第一次体外培养成功的胚胎干细胞（干细胞体外培养复制几次）

我们为你提供了关于第一次体外培养成功的胚胎干细胞和干细胞体外培养复制几次之间关系的有用知识，以便你能解决实际问题。

什么是胚胎干细胞

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。

美国干细胞体外培养精子技术北联世纪引进到国内了？

1994年，美国的研究人员发展了在小鼠间移植精原干细胞的方法。

1996年，科研人员将健康雄性老鼠的冷冻精原干细胞，植入了不能生育的雄性老鼠体内之后，后者顺利产生了精子。但是此后数年间，人造精子研究进展不大。

直到2003年初，日本研究人员宣布成功地把实验鼠的胚胎干细胞变成了精子细胞。

2004年，美国哈佛医学院的研究者报道，他们用雄性老鼠的胚胎干细胞培育出精子细胞，并且把这些精子细胞注入了卵子。这也是首次使用人造精子使卵子受精的报道。同年，新加坡科学家培育出鱼的精原干细胞，并从中培育出了活的成熟鱼精子。

2011 年，小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系首次于体外成功建立，该成果由英国科学家 Wutz 实验室、奥地利科学家 Penninger各自独立完成。

2012年，中科院团队证实单倍体孤雄干细胞具有可替代精子和快速传递基因修饰能力。以往的所谓“人造精子”都是将干细胞在体外分化变成一个精子，这样的精子是不能分裂，不能扩增的。但是这项研究的孤雄胚胎干细胞是可以在体外不断培养，不断传代的，它具有精子的特性。这是一个完全不同的概念，也是一个重大的突破。

2016年2月底，一支由中国科学院组成的联合科研团队，利用小鼠的胚胎干细胞，在体外培育出了具有生殖功能的精子细胞，并成功用其繁衍出小鼠后代。结果发表在《Cell Stem Cell》上。

最近，日本京都大学的研究人员在Cell Stem Cell

上发表的研究表明，小鼠多功能干细胞可以分化成有功能的精子，且这些精子可成功生产健康、可育的后代。多功能干细胞分化成精子，通常分为三个模仿自然发育的阶段：首先，干细胞分化为原始生殖细；然后分化为精原细胞，这是确定男性性别的过程；最后分化为精子。这项研究证明在小鼠上可行，为在试管中产生男性精子提供了很好的模型。

而最近，日本京都大学的研究人员在Cell Stem Cell 上发表的研究表明，小鼠多功能干细胞可以分化成有功能的精子，且这些精子可成功生产健康、可育的后代。

多功能干细胞分化成精子，通常分为三个模仿自然发育的阶段：首先，干细胞分化为原始生殖细；然后分化为精原细胞，这是确定男性性别的过程；最后分化为精子。这项研究证明在小鼠上可行，为在试管中产生男性精子提供了很好的模型。

科学家们也证明了多能干细胞具有分化为初始男性生殖细胞后，在体内可以继续发育成精子的潜力。

此研究通过体外培养与体内移植发育的结合，表明了多能干细胞具有分化为精子的能力。这为男性生殖细胞的体外发育提供了很好的范例，并在治疗男性不育症方面具有非常大的意义。

北联世纪精子体外培养技术成功实现通过提取睾丸组织培养出精子

1、在无菌操作环境下对睾丸组织进行取样，送实验室培养。

2、通过技术手段对睾丸组织进行分离，成功获得人体睾丸细胞。

3、将细胞接种在培养板中孵育，细胞附着在培养板上，而孵育出的雄性生殖细胞则保持悬浮状态，在对生殖细胞进行分离。

4、将分离出的雄性生殖细胞保存在湿润的培养箱中，让其分裂，并通过离心收集，收集完放置培养箱中继续孵育。

5、孵育过程中不定期观察添加培养基，保证细胞孵育过程中有足够的营养。

6、在培养20天后，通过分散器将来自3D培养的细胞消化成单细胞悬液。通过多种方法分析细胞、测序，以确定人的精子发生是否在体外发生。分离支持细胞和精原细胞，然后收集合格的精子，低温保存。

7、获得精子后，在实验室对女方进行取卵，和精子进行融合，获得受精卵，并植入孕母体内，10个月左右小孩出生。

什么是干细胞?

胚胎干细胞(Emdryouc stem cell.Es细胞)当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团(Innercell mass)的细胞在体外经过培养即成为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有向各种系统细胞分化转变的能力，是一种高度未分化的全能干细胞，它具有发育的全能性，能分化成人体的所有组织和器官，包括生殖细胞。早在1970年MatinMvans就从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养成功，而人的胚胎干细胞的体外培养直到1999年才获得成功。成干细胞是指存在机体各种组织器官内的干细胞，常见的成干细胞有：造血干细胞、神经干细胞、上皮干细胞、肌干细胞、肝干细胞等等，成干细胞也具有类似胚胎干细胞的高度向其它细胞分化转变的能力。什么是胚胎干细胞

胚胎干细胞(Emdryouc stem cell.Es细胞)当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团(Innercell mass）的细胞在体外经过培养即成为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有向各种系统细胞分化转变的能力，是一种高度未分化的全能干细胞，它具有发育的全能性，能分化成人体的所有组织和器官，包括生殖细胞。早在1970年MatinMvans就从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养成功，而人的胚胎干细胞的体外培养直到1999年才获得成功。成干细胞是指存在机体各种组织器官内的干细胞，常见的成干细胞有：造血干细胞、神经干细胞、上皮干细胞、肌干细胞、肝干细胞等等，成干细胞也具有类似胚胎干细胞的高度向其它细胞分化转变的能力。

什么是干细胞

干细胞(stem cells, SC)

是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。

干细胞有两种分类方法，一是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能或单能干细胞。

相关例子：1988年Neta等首次报告了肿瘤坏死因子(TNF－a)的辐射防护作用，但TNF－a对促进受照小鼠造血功能重建的作用目前国内报道不多，笔者使用重组人TNF－a照射前20小时腹腔给药，研究其对受致死剂量照射小鼠辐射防护的效果和促进受亚致死剂量照射小鼠造血干细胞和造血细胞恢复的作用，并探讨TNF－a抗放作用的机理。注：此文发表于《中华放射与防护杂志》1997，17(4)：233（《应用写作》2000年第2期第33页）

干细胞(Stem Cell)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，医学界称之为“万用细胞”。

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。

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。”

干细胞生物工程的干细胞的分类与来源

根据其发育阶段，干细胞可分为胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell）和成体干细胞（Adult Stem Cell）。胚胎干细胞包括ES细胞（Embryonic Stem Cell）、EG 细胞（Embryonic Germ Cell）；成体干细胞包括神经干细胞（Neural Stem Ce11， NSC）、血液干细胞（Hematopoietic Stem Cell，HSC）、骨髓间充质干细胞（Mesen chymal Stem Cell，MSC），表皮干细胞（EPidexmis Stem Cell）等。也有报导，按其分化潜能的大小，干细胞可分为三类：一是全能干细胞（Totipotent Stem Cell），二是胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell），三是多能干细胞（Multipotent Stem Ce11）。

据报道，胚胎干细胞可来源于畸胎瘤细胞（EC）、桑椹球细胞（ES）、囊胚内细胞团（ES）、拟胚体细胞（ES）、生殖原基细胞（EG）等。

当受精卵分裂发育成囊胚时，将内细胞团（Inner Cell Mass）分离出来进行培养，在一定条件下，这些细胞可在体外“无限期”地增殖传代，同时还保持其全能性，因此被称为胚胎干细胞。胚胎干细胞在培养条件下，若加入白血病抑制因子LIF（Leu kaemia Inhlbitory Factor），则能保持在未分化状态，若去掉LIF，胚胎干细胞迅速分化，最终产生多种细胞系，如肌肉细胞、血细胞、神经细胞或发育成“胚胎体”。

据报道，成体干细胞可以由下列几个方面得到：（1）胚胎细胞——由胚胎干细胞定向分化，或移植分化而成。（2）胚胎组织——由分离胚胎组织、细胞分离、或培养而成。（3）成体组织—— 由脐血、骨髓、外周血、骨髓间质、脂肪细胞等得到。

近几年来，研究证明：干细胞是自我复制还是分化成为功能细胞，主要由于细胞本身的状态和微环境因素所决定。干细胞本身的状态，包括调节细胞周期的各种周期素（Cyclin）和周期素依赖激酶（Cyclin－Dependent Kinase）、基因转录因子、影响细胞不对称分裂的细胞质因子。微环境因素，包括干细胞与周围细胞，干细胞与外基质以及干细胞与各种可溶性因子的相互作用。

早在1970年小鼠胚胎于细胞在体外进行培养就已经获得成功。然而，人胚胎干细胞的体外培养直到最近才取得进展，1998年，美国科学家Jumes Thomson首次取得了人类胚胎干细胞在体外的非分化增殖，他们从体外受精的人胚胎内细胞团分离胚胎于细胞，进行体外培养，并获得了成功，证明了人体胚胎于细胞与啮齿类动物有极为相似的特点。从而使胚胎干细胞可能被用来取代病人体内的环损组织细胞，达到治疗疾病的目的。该研究的成功，被科学家认为是干细胞研究中一块重要的里程碑。

1999年12月美国科学家Margarel Goodell发现小鼠肌肉组织干细胞可以 “横向分化”（Trans－Differentiation）成血液细胞，这一发现很快被世界各地的科学家证实，并且发现人成体干细胞同样具有“横向分化”的功能。现在已证明人的骨髓干细胞可以分化为肝脏细胞、肌肉细胞、神经细胞等。这种横向分化具有相当的普遍性，也就是说，“横向分化”可以利用病人自身的健康组织干细胞，诱导分化病损组织的功能细胞，从而达到治疗各种组织坏损性疾病的目的。这种方法的优点是，既可克服由于异体细胞移植的免疫排斥，又可以克服胚胎细胞来源的不足以及其它社会伦理和法律问题。1999年12月干细胞研究被美国《科学》杂志评为1999年度世界十大科学之冠。2000年12月干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。

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