骨髓干细胞的可塑性及其转化为肝细胞的研究进展
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施晓雷, 丁义涛
干细胞;造血干细胞;骨髓基质干细胞;多能前体细胞;肝细胞;可塑性,施晓雷,丁义涛,通讯作者:,电话:,传真:,收稿日期:,接受日期:,摘要
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施晓雷, 丁义涛, 南京大学医学院附属南京鼓楼医院肝胆外科 江苏省南京市 210008
施晓雷, 男, 1974-04生, 江苏省南通市人, 汉族, 博士, 主要研究方向为干细胞与生物人工肝.
国家自然科学基金资助项目, No. 30371391
江苏省自然科学基金资助项目, No. BK2003008
通讯作者: 施晓雷, 210008, 江苏省南京市, 南京大学医学院附属南京鼓楼医院肝胆外科. njsxl2000@yahoo.com.cn
电话: 025-83304616-11901 传真: 025-83317016
收稿日期: 2005-08-29 接受日期: 2005-09-17
摘要
干细胞 (stem cell) 是指一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞, 在特定的条件下可以分化为不同的功能细胞, 形成多种组织和器官. 骨髓起源的干细胞即骨髓干细胞主要有三种: 造血干细胞、骨髓基质干细胞和多能前体细胞. 骨 髓干细胞具有可塑性 (plasticity), 即在一定的条件下能转化为不同于其组织来源的细胞.目前有四种机制来解释骨髓干细胞可塑性: (1) 多能组织干细胞在出生后可以存在于体内多种组织和器官中, 它们的增殖与分化与各自的局部环境有关; (2) 成体许多组织内余存一种稀有数量的原始干细胞, 其类似于胚胎干细胞, 始终保持着胚胎干细胞的特性, 在不同的条件刺激下能分化为内胚层、中胚层、外胚层多种组织细胞; (3) 组织干细胞可以经历去分化或转分化的过程, 经过基因重组, 转化为不同组织来源的细胞; (4) 细胞融合改变细胞特性. 目前体内外试验均证实了骨髓干细胞向肝细胞的转化. 骨髓干细胞在体内或体外转化为肝细胞, 为临床应用开辟了新的道路.
关键词: 干细胞; 造血干细胞; 骨髓基质干细胞; 多能前体细胞; 肝细胞; 可塑性
施晓雷, 丁义涛. 骨髓干细胞的可塑性及其转化为肝细胞的研究进展. 世界华人消化杂志 2005;13(24):2813-2817
http://www.wjgnet.com/1009-3097/13/2813.asp
0 引言
1998年, 当科学家第一次从胚胎中分离出人多能干细胞, 并随后发现它能分化为体内几乎所有的细胞以后, 人们对于干细胞注入了极大的热情. 通常认为: 干细胞是指一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞, 在特定的条件下可以分化为不同的功能细胞, 形成多种组织和器官. 最新对于干细胞的定义, 科学家们列出了四个标准[1,2]: (1) 干细胞能够进行多次细胞分裂, 完成自我更新, 维持细胞数目的稳定; (2) 同一个干细胞能够分化为多种细胞种类. 如造血干细胞能够分化为所有的血细胞; 神经干细胞能分化为神经元细胞, 星形细胞和少突神经胶质细胞[3]; 基质干细胞可以分化为成纤维细胞、脂肪细胞、骨骼肌细胞等[4]; 但是有些成人干细胞只能分化为一种成熟的细胞, 如角膜干细胞. (3) 组织受损后, 移植的干细胞能够修复受损组织[5-7], 如造血干细胞对骨髓完全抑制患者造血功能的重建. (4) 即便在组织未有损伤的状况下, 干细胞在体内也能转化为其来源的组织细胞. 干细胞根据其来源的种类, 组织及其分化成熟细胞的种类的不同, 分成不同的亚群. 如按细胞发育阶段的不同, 可以分为: 胚胎干细胞和成人干细胞; 按潜能大小可以分为: 全能干细胞和多能干细胞. 胚胎干细胞是全能干细胞; 成人干细胞属于多能干细胞. 胚胎干细胞虽然具有全能性, 但由于涉及伦理等问题, 所以人们把兴趣更多转向成体干细胞. 在成体干细胞中, 研究最多的是骨髓干细胞.
1 骨髓干细胞种类
目前已经被承认的干细胞主要有三种:
1.1 造血干细胞 1963年Becker et al [8]分离了造血干细胞, 对造血干细胞的存在最可靠的试验是它能重建重度骨髓抑制患者的造血功能, 这是因为造血系统的重建需要移植的造血干细胞的自我更新, 和能分化为所有成熟的血细胞. 在小鼠和人中, 已经有多种方法用来分离和标记造血干细胞. 在小鼠中, 最初的标记物为Lin-, 进一步对Lin-细胞中的造血干细胞进行纯化的方法有在Lin-细胞中排除Hoechst和rhodamine染料阳性的细胞[9], 在Lin-细胞中进一步筛选CD34+的细胞[10]或sca-kit-thylow的细胞[11]; Lin- CD34-中部分细胞也能重建造血系统[12] ......
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