干细胞研究讲稿第4/11页
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医学捌号楼
人胚胎干细胞的分离及体外培养的成功，将给人类带来医学革命。如果科学家最终能够成功诱导和调控体外培养的胚胎干细胞正常的分化，这一技术将对基础研究和临床应用产生巨大的影响，有可能在以下领域发挥作用：体外研究人胚胎的发生发育，非正常发育(通过改变细胞系的靶基因)，新人类基因的发现，药物筛选和致畸实验，以及作为组织移植、细胞治疗和基因治疗的细胞源等。
人胚胎干细胞提供了在细胞和分子水平上研究人体发育过程中的极早期事件的良好材料和方法，这种研究不会引起与胚胎实验相关的伦理问题。采用基因芯片等技术，比较胚胎干细胞以及不同发育阶段的干细胞和分化细胞的基因转录和表达，可以确定胚胎发育及细胞分化的分子机制，发现新的人类基因。结合基因打靶技术，可发现不同基因在生命活动中的功能等。另一个令人兴奋的应用在于新药的发现及筛选。胚胎干细胞提供了新药的药理、药效、毒理及药代等研究的细胞水平的研究手段，大大减少了药物实验所需动物的数量。目前上述实验使用的细胞系或来自其他种属的细胞系，很多时候并不能真正代表正常的人体细胞对药物的反应。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，以便找到有效和持久的治疗方法。
国家自然科学基金项目――《药物介导胚胎干细胞体外定向分化的干预效应研究》近日在杭州取得重大突破。科学家们通过通过生物因子的作用和药物的诱导，目前已成功地将胚胎干细胞体外定向分化成搏动的心肌细胞，并在此基础上首次利用胚胎干细胞成功地构建了新药筛选模型。到目前为止，他们已在实验室中先后两次成功地培养出了总共30个自主跳动的单一心肌细胞团，分化成功率已高达80%。实验室观察表明，这些细胞团均具有正常心肌细胞的自律性、应激性和兴奋性。据介绍，在成功分化出心肌细胞的基础上，课题组将于近期开始定向分化单一的神经细胞和胰岛细胞的工作。 这一成果的重大意义在于：单一细胞的形成过程重现了胚胎细胞发育过程的全部生物信息，反映人类疾病的发生机制和发展过程，并提供了药物作用的重要靶点，从而在世界上首次利用胚胎干细胞成功地创建了一个新药的筛选模型。该筛选模型可在基因层面上对新药的疗效、作用机理和安全性进行快速安全的鉴定，并对于发现和研制治疗新药具有积极意义。
美国麻省理工学院的科学家2002-03-26日宣布，他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管，进一步证明了胚胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。 在研究中，兰格等首先使这些干细胞发育至能分化成不同细胞类型的阶段，然后从中提取出有可能分化成内皮细胞的干细胞，进一步对其进行培养。当这些细胞形成原始的血管结构时，研究人员将其移植入经过处理后不会产生排异反应的实验鼠体内，并发现它们在14天后形成了毛细血管网。他们的研究还显示，其中一些毛细血管中含有鼠的血细胞，显示这些血管已经自发地与鼠循环系统相结合。
3.胚胎干细胞的标志及建系：
长期以来，科学家一直在寻找确定干细胞的精确方法。干细胞表面有许多特殊的标记，以造血系统为例，干细胞的表面标志有Sca-1和c-kit等。另外各种成体干细胞还有各自独特的标记物，如人造血干细胞表现为CD34+和Thylo而CD10，CD14，CD15，CD16，CD19，CD20皆为阴性[8]。这些特异的标记物可能与其分化调控有关，如上皮干细胞有β1整合素的高表达，而β1整合素可介导干细胞与细胞外基质粘附从而抑制其分化的发生。另外干细胞还有不同于一般分化细胞的物理特性，比如干细胞不被染料Hoechst33324和Rhodamine123染色。利用这些特性及表面标志，采用荧光细胞分离器从单细胞悬液中即可分离纯化干细胞。但大多数用这种方法确定的细胞都不是真正的干细胞。
人们不断寻找各种各样的标记，但没有人找到绝对特异的干细胞标记。St.Jude 儿童研究医院实验血液学部主任Brian Sorrentino博士领导的研究人员找到了他们认为是世界上第一个“通用的”干细胞标记--ABCG2/Bcrp1。这个基因在不同来源的干细胞中都有表达，而在大多数成熟细胞中不表达，它将成为干细胞标记。 这项发现公布在9月出版的《自然医学》上，暗示新发现的ABCG2/Bcrp1基因将为科学家提供确定真正干细胞的更精确方法。研究人员发现在骨髓、骨骼肌以及早期小鼠胚胎干细胞中ABCG2/Bcrp1基因都以一种高度特异性形式表达。