胚胎干细胞应用前景有何应用前景？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-09-12 02:05 标签： 干细胞应用前景
& 胚胎干细胞的研究现状及临床应用前景
胚胎干细胞的研究现状及临床应用前景
摘 要：胚胎干细胞是来源于胚胎的多能干细胞，具有分化的多向性和长期增殖的能力，已被广泛用于生命科学的各个领域。本文综述了胚胎干细胞的建立、生物学特性及临床应用前景，尤其着重论述了目前的应用现状．并指出存在的一
【题　名】胚胎干细胞的研究现状及临床应用前景
【作　者】岳丽玲 于海涛 郑立红
【机　构】齐齐哈尔医学院生物遗传教研室161042
【刊　名】《中国优生与遗传杂志》 2005年第13卷第1期,4-5页
【关键词】胚胎干细胞 基础研究 临床应用
【文　摘】胚胎干细胞是来源于胚胎的多能干细胞，具有分化的多向性和长期增殖的能力，已被广泛用于生命科学的各个领域。本文综述了胚胎干细胞的建立、生物学特性及临床应用前景，尤其着重论述了目前的应用现状．并指出存在的一些问题。
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胚胎干细胞,基础研究,临床应用
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文档介绍：
发育生物学论文姓名:陈金龙班级:生工 03班学号:
胚胎干细胞的特点及应用前景摘要: 胚胎干细胞又称 ES细胞,是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞。ES细胞具有胚胎细胞和体细胞的某些特性,既可进行体外培养、扩增、转化和制作基因突变模型等操作,又保留了分化成包括生殖细胞在内的各种组织细胞的能力。因此,具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。 ES 细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构, 细胞核大, 有一个或几个核仁, 胞核中多为常染色体质, 胞质胞浆少, 结构简单, 胚胎干细胞具有正常的、完整及稳定的染色体核型。体外培养时, 细胞排列紧密, 呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色,ES 细胞呈棕红色, 而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限, 形成的克隆细胞彼此界限不清, 细胞表面有折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样, 多数呈岛状或巢状。胚胎干细胞广泛应用于克隆动物的生产、遗传育种、人类遗传病动物模型的构建、人类器官移植材料的生产、细胞分化机制的研究等领域。胚胎干细胞主要来源于两种组织:早期胚胎内细胞团分离的 ECS 和胚胎生殖岭分离的胚胎生殖细胞。由于这些细胞具有高度复制能力及多向分化潜能,已被用于生命科学的各个领域。关键词:胚胎干细胞特性无限应用前景 1 、胚胎干细胞的主要特点 1.1 全能性或多能性 ES细胞具有发育的多潜能性,在体外可诱导分化出属于三个胚层的分化细胞。若注射至同种同基因小鼠体内,可分化产生由多种不同组织组成的畸胎瘤。 1.2 种系传递性 ES细胞具有种系传递功能。若把十几个 ES细胞在体外注射至另一胚泡内, 使之与受体胚胎细胞混合,再植入假孕受体鼠子宫,可发育获得嵌合体胚或鼠。 ES细胞可参与受体胚胎的各种器官组织并形成生殖细胞,后者称为种系传递(germ line transmission), 因为通过育种交配可以分离出带有 ES细胞遗传性状的小鼠。这是 ES细胞具有种系传递能力(发育全能性)的一种证明。细胞发育全能性的本质现在还很少了解,近年有研究证明一种属于 POU 结构域的转录因子Oct-4 基因所表达的蛋白是一个细胞全能性的标志,Oct-4 基因缺失的胚胎不能形成真正的全能胚胎细胞,只能发育到囊胚期为止。 1.3 体外遗传的可操作性 ES细胞在体外可以进行遗传操作,包括: (1) 导入报告或标志基因,或一个异源基因; (2) 加入额外的原有基因使之过表达(增加功能); (3) 通过质粒 DNA 与染色体上有关基因序列发生同源重组剔除该基因,即基因打靶(失去功能)以及(4) 诱导某个基因的突变。ES细胞经遗传操作后一般认为仍能保持其扩增和发育多潜能性,因此可通过它的第二个特性制备转基因鼠或基因有缺失、突变或过表达的杂合或纯合小鼠进行各种功能分析。 1.4 无限增殖性 ES细胞具有无限增殖性。胚胎干细胞在体外适宜条件下,能在未分化状态下无限增殖。在所有从骨髓抽取的人类干细胞中,人类胚胎干细胞是唯一可以分化成身体上不同种类细胞,当中包括脑细胞和心脏细胞等高度分化、并缺乏再生能力的细胞。 2 、胚胎干细胞的研究状况 2.1 胚胎干细胞的研究历史 ES细胞研究,首先源于畸胎瘤干细胞或胚胎瘤细胞。 1958 年, Steven 通过把小鼠早期胚胎移植到 129 小鼠精巢或肾脏被膜下得到了EC细胞。 1981 年,英国剑桥大学的 Evans 和Kaufman 用延缓着床的胚泡和美国加州大学旧金山分校的 Martin 用条件培养基分别成功地分离、体外培养了小鼠的 ES,从此进入了胚胎干细胞培养建系的新纪元。此后,人们建立了许多动物的 ES细胞系。 1990 年, Evans 、Strojek 及Piedrahila 各自成功地建立了猪类 ES细胞系。 1992 年, Matsui 等用小鼠原始生殖细胞首先建成 EC细胞系,又开创了一种新的建立全能性(或多能性)细胞系的材料。 1994 年,Robert 用牛原始生殖细胞建成 EC细胞系,证明了原始生殖细胞可以作为建立全能性(或多能性)细胞系的新型材料。 1995 年Thomson 等从恒河猴的胚囊中分离、建立了 ES细胞株,这是第一个建株的灵长类动物的 ES。近年来,美国 Wiscosin 大学的 Thomson 和Hopkins 大学的 Gearhart 分别用不同的方法成功的得到了几个人的 ES细胞系,这一工作奠定了对人ES实验研究的基础。 1997 年,Shims 用猪原始生殖细胞建成 EC细胞系,但是日前对猪全能性(或多能性)细胞系的研究,仍集中在 ES细胞系的建立及传代问题上。 2.2 胚胎干细胞的分化和定向分化研究目前 ES 细胞体外分化研究倾向于从细胞谱系分化出发, 去寻找多潜能的祖细胞(progenitorcells), 研究从多能祖细胞如何转向限能的定型(committed) 谱系细胞, 研究细胞定型的分子机制。在造血系统这个至少有 8 个细胞谱系的发育系统方面所做的工作比较多, 也较为突出。近年应用极为敏感的单个细胞 RT—PCR 分析法以及谱系限定的转录因子基因共表达的分析, 已证明定型以前的多能造血祖细胞的基因表达型式是一个供多方面选择的杂合型式, 而当细胞定型时则通过强化某些基因的表达并抑制另一些基因的表达来形成某个单一谱系所特有的基因表达型式。现在 ES/EBs 系统已不但能分化出红系、髓系和淋巴系前体细胞(precursor), 也可得到天然杀伤细胞的前体细胞。又如在哺乳动物胚胎发育的卵黄囊时期血细胞生成(hematopoiesis) 和血管生成(vasculogenesis) 是同时发生的, 一直怀疑两者有共同的祖细胞——— hemangioblasts 。最近,Choi 等在 EBs 的体外培养中找到了一种能生成红细胞和血管的相当于 hemangioblasts 的共同祖细胞在神经细胞和心肌细胞等的体外分化研究中, 人们也在努力寻找从 ES 细胞分化的前体细胞以便进一步研究谱系分化。 ES 细胞在体外分化中同时产生不同类型的分化细胞反映了多能干细胞的一种不受约制的自我无序发育。 ES 细胞的定向分化则意味着要控制它们的分化, 导向产生一个单一类型的分化细胞,这是一个探索性很强的课题。但是随着人们对细胞分化的分子机制有更多的了解,必将发现在基因表达调控方面许多细胞类型专一的转录因子、细胞专一蛋白或细胞因子在细胞决定、定型和分化中起作用。将这些因子或专一蛋白的调控元件转染 ES 细胞再进行体外分化, 有可能会驱动一些专一标志基因的表达而产生定向分化的效果。最近 SOX 家族基因被发现为脊椎动物神经组织的决定和分化的重要因子后,Li等在 ES/ EBs 分化的早期分散细胞,并采用无血清培液等措施可富集神经上皮细胞的比例,减少非神经细胞的出现。在此基础上将神经元专一转录因子 SOX2 基因与报告基因βgeo 结合后转杂 ES 细胞,重做EBs 分化实验,再结合RA诱导和G418 筛选,可获得1
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胚胎干细胞的应用前景
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