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骨髓间质细胞在神经系统及心血管系统中的研究进展
在骨髓中,除了含有大量造血干细胞,还含有相当数量的非造血干细胞,在这些非造血干细胞中有一群能分化为骨髓基质细胞,起到维持造血干细胞存活及其功能作用的细胞,目前学术界将其称为骨髓间质细胞(mesenchymal stromal cells,MSC).骨髓间质细胞是具有多向分化潜能的干细胞,起源于中胚层,可跨胚层分化,在一定条件下可以分化为多种细胞,如骨、软骨、肌肉、神经细胞、肺细胞、血管内皮细胞等.对于骨髓间质细胞(MSC)的多向分化潜能即其可塑性的原因主要存在两种观点:一种观点认为MSC在特定环境中可以跨系甚至跨胚层分化,称之为转分化或横向分化[1],另一种观点认为在骨髓本身中就存在组织定向干细胞[2-4].因为骨髓间质细胞可以直接通过骨髓穿刺获得,简单、安全、无移植排斥反应,加之其自我更新能力和多向分化潜能,使其在细胞治疗方面独具优势.现就其免疫学特性、培养方法及其在神经系统和心血管系统中的研究情况综述如下.
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胚胎干细胞向神经细胞分化的研究进展
胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)是由早期胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分离、抑制分化培养获得的多潜能细胞,具有发育分化的多潜能性和无限的自我更新能力,在一定条件下可定向诱导分化为某种类型细胞.ESC在体外培养扩增6个月以上仍能保持其多能性,可诱导分化为神经元和星形胶质细胞,可做为细胞移植治疗的良好的细胞来源[1].本文对近年来ESC向神经细胞分化的研究进展综述如下.
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成体神经干细胞和微环境
神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是一种终身具有自我更新能力和多向分化能力的细胞,能分化产生神经系统的各类细胞.它具有以下特征:(1)可生成神经组织或来源于神经系统;(2)具有自我更新能力;(3)可通过不对称细胞分裂产生新的细胞[1].目前已从胚胎及成年脑组织中分离、纯化出NSCs[2].NSCs移植治疗能促进神经元的再生及脑组织的修复,重建神经网络,恢复已丧失的功能.然而,NSCs移植后,只有1%~3%的细胞长期存活.如果将这种现象简单归因于免疫排斥是不全面的,因为即使采用各种免疫移植药物,也不能显著延长细胞移植物的存活.同时,移植后干细胞很难继续保持自我更新的能力.这些现象可能导致移植的失败,严重制约了NSCs移植治疗在临床的应用.近研究发现,干细胞的自我更新、激活、增殖分化主要依赖于周围特殊的微环境,即niche(小生境).在哺乳动物脑内的某些区域也存在由内皮细胞、神经胶质细胞、细胞外基质构成的神经干细胞微环境.神经干细胞增殖、分化在其中进行,通过细胞间直接接触和间接联系(旁分泌、细胞因子等),维持神经干细胞正常的生理状态.如果将神经干细胞分离后,微环境不复存在,自我更新、增殖分化能力就可能降低[3~6].
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063 人类造血干细胞:具有不同增殖和自我更新能力的异质性群体
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胃肠道干细胞与肿瘤发生的探讨
干细胞具有自我更新能力和向多种分化的潜能,具有非对称性有丝分裂是其显著的特征,所谓非对称性有丝分裂是指干细胞增殖分化时形成1个性状与原干细胞完全相同的干细胞和1个分化细胞(暂时性放大细胞),而普通细胞增殖分裂则遵循肿瘤细胞增殖的病理性有丝分裂,形成2个性状完全相同的子代细胞.
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成体干细胞的可塑性与缺血性脑损伤治疗进展
干细胞(stem cells)指在生命成长和发育中起"主干"作用的原始细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能.根据其发育阶段不同,可分为胚胎干细胞(embryonicstem cells,ES细胞)和成体干细胞(adult stem cells,AS细胞)两类.ES细胞因其来源困难、免疫排斥、转化条件未明及伦理道德等诸多问题,限制了其应用.AS细胞自我更新能力强,具有多向分化的潜能,可进行自体移植和激活,是发展细胞治疗的重要方向,尤其是干细胞可塑性的不断发现,为治疗困扰人类健康的脑血管疾病提供了无限契机.以下就部分主要成体干细胞的研究进展及与缺血性脑损伤关系的研究进展作一简要综述.
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神经干细胞及其临床应用前景
存在于神经系统中的神经干细胞,是一种具有潜在增值分化能力的神经前体细胞,是新生神经细胞的"发源地".作为一种具有终身自我更新能力的细胞,神经干细胞能分化产生神经系统的各类细胞,这一过程中经过不对称分裂产生一个祖细胞(neural progenitor)和另一个干细胞而实现的,其中,祖细胞具有有限的自我更新能力,并自发分化为成神经元和成胶质细胞,进而再转变为神经元及神经胶质细胞[1].
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诱导多能干细胞的载体筛选和转录因子优化策略
胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)具有自我更新能力和多向分化潜能,是应用于再生医学的重要细胞来源.由于摧毁早期胚胎是获得胚胎干细胞的唯一来源,由此带来的伦理学问题和法律问题使胚胎干细胞研究在很大程度上受到严重制约.
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肝干细胞与肝再生
干细胞的概念肇始于发育生物学对于囊胚体内细胞团的研究.这些细胞,即我们称之为胚胎干细胞,是多能性的,能产生多潜能组织特异性干细胞并进一步分化成为特定组织前体细胞,终分化为成熟体细胞并形成器官结构[1].干细胞一般具有如下4个主要特征:具有自我更新能力,即干细胞群的自我稳定性;多潜能性,能够产生至少2种谱系的细胞;功能性,具有持久重建组织的能力;可序贯移植.
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肿瘤干细胞研究进展
干细胞是一群具有自我复制和向多种细胞分化能力的细胞.在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞.在多种实体肿瘤中都存在少数具有干细胞特性即自我更新能力和多向分化潜能的细胞亚群,这种细胞亚群被称为肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC),其对肿瘤形成、复发、转移及化疗耐药性都有着重要影响.CSC假说不仅为研究肿瘤的发生发展和转移机制带来新的思路,在某种程度上还可能将颠覆肿瘤的传统治疗方法.
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干细胞治疗肝衰竭的现状和进展
肝衰竭是多种因素(如病毒感染、毒性药物、代谢疾病、酒精等)引起的严重肝脏损害,导致其合成、解毒、排泄和生物转化等功能发生严重障碍或失代偿,出现以凝血功能障碍、黄疸、肝性脑病、腹水等为主要表现的一组临床症候群[1]。肝移植是目前唯一有效治愈肝衰竭的方法,但由于供肝短缺,费用昂贵,无法满足众多肝衰竭患者的治疗需求,这就要求肝脏病学界探索其他可行的替代治疗手段。干细胞已被证实具有强大的分化潜能、自我更新能力、免疫调节作用以及靶向治疗功能,有望在肝衰竭治疗中发挥重要作用。
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肝干细胞
干细胞是指组织中原始的具有多潜能性、自我更新的细胞,但不同于组织中的一些前体细胞.虽然前体细胞也具有自我更新能力,但自我更新时间较为短暂.目前通常将干细胞分为三类:①全能干细胞:如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞,甚至发育成完整个体.②多能干细胞:具有多向分化潜能,可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞,如造血干细胞、间充质干细胞和肝干细胞等.③专能干细胞:维持某一特定组织细胞的自我更新,如肠上皮干细胞等.
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骨髓间充质干细胞自体移植治疗终末期肝病初步临床应用
目前促进肝细胞再生,寻找具有完备功能的细胞来源代替坏死肝细胞,实现有效的肝功能恢复,是终末期肝病治疗中急需解决的难题.骨髓间充质干细胞(MSCs)是具有高度自我更新能力和多向分化能力的成体于细胞群[1-3].
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表皮干细胞的生物学特性、标记及调节
成人组织干细胞是一类具有自我更新能力及多向分化潜能的多能干或专能干细胞,终身存在于骨髓、骨骼肌、胃肠道、肝脏、中枢神经系统等多个脏器组织中.在一定条件下,这些细胞可按照发育途径通过分裂增殖产生分化细胞.其自身复制能力有限,但其子代细胞在形成终末分化细胞之前却具有非凡的繁殖能力.皮肤组织中也存在着特异性干细胞——表皮干细胞(epidermal stem cells,ESC),具极强的增殖潜能和自我更新能力.皮肤表皮干细胞数量极少,仅占表皮基底层细胞的1%~10%,其对于维持皮肤组织新陈代谢、创面修复及肿瘤发生等均有重要意义.
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干细胞移植在儿外科的应用
干细胞是一类具有无限或者永生自我更新能力的细胞,能够产生至少一种类型的高度分化的子代细胞.根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞(ESC)和成体干细胞(somatic stem cell),他们是处于体内不同时期的干细胞.
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第四讲 神经干细胞在中枢神经系统修复中的作用
干细胞(Stem cell,SC)是20世纪90年代令人瞩目的研究热点.它是一类既有自我更新能力,又有多分化潜能的细胞,具有非常重要的理论研究意义和临床应用价值.在这方面的研究成果阐明了许多有关细胞生长和发育的基础理论,也可望将其应用于创伤修复、神经再生、抗衰老等临床实践.
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嗅感觉神经元的凋亡
与其它神经元不同,成年哺乳动物的嗅感觉神经元(Olfactory Receptor Neuron,ORN)有自发、持续更新的能力[1].1996年Murrell等报道成年人的嗅上皮仍保持神经再生和分化能力[2].ORN这种神经再生和更新的特殊性引起了神经科学和耳鼻喉科学者的广泛关注,他们通过各种方式研究ORN死亡和再生规律,并从不同水平探索再生机制.目前认为,ORN的生长周期为30天左右,位于上皮深层的球基细胞(Globose Basal Cell)作为神经元前体细胞增殖、分化而成ORN[3,4].ORN这种自我更新能力与通过凋亡(Apoptosis)机制来维持机体细胞数量自身稳定的特性极其相似,而且ORN的死亡与神经元前体细胞的增殖分化存在反馈调节作用[5],由此学者们开展了对ORN凋亡的研究,试图从另一侧面探索ORN自我更新机制.
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肿瘤干细胞分离方法的研究进展
干细胞是一类具有无限或者永生的自我更新能力的细胞,多向分化潜能和自我更新是干细胞的两个基本特征[1].干细胞从维持多能性到分化的分子机制的逐渐揭密,当今严重威胁生命的顽疾就会迎刃而解.对肿瘤的研究发现,恶性肿瘤细胞的生长、分化等特性与干细胞特点惊人的相似,进而推测肿瘤的发生起源于干细胞,并提出肿瘤干细胞学说[2].近的科学研究发现[3],肿瘤之所以能具有无限增殖能力,其根本在于肿瘤细胞中占极少数量(0.01%~4%)的肿瘤干细胞,正是这类占极少数量肿瘤干细胞在机体中以极快的速度不断复制出有基因突变的细胞,使肿瘤细胞的数量、瘤体体积急剧扩张并侵入临近组织及迁徙至机体其他组织器官,导致组织器官正常功能的紊乱,并终导致机体死亡.本文对近几年来国内外对肿瘤干细胞的研究现况作一综述.
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神经干细胞增殖和分化相关信号通路的研究进展
神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是一类来源于中枢神经系统的干细胞,具有自我更新能力及分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的潜能,为中枢神经系统损伤和退行性疾病的治疗提供了新的治疗选择[1].但如何让NSCs在复杂的信号网络调控中实现有序的增殖、分化,修复受损的神经组织[2],目前研究还未完全清楚.本文对涉及NSCs增殖和分化相关信号通路的新进展做一综述.
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PCR-ELISA法测定正常骨髓的端粒酶活性
端粒酶是一种核糖核蛋白酶,它以自身RNA为模板,将随机重复序列加到染色体末端,从而维持端粒的长度.在大部分组织中端粒酶受到抑制,故随着细胞的衰老可见端粒缩短现象.肿瘤细胞因端粒酶的激活而维持端粒长度,获得无限增殖的能力,因此端粒酶被视为一种肿瘤标记.端粒酶表达也见于正常人类生殖、造血、表皮及胃肠道粘膜基底干细胞等,以维持具有自我更新能力细胞的再生功能.1997~1998年我们用半定量法检测正常骨髓细胞的端粒酶活性,从而对正常骨髓的端粒酶表达范围和表达规律进行初步探讨.