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1、神奇的干细胞神奇的干细胞神奇的干细胞神奇的干细胞 -干细胞研究最新进展干细胞研究最新进展1自自2020世纪世纪9090年代以来，年代以来，干细胞技术的出现与干细胞技术的出现与日趋成熟，使干细胞日趋成熟，使干细胞研究成为生命科学的研究成为生命科学的一个主攻热点。有相一个主攻热点。有相当一部分干细胞技术当一部分干细胞技术目前已投入临床应用，目前已投入临床应用，并取得了不错的效果。并取得了不错的效果。2干细胞 stem cell干细胞是存在于人和动物发育个阶段（包括干细胞是存在于人和动物发育个阶段（包括早期胚胎和成熟组织）的一类原始状态的未早期胚胎和成熟组织）的一类原始状态的未分化细胞。它们一方面进
2、行自我更新（分化细胞。它们一方面进行自我更新（self-renew)，产生与亲本完全相同的子代细胞，产生与亲本完全相同的子代细胞，以保持干细胞数量的恒定；另一方面在一定以保持干细胞数量的恒定；另一方面在一定条件下可以进入分化程序，通过不对称分裂条件下可以进入分化程序，通过不对称分裂产生分化的子代细胞，最终形成功能特异的产生分化的子代细胞，最终形成功能特异的组织类型，在组织修复和新陈代谢中起重要组织类型，在组织修复和新陈代谢中起重要作用。作用。34干细胞向神经细胞分化干细胞向神经细胞分化5干细胞是生命的主宰！6干细胞的类型 胚胎性干细胞胚胎性干细胞 是指具有高度自我更新和多向分化潜能是指具有高度
3、自我更新和多向分化潜能（pluripotent)pluripotent)的未分化细胞，可以分的未分化细胞，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。化为内、中、外三个胚层的各类细胞。 畸胎瘤干细胞（畸胎瘤干细胞（ECEC细胞）细胞） 胚胎干细胞（胚胎干细胞（ESES细胞）细胞） 胚胎生殖干细胞（胚胎生殖干细胞（EGEG细胞）细胞） 7胚胎干细胞8 组织性干细胞组织性干细胞 组织干细胞（组织干细胞（tissue stem cell ) 又叫又叫成体干细胞（成体干细胞（adult stem cell )adult stem cell )，是，是指存在于人或动物的已分化组织中的未指存在于人或动物的已分
4、化组织中的未分化细胞。如：神经干细胞、骨髓间质分化细胞。如：神经干细胞、骨髓间质干细胞、造血干细胞、胰腺干细胞等。干细胞、造血干细胞、胰腺干细胞等。9骨髓干细胞10神经干细胞神经干细胞11干细胞的研究与应用干细胞的研究与应用基础研究基础研究药物开发药物开发器官移植器官移植12基础研究 在基础研究方面，多功能干细胞的研究能帮在基础研究方面，多功能干细胞的研究能帮助人类了解，从一个受精卵细胞到发展成一个助人类了解，从一个受精卵细胞到发展成一个婴儿如此复杂的过程中所发生的事件，最主要婴儿如此复杂的过程中所发生的事件，最主要的工作在于找到细胞发展过程中的决定因子。的工作在于找到细胞发展过程中的决定因子
5、。 13药物研究药物研究 药物开发过程中，药物安全性的分析，亦可药物开发过程中，药物安全性的分析，亦可由特定干细胞或由干细胞分化的专一细胞作为由特定干细胞或由干细胞分化的专一细胞作为试验的标的，而非传统上必须进行耗时费力又试验的标的，而非传统上必须进行耗时费力又昂贵的动物实验。昂贵的动物实验。 14器官移植器官移植 干细胞有可能产生新的细胞、组织或是器官。干细胞有可能产生新的细胞、组织或是器官。我们需要器官移植，但是器官的短缺限制了我们需要器官移植，但是器官的短缺限制了移植手术而产生了很多不幸。多功能干细胞移植手术而产生了很多不幸。多功能干细胞经过刺激以后，可以发展成特定的细胞。对经过刺激以后
6、，可以发展成特定的细胞。对于很多疾病来说，它都是一个新的治疗方式。于很多疾病来说，它都是一个新的治疗方式。 15 20022002年年1 1月，科学家对动物研究后发现胚胎月，科学家对动物研究后发现胚胎干细胞可以修复受损的心脏，表明充血性心力衰干细胞可以修复受损的心脏，表明充血性心力衰竭可以获得治疗。竭可以获得治疗。 2002 2002年年3 3月，有科学家将成人骨髓干细胞注月，有科学家将成人骨髓干细胞注射入老鼠冠状动脉血管，两周后这些干细胞在心射入老鼠冠状动脉血管，两周后这些干细胞在心脏里形成心肌细胞，其功能与心肌细胞功能一样脏里形成心肌细胞，其功能与心肌细胞功能一样而持续了而持续了2 2个多
7、月。个多月。 2003 2003年年5 5月，研究人员利用小鼠干细胞成功月，研究人员利用小鼠干细胞成功诱导产生了卵子，预示今后在男性可以产生雌性诱导产生了卵子，预示今后在男性可以产生雌性生殖细胞、女性可以产生雄性生殖细胞而获得生生殖细胞、女性可以产生雄性生殖细胞而获得生育自己生物学上的后代。育自己生物学上的后代。 。 16人类胚胎干细胞潜能的重大发现人类胚胎干细胞潜能的重大发现17是什么让干细胞成为了干细胞？是什么让干细胞成为了干细胞？18 当胚胎长到几天大的时候，干细胞开始分化成当胚胎长到几天大的时候，干细胞开始分化成特殊的组织类型，并且这种全能性永远地丧失特殊的组织类型，并且这种全能性永远
8、地丧失了。但是，如果干细胞被萃取出来，就能使它了。但是，如果干细胞被萃取出来，就能使它们一直处于全能状态，从而使它们处于一种细们一直处于全能状态，从而使它们处于一种细胞空白状态（胞空白状态（cellularblankslate）。接）。接着，在治疗应用中，这些细胞被诱导分化成肝着，在治疗应用中，这些细胞被诱导分化成肝脏或者大脑组织。但是，为了引导它们有效脱脏或者大脑组织。但是，为了引导它们有效脱离全能状态，人们需要知道到底是什么使它们离全能状态，人们需要知道到底是什么使它们处于全能状态处于全能状态。 19 Whitehead实验室的实验室的Young、RudolfJaenisch、DavidG
9、ifford和和DouglasMelton研究了三种对干研究了三种对干细胞至关重要的蛋白质。这些分别细胞至关重要的蛋白质。这些分别称为称为Oct4、Sox2和和Nanog的蛋白的蛋白是转录因子。是转录因子。 20维恩图解描绘了干细胞调控因子Oct4 Sox2 Naong21 研究发现这些转录因子不但能活化对细胞生研究发现这些转录因子不但能活化对细胞生长很关键的基因，而且还抑制一些胚胎发育所必长很关键的基因，而且还抑制一些胚胎发育所必须的关键基因。须的关键基因。 这套被抑制的关键基因产生负责活化产生不这套被抑制的关键基因产生负责活化产生不同特化细胞和组织所需的整个基因网络的其他转同特化细胞和组织
10、所需的整个基因网络的其他转录因子。因此，录因子。因此，Oct4Oct4、Sox2Sox2和和NanogNanog是主控调节是主控调节因子，能够沉默用于产生下一代细胞的基因。当因子，能够沉默用于产生下一代细胞的基因。当Oct4Oct4、Sox2Sox2和和NanogNanog在胚胎开始发育时被失活，在胚胎开始发育时被失活，这些网络就会恢复生机，并且这个干细胞也终结这些网络就会恢复生机，并且这个干细胞也终结了它的干细胞状态。了它的干细胞状态。 这这3 3个基因将会为干细胞的产生带来无尽个基因将会为干细胞的产生带来无尽的源泉，组织修复工程指日可待。的源泉，组织修复工程指日可待。22 这项新的研究提供
11、了人类胚这项新的研究提供了人类胚胎干细胞调节线路的首个连胎干细胞调节线路的首个连线图，并因此为我们提供了线图，并因此为我们提供了进一步了解人类发育如何被进一步了解人类发育如何被调节的一个框架。调节的一个框架。 23 发现牙齿干细胞发现牙齿干细胞“假牙假牙”有望变有望变“真牙真牙” 24 澳大利亚阿德莱德大学澳大利亚阿德莱德大学的科学家们在人类的牙的科学家们在人类的牙齿中找到了干细胞。这齿中找到了干细胞。这些干细胞可以用来帮助些干细胞可以用来帮助牙齿自行修复破损部分，牙齿自行修复破损部分，也可以在将来让牙齿掉也可以在将来让牙齿掉光的老人长出新牙来。光的老人长出新牙来。 25 人的牙齿由不同的组织
12、构成，包括釉质、牙质和牙髓人的牙齿由不同的组织构成，包括釉质、牙质和牙髓等。其中牙髓中含有生成牙齿主体部分的等。其中牙髓中含有生成牙齿主体部分的“成牙质干细成牙质干细胞胞”，但利用这种干细胞，但利用这种干细胞“制造制造”新牙并非易事，因为新牙并非易事，因为在牙髓中的上百万个细胞里，只有在牙髓中的上百万个细胞里，只有8080个左右是干细胞。个左右是干细胞。 我们敲开牙齿，发现可以孤立出干细胞来，然後将干细我们敲开牙齿，发现可以孤立出干细胞来，然後将干细胞放进培养皿培养，再移植到动物身上，这样就能长出胞放进培养皿培养，再移植到动物身上，这样就能长出牙齿来。牙齿来。 他们计划将牙齿干细胞提取出来，储
13、存在液他们计划将牙齿干细胞提取出来，储存在液态氮里，利用这种细胞修复破损或患病的牙齿。态氮里，利用这种细胞修复破损或患病的牙齿。 科学家们发现的牙齿干细胞，那么未来便可以利用科学家们发现的牙齿干细胞，那么未来便可以利用病患自身的干细胞移植到动物身上，复制牙齿，这样一病患自身的干细胞移植到动物身上，复制牙齿，这样一来，病患就能够换上自己真正的牙齿，而不用戴上假牙来，病患就能够换上自己真正的牙齿，而不用戴上假牙了。了。 26 梁实秋的小品中年有这么一段：梁实秋的小品中年有这么一段：“突然发现额上刻了横纹，那线条是显明突然发现额上刻了横纹，那线条是显明而有力，像是吴道子的而有力，像是吴道子的“莼菜描
14、莼菜描”，心想，心想那是抬头纹，可是低头也还是那样，再一那是抬头纹，可是低头也还是那样，再一细看头顶上的头发有搬家到腮旁颔下的趋细看头顶上的头发有搬家到腮旁颔下的趋势，而最令人怵目惊心的是，鬃角上发现势，而最令人怵目惊心的是，鬃角上发现几根白发，这一惊非同小可，平夙一毛不几根白发，这一惊非同小可，平夙一毛不拔的人到这时候也不免要狠心的把它拔去，拔的人到这时候也不免要狠心的把它拔去，拔毛连茹，头发根上还许带着一颗鲜亮的拔毛连茹，头发根上还许带着一颗鲜亮的肉珠肉珠。.” .” 27 头发末端带着的那颗头发末端带着的那颗“鲜亮的肉珠鲜亮的肉珠”，这毛囊里面居然可以找到，这毛囊里面居然可以找到“与伦理
15、无与伦理无关关”的毛囊干细胞，也许将来可以头发的毛囊干细胞，也许将来可以头发移植、皮肤移植移植、皮肤移植. . 28干细胞研究为秃顶和烧伤患者带来希望干细胞研究为秃顶和烧伤患者带来希望 29 美国科学家报告了最新的研究成果，他们美国科学家报告了最新的研究成果，他们在头发毛囊深处发现的主细胞可能为秃顶的在头发毛囊深处发现的主细胞可能为秃顶的人以及烧伤患者找到了一个新疗法。他们发人以及烧伤患者找到了一个新疗法。他们发现的干细胞是一种已经分化的干细胞，这是现的干细胞是一种已经分化的干细胞，这是一种不成熟的主细胞，保有在一定程度上发一种不成熟的主细胞，保有在一定程度上发生类型变化的能力。它们具有自我更
16、新的能生类型变化的能力。它们具有自我更新的能力，具有分化成各种表皮和毛发的多能性。力，具有分化成各种表皮和毛发的多能性。它们与从胚胎中提取的干细胞是有区别的，它们与从胚胎中提取的干细胞是有区别的，而从胚胎中提取干细胞这一手段还存在广泛而从胚胎中提取干细胞这一手段还存在广泛争议。争议。30 这种方法将比现有的秃头治疗方法好很多。这种方法将比现有的秃头治疗方法好很多。现有的移植治疗是移动任意一丛残留的毛发来覆现有的移植治疗是移动任意一丛残留的毛发来覆盖光秃点，这种方法常常形成斑杂的情况。而像盖光秃点，这种方法常常形成斑杂的情况。而像PropeciaPropecia这样的生发药物能够减少一些男性的头
17、这样的生发药物能够减少一些男性的头发的损失，但是这种药物治疗还存在许多问题，发的损失，但是这种药物治疗还存在许多问题，比如影响雄性激素水平。比如影响雄性激素水平。 烧伤的治疗也可以使用相同的移植方法。目烧伤的治疗也可以使用相同的移植方法。目前，病人接受外层皮肤的移植，而这种外层皮肤前，病人接受外层皮肤的移植，而这种外层皮肤不含毛囊或汗腺。研究人员说，将来如果移植皮不含毛囊或汗腺。研究人员说，将来如果移植皮肤干细胞将可能形成正常皮肤所有类型的细胞。肤干细胞将可能形成正常皮肤所有类型的细胞。 31 用神经干细胞治愈脊髓损伤 32 研究人员发现，脊髓受损的实验研究人员发现，脊髓受损的实验鼠在注射人类
18、神经干细胞之后天，鼠在注射人类神经干细胞之后天，行走能力就得到改善。作为对照，行走能力就得到改善。作为对照，另一组实验鼠没有接受注射，而第另一组实验鼠没有接受注射，而第三组实验鼠注射了人类纤维原细胞，三组实验鼠注射了人类纤维原细胞，结果都没有出现好转。结果都没有出现好转。 在进一步的实验中，脊髓严重受在进一步的实验中，脊髓严重受损而部分瘫痪的实验鼠在接受人类损而部分瘫痪的实验鼠在接受人类神经干细胞注射后，已能依靠后肢神经干细胞注射后，已能依靠后肢爬行，且运动比较协调，而对照实爬行，且运动比较协调，而对照实验鼠没有类似的改善。接受人类神验鼠没有类似的改善。接受人类神经干细胞移植的实验鼠，运动机能
19、经干细胞移植的实验鼠，运动机能的改善至少持续了个月。但是，的改善至少持续了个月。但是，当研究人员为实验鼠注射只杀死人当研究人员为实验鼠注射只杀死人类细胞的白喉毒素后，它们马上又类细胞的白喉毒素后，它们马上又回到部分瘫痪状态，这表明是人类回到部分瘫痪状态，这表明是人类神经细胞治好了它们的伤病。神经细胞治好了它们的伤病。 33 研究人员使用的不是胚胎干细胞。胚胎研究人员使用的不是胚胎干细胞。胚胎干细胞只是干细胞的一种。科学家使用的干细胞只是干细胞的一种。科学家使用的是胎儿的神经干细胞，这种干细胞比胚胎是胎儿的神经干细胞，这种干细胞比胚胎干细胞的发育程度高一点，因为它们已经干细胞的发育程度高一点，因为它们已经“注定注定”要发育成中枢神经系统的细胞。要发育成中枢神经系统的细胞。 此方法将成为治疗人类神经损伤与疾此方法将成为治疗人类神经损伤与疾病的又一新方法。病的又一新方法。34 干细胞研究方兴未艾干细胞研究方兴未艾, ,前景前景广阔广阔, ,作为一种崭新的生物学疗作为一种崭新的生物学疗法法, ,有待于我们研究的内容还有有待于我们研究的内容还有很多很多很多很多。35 谢谢大家！ 0303医五三大班医五三大班 潘泽雁潘泽雁 36
