评选的十大科技成就。２００１年年底《科学》又将其置

于２００２年值得关注的六大热门科技领域之首。

通过干细胞研究，人们相信，绝大多数疾病，包括神经性疾病、糖尿病、慢

性心脏疾病、肾脏病、肝脏疾病、癌症和艾滋病等，都可望借助干细胞技术得到

康复。同时利用干细胞及其产物细胞，还可以结合基因治疗、组织工程及药物开

发等进行医疗或研究应用。

骨髓移植手术可说是干细胞应用的一种，骨髓接受者先经化学及放射线治疗

后，再移植捐赠的骨髓，其中所含的干细胞，将会分裂分化，再重新组成骨髓内

的各种血液细胞，达到治疗的目的。

干细胞除了直接使用之外，将来还可能配合基因修饰，提供原有干细胞不具

备的功能，或是运用培养技术，使其成为人造器官组织的来源。目前器官移植来

源有限，因此干细胞的潜力备受期待。另外，利用人类干细胞或其衍生的组织、

器官测试各种药物的药效、毒理特性，也会比用其他动物更能反映人体状况，可

能发展成为一种新的药物筛选模式。

干细胞应用于临床治疗，最大的挑战在于稳定的细胞来源、足够的移植细胞

量，以及能维持细胞活性的保存技术。目前干细胞的分离、纯化与收集技术，可

说是取得治疗材料的关键，而生物体外细胞工程与选殖、细胞株的增生培养，以

及治疗产品的制造，也都是此一治疗所需的重要相关技术。英国胚胎干细胞库的

建立将为提供干细胞来源作出贡献。

目前虽然干细胞产业仍处在萌芽阶段，但其应用前景十分广阔，蕴藏着巨大

商机。据估计，２００１年干细胞治疗相关市场值约为３．３亿美元，２００２

年则有４．５亿美元，今后年平均增长率约在３０％左右，将于２００７年达到

１９亿美元。

包括美国、英国、德国、瑞典、以色列、澳大利亚、新加坡、日本、中国大

陆、韩国以及中国台湾地区等，均正积极进行干细胞治疗的研究，并取得了可喜

成果。

皮肤组织修复目前在组织工程中发展最快速，其相关产品为第一个取得美国

食品和药物管理局的批准并上市，人工皮肤可用来治疗皮肤溃疡、烧烫伤、手术

及美容等，目前所取的细胞来源有来自新生儿的包皮、或者病人本身的毛囊，上

市产品如AdvancedTissueSciences公司的Dermagraft-TC、Organogenesis公司

的Apligraf及瑞士公司ModexTherapeutics的EpiDexTM等。

硬骨再生的研发目前也非常炽热，主要分三个技术层：合成移植物、脱矿骨

基质（demineralizedbonematrix；可用来做骨组织工程所需的三度空间支

架）、及促进骨生成的蛋白质（bonemorphogenicproteins）。

日本信州大学医学系佐佐木克典教授领导的研究小组，最近利用从美国威斯

康星大学进口的人体胚胎干细胞，经过一年多的努力，用１００个人体胚胎干细

胞成功制成了８个能在培养皿中搏动的心肌细胞，其成功率高于美国研究小组。

这在日本国内还是第一次。

日本庆应大学医学系冈野荣之教授领导的研究小组，最近用老鼠胚胎干细胞

生成因早老性痴呆症而丧失的脑神经细胞获得成功。据称，如果能使这种细胞增

殖，并提高其记忆机能，早老性痴呆症则有望治愈。

整体来看，干细胞治疗现在仍受限于安全性及其治疗效果，还没有普遍应

用。若要利用干细胞进行研究与产品开发，仍需要熟悉细胞培养，了解细胞分化

机制，这有赖广泛的科学研究来提供相关理论基础。目前，越来越多的研究确

认，多能成体干细胞具有高度应用价值。将来也许能避开胚胎干细胞研究引起的

伦理争论，并应用于细胞疗法、组织工程以及再生医学，带动干细胞产业的发

展

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

什么是干细胞？有哪些用途和特征

胚胎干细胞(Embrtibuc stem cell)的发育等级较高，是多能干细胞（Pluripotent stem cell），而成体干细胞的发育等级较低，是单能干细胞。干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。

在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。

然而，这个观点目前受到了挑战。

最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。

干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞 。

·1.1 胚胎干细胞

胚胎干细胞（Embryonic Stem cell， ES细胞）。

胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。

进一步说，胚胎干细胞（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细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。

目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高似一浪。

·1.2 成体干细胞

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神经组织仍然包含神经干细胞,说明成体干细胞普遍存在，问题是如何寻找和分离各种组织特异性干细胞。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。

·1.3 造血干细胞

造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。今年年初，协和医大血液学研究所的庞文新又在肌肉组织中发现了具有造血潜能的干细胞。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。

在临床治疗中，造血干细胞应用较早，在20世纪五十年代，临床上就开始应用骨髓移植（BMT）方法来治疗血液系统疾病。到八十年代末，外周血干细胞移植（PBSCT）技术逐渐推广开来，绝大多数为自体外周血干细胞移植（APBSCT），在提高治疗有效率和缩短疗程方面优于常规治疗，且效果令人满意。与两者相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。

在今年初，东北地区首例脐血干细胞移植成功，又为中国造血干细胞移植技术注入新的活力。随着脐血干细胞移植技术的不断完善，它可能会代替目前APBSCT的地位，为全世界更多的血液病及恶性肿瘤的患者带来福音

·1.4 神经干细胞

神经干细胞关于神经干细胞研究起步较晚，由于分离神经干细胞所需的胎儿脑组织较难取材，加之胚胎细胞研究的争议尚未平息，神经干细胞的研究仍处于初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应，如：给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经干细胞，可治愈部分患者症状。除此之外，神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面，对判断药物有效性、毒性有一定的作用。 实际上，到目前为止，人们对干细胞的了解仍存在许多盲区。2000年年初美国研究人员无意中发现在胰腺中存有干细胞；加拿大研究人员在人、鼠、牛的视网膜中发现了始终处于“休眠状态的干细胞” ；有些科学家证实骨髓干细胞可发育成肝细胞，脑干细胞可发育成血细胞。

随着干细胞研究领域向深度和广度不断扩展，人们对干细胞的了解也将更加全面。21世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景。

·1.5肌肉干细胞(muscle stem cell)

可发育分化为成肌细胞(myoblasts)，后者可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。

[编辑本段]2.【基础应用】

干细胞的调控是指给出适当的因子条件，对干细胞的增值和分化进行调控，使之向指定的方向发展。

·2.1 内源性调控

干细胞自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化，包括调节细胞不对称分裂的蛋白，控制基因表达的核因子等。另外，干细胞在终末分化之前所进行的分裂次数也受到细胞内调控因子的制约。

（1）细胞内蛋白对干细胞分裂的调控

干细胞分裂可能产生新的干细胞或分化的功能细胞。这种分化的不对称是由于细胞本身成分的不均等分配和周围环境的作用造成的。细胞的结构蛋白，特别是细胞骨架成分对细胞的发育非常重要。如在果蝇卵巢中，调控干细胞不对称分裂的是一种称为收缩体的细胞器，包含有许多调节蛋白，如膜收缩蛋白和细胞周期素A。收缩体与纺锤体的结合决定了干细胞分裂的部位，从而把维持干细胞性状所必需的成分保留在子代干细胞中。

（2）转录因子的调控

在脊椎动物中，转录因子对干细胞分化的调节非常重要。比如在胚胎干细胞的发生中，转录因子Oct4是必需的。Oct4是一种哺乳动物早期胚胎细胞表达的转录因子，它诱导表达的靶基因产物是FGF-4等生长因子，能够通过生长因子的旁分泌作用调节干细胞以及周围滋养层的进一步分化。Oct4缺失突变的胚胎只能发育到囊胚期，其内部细胞不能发育成内层细胞团 [1]。另外白血病抑制因子（LIF）对培养的小鼠ES细胞的自我更新有促进作用，而对人的成体干细胞无作用，说明不同种属间的转录调控是不完全一致的。又如Tcf/Lef转录因子家族对上皮干细胞的分化非常重要。Tcf/Lef是Wnt信号通路的中间介质，当与β-Catenin形成转录复合物后，促使角质细胞转化为多能状态并分化为毛囊。

·2.2 外源性调控

除内源性调控外，干细胞的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素的影响。

（1）分泌因子

间质细胞能够分泌许多因子，维持干细胞的增殖，分化和存活。有两类因子在不同组织甚至不同种属中都发挥重要作用，它们是TGFβ家族和Wnt信号通路。比如TGF家族中至少有两个成员能够调节神经嵴干细胞的分化。最近研究发现，胶质细胞衍生的神经营养因子（GDNF）不仅能够促进多种神经元的存活和分化，还对精原细胞的再生和分化有决定作用。GDNF缺失的小鼠表现为干细胞数量的减少，而GDNF的过度表达导致未分化的精原细胞的累积[3]。Wnts的作用机制是通过阻止β-Catenin分解从而激活Tcf/Lef介导的转录，促进干细胞的分化。比如在线虫卵裂球的分裂中，邻近细胞诱导的Wnt信号通路能够控制纺锤体的起始和内胚层的分化。

（2）膜蛋白介导的细胞间的相互作用

有些信号是通过细胞-细胞的直接接触起作用的。β-Catenin就是一种介导细胞粘附连接的结构成分。除此之外，穿膜蛋白Notch及其配体Delta或Jagged也对干细胞分化有重要影响。在果蝇的感觉器官前体细胞，脊椎动物的胚胎及成年组织包括视网膜神经上皮、骨骼肌和血液系统中，Notch信号都起着非常重要的作用。当Notch与其配体结合时，干细胞进行非分化性增殖；当Notch活性被抑制时，干细胞进入分化程序，发育为功能细胞[4]。

（3）整合素（Integrin）与细胞外基质

整合素家族是介导干细胞与细胞外基质粘附的最主要的分子。整合素与其配体的相互作用为干细胞的非分化增殖提供了适当的微环境。比如当β1整合素丧失功能时，上皮干细胞逃脱了微环境的制约，分化成角质细胞。此外细胞外基质通过调节β1整合素的表达和激活，从而影响干细胞的分布和分化方向。

·2.3 干细胞的可塑性

越来越多的证据表明，当成体干细胞被移植入受体中，它们表现出很强的可塑性。通常情况下，供体的干细胞在受体中分化为与其组织来源一致的细胞。而在某些情况下干细胞的分化并不遵循这种规律。1999年Goodell等人分离出小鼠的肌肉干细胞，体外培养5天后，与少量的骨髓间质细胞一起移植入接受致死量辐射的小鼠中，结果发现肌肉干细胞会分化为各种血细胞系。这种现象被称为干细胞的横向分化（trans-differentiation）[5]。关于横向分化的调控机制目前还不清楚。大多数观点认为干细胞的分化与微环境密切相关。可能的机制是，干细胞进入新的微环境后，对分化信号的反应受到周围正在进行分化的细胞的影响，从而对新的微环境中的调节信号做出反应。

克隆猪、克隆羊，其技术的机制原理和干细胞是一致的。

[编辑本段]3.【种类划分】

干细胞按能力可以分为以下四类：

1.全能干细胞

由卵和精细胞的融合产生受精卵。而受精卵在形成胚胎过程中四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。

2.万能干细胞

是全能干细胞的后裔，无法发育成一个个体，但具有可以发育成多种组织的能力的细胞。

3.多能干细胞

只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞（例如血细胞，包括红血细胞、白血细胞和血小板）。

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。

[编辑本段]4.【研究情况】

·干细胞研究的历史情况

干细胞的研究被认为开始于1960年代，在加拿大科学家恩尼斯特·莫科洛克和詹姆士·堤尔的研究之后。

1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。

60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是一种干细胞。

1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。

70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其染色体的数目属于异常。

1978年，第一个试管婴儿，Louise Brown 在英国诞生。

1981年，Evan, Kaufman 和Martin从小鼠胚泡内细胞群分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。

1984—1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元样细胞和其他类型的细胞。

1989年，Pera 等分离了一个人EC细胞系，此细胞系能产生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的（比正常细胞染色体多或少），他们在体外的分化潜能是有限的。

1994年，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于2-原核期。胚泡内细胞群在培养中得以保存其周边有滋养层细胞聚集 ，ES样细胞位于中央。

1998年美国有两个小组分别培养出了人的多能( pluripotent )干细胞： James A. Thomson在 Wisconsin大学领导的研究小组从人胚胎组织中培养出了干细胞株。他们使用的方法是：人卵体外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取 inner cell mass细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面 marker 和酶活性，证实他们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20干细胞用于培养。 John D. Gearhart在 Johns Hopkins大学领导的另一个研究小组也从人胚胎组织中建立了干细胞株。他们的方法是：从受精后5－9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞( primordial germ cell )。由此培养的细胞株，证实具有全能干细胞的特征。

2000年，由Pera、 Trounson 和 Bongso 领导的新加坡和澳大利亚科学家从治疗不育症的夫妇捐赠的胚泡内细胞群中分离得到人ES细胞，这些细胞体外增殖，保持正常的核型，自发分化形成来源于三个胚层的体细胞系。将其注入免疫缺陷小鼠错开内产生畸胎瘤。

2003，建立了人类皮肤细胞与兔子卵细胞种间融合的方法，为人胚胎干细胞研究提供了新的途径。

2004年，Massachusetts Advanced Cell Technology 报道克隆小鼠的干细胞可以通过形成细小血管的心肌细胞修复心衰小鼠的心肌损伤。这种克隆细胞比来源于骨髓的成体干细胞修复作用更快、更有效，可以取代40%的瘢痕组织和恢复心肌功能。这是首次显示克隆干细胞在活体动物体内修复受损组织。

·干细胞研究的意义

分化后的细胞，往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老和死亡。然而，动物体在发育的过程中，体内却始终保留了一部分未分化的细胞，这就是干细胞。干细胞又叫做起源细胞、万用细胞，是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说，动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新，从而保证动物体持续生长发育的。

干细胞根据其分化潜能的大小，可以分为两类：全能干细胞和组织干细胞。前者可以分化、发育成完整的动物个体，后者则是一种或多种组织器官的起源细胞。人的胚胎干细胞可以发育成完整的人，所以属于全能干细胞。

关于胚胎干细胞应用及前景有哪些和胚胎干细胞的临床应用的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。