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组织工程种子细胞的研究进展
组织工程学近年来研究进展很快,目前采用组织工程技术建造的部分组织或器官已经开始进入或即将进入临床应用,如组织工程化皮肤已经实现商品化,软骨组织工程产品也已经进入临床前期实验阶段,在近年内即可进入临床应用[1~3,12]. 组织工程研究成功与否主要取决于以下三个关键性制约因素:种子细胞、支架材料以及有助于细胞生长、分化的外在环境.其中获得足够数量、不引起免疫排斥反应且具有再生活力的种子细胞是开展组织工程研究的前提和基础.尽管目前种子细胞的研究仍面临众多挑战,但令人欣喜的是,随着干细胞体外分离、培养和扩增技术取得成功,干细胞作为组织工程种子细胞的研究已经取得突破性进展[4~6]. 鉴于自体细胞、异体细胞及异种细胞作为种子细胞的研究进展一直较为缓慢,而人类干细胞研究却取得明显进展,展现了未来广阔的应用前景,因此,本文结合近年来国内外对几种重要的种子细胞研究进展,着重对种子细胞来源、胚胎干细胞、组织干细胞的研究现状进行了分析,并对研究面临的挑战和未来发展趋势进行了讨论.
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2001年"973规划"项目
有关人口与健康领域的5项新项目是:--干细胞的基础研究与临床应用;--抗原特异性免疫应答与免疫耐受的分子机制及其应用基础研究;--人胚胎生殖嵴干细胞的分化与组织干细胞的可塑性研究;--人类重大疾病的蛋白质组学研究;--中国人口出生缺陷的遗传与环境可控性研究.这些项目已经取得了阶段性突破和可喜成果.
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新干细胞有望攻克乳腺癌
据《中国科学报》报道,中科院上海生科院生化与细胞所曾艺团队在新研究中首次发现乳腺中的多能干细胞,从而刷新了乳腺干细胞性质的现有理论,奠定了乳腺癌干细胞治疗应用的基础.10月19日,相关成果在线发表于《自然》杂志.成年人的很多器官中存在干细胞,也称组织干细胞.干细胞流失会导致退行性疾病,表现为器官退化、过早衰老等;而过度增殖及病变又会引发肿瘤.乳腺干细胞的病变极有可能是乳腺癌发生的重要原因之一.因此,寻找乳腺干细胞并了解其特性,既是关键的科学问题,又具有重大的临床意义,有助于创新性地开发针对干细胞的药物靶向治疗.
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组织干细胞的研究进展
干细胞是个体生命过程中产生和存在的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的细胞群体.目前,在干细胞工程领域主要以胚胎干细胞和组织干细胞为研究对象,同时随着组织工程的发展,细胞的替代治疗已成为治疗一些疾病的新途径.组织干细胞在体外被扩增和定向诱导为一些所需细胞,然后植入患者体内,用以修复损伤,替代退行性组织,以及改善遗传性缺陷组织的功能.本文结合近几年国内外干细胞的研究进展,主要就组织干细胞的生物学特性及其临床应用前景作一综述.
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骨髓是各种组织器官再生修复的共同干细胞库
再生成年组织细胞的干细胞来源存在争论.成人组织干细胞的"跨系分化"或"可塑性"受到质疑.目前认为骨髓是储存各种原始组织干细胞的仓库:骨髓干细胞在各种细胞因子的作用下,不断通过毛细血管网进入各种组织,并在局部组织分化为原始组织干细胞;原始组织干细胞再生增殖组织特异性细胞以补充衰老损伤的细胞.由于骨髓干细胞能够自我更新,容易从骨髓及外周血获取,故对组织再生修复有着令人鼓舞的临床应用潜力.
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<中国烧伤皮肤再生医学成就>发布稿
这次发布会,重点报告我国徐荣祥教授带领他的研究人员,利用基因调控和细胞原位培养技术,通过人体皮肤原位细胞和皮肤组织干细胞的组织培养程序,实现其皮肤再生,达到治疗各种皮肤烧伤目的的多项研究成果.这些成果表明,烧伤皮肤再生医疗技术在人类器官复制的前沿科学研究上取得了突破性进展.
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骨髓基质细胞移植治疗局灶性脑缺血
骨髓基质细胞(marrow stromal cells,MSCs)是一种非造血组织干细胞,它易粘附、易增殖,有自我更新的能力和多向分化的潜能.将一定数量的骨髓基质细胞通过脑立体定向术、静脉或颈内动脉注射移植到脑内后,能够明显改善局灶性脑缺血动物的神经行为功能.但是有关骨髓基质细胞移植治疗局灶性脑缺血的机制尚有待研究.
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全能干细胞的研究现状与前景
干细胞是具有全能或多能分化潜能(胚胎干细胞ES,EG)和广泛存在于成体器官组织中保留不分化和维持身体自我更新能力(组织干细胞)的特种细胞。由于这种细胞的高度可塑性和在组织修复、疾病的细胞治疗以及生殖遗传工程等方面的潜在应用价值,近年来成为生命科学研究领域中热点的课题之一。
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我国学者在贫血症的再生医学研究领域取得进展
2014年7月,中科院生物物理所刘光慧研究员研究组及其合作者分别在国际权威学术期刊《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)和《自然-通讯》(Nature Communication)连续发表了两篇重要研究论文,在确证现有基因组靶向编辑技术安全可靠性的基础上,创建了新型高效的人类遗传突变修复工具,并将其应用于镰刀形细胞贫血患者致病基因的靶向修复;同时利用人多能干细胞和基因组靶向编辑技术揭示了范可尼贫血的致病机理,首次提出多组织干细胞加速衰老或衰竭是其根本性病因,并基于此发展出相应的干细胞、基因和药物治疗策略。
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干细胞可塑性在血液学方面的研究进展
近年来,干细胞之所以成为人们关注的热点,一是因为人胚胎干细胞系在体外培养获得成功,它具有广泛的分化潜能;二是成年生物组织干细胞可分化成在发育上无关的细胞类型,即干细胞具有可塑性(plasticity),它不仅打破了组织再生来源于该组织干细胞的这一传统观念,而且具有重要的实用价值。我们仅就组织干细胞的可塑性在血液学方面的研究进展作一综述。1 骨髓细胞转化为其他组织细胞的研究近年的研究证明,骨髓内造血干细胞不仅可分化成熟为各类造血细胞和免疫细胞,而且骨髓和骨膜来源的间叶干细胞(MSC)还可成为多种非造血组织,如骨、软骨、肌腱、肌肉、骨髓基质细胞、脂肪细胞和真皮等的前体细胞,从成人骨髓活检获取的MSC,在体外可扩增上千万倍而不失去其成骨活性[1]。Pereira等[2]的实验证明,小鼠骨髓间叶前体细胞在体外扩增后还可成为肺的前体细胞。作者利用表达人Ⅰ型胶原抗原微小基因(COLIAI mini gene)的转基因小鼠作为供体,以未转基因的FVB/N 小鼠作受体。取供体骨髓贴壁细胞(1×105)与正常小鼠骨髓细胞(6×105)混合,移植给分次照射9.0?Gy的正常FVB/N小鼠。于移植1~5个月后,用RT-PCR的方法检测,结果发现骨、软骨和肺组织细胞有1.5%~12.0%带有供体基因,在肺实质内带有供体标记的细胞呈弥漫性分布,表明它们是来自骨髓前体细胞。近,有作者报道用骨髓间叶前体细胞(同种骨髓来源)治疗3例遗传性骨形成缺陷病(缺乏Ⅰ型胶原)的儿童患者,3个月后骨钙含量明显增加(平均28?g),远高于同龄的健康儿童[3],为遗传性疾病的细胞治疗提供了新的途径。 1997年Eglitis等[4]证实成年动物造血细胞可分化为脑的大胶质细胞(包括星形细胞和小树枝状胶质细胞,属外胚叶)。作者用C57BL/6j雄性小鼠为供体,用5-氟尿嘧啶富集造血干细胞,用带有Neor 包装细胞与之共培养48?h后收集细胞,移植给经亚致死量照射(4.5 Gy)的雌性WBB6F1/J-kitw/kitwv小鼠(干细胞有缺陷,为供体干细胞生长提供增殖优势)。通过Neor转录本和Y染色体探针原位杂交,以及与大胶质细胞抗原(f4/80)和星形胶质细胞抗原(GFAP)相结合的方法进行检测。结果证明,骨髓移植(BMT)后第3天在脑组织中可检测到300个Neor+细胞,2~4周为2?000个,有的达30 ?000个,分布于海马、中隔、下丘脑、皮质、松果体、桥脑和小脑等,10%的Neor+ 细胞有神经胶质细胞特异性抗原表达,证明它们确系造血干细胞转化而来。 众所周知,肌肉的生长和修复是由肌纤维周围的卫星细胞介导的,未曾发现其它细胞参与肌肉再生的报道。1998年Ferrari等[5]在观察肌肉再生时发现,肌肉前体细胞数明显超过卫星细胞数,因而推测,肌肉再生可能有其他未分化的前体细胞参与。实验用C57/ M lacZ 转基因小鼠为供鼠,将其骨髓细胞移植给免疫缺陷小鼠scid/bg,重建造血。然后用心肌毒素诱发受体胫骨前肌肉再生。结果表明,肌肉损伤后2~3周,取肌肉冰冻切片检测发现不成熟的中心性纤维细胞和较成熟的周围性细胞中出现源于造血干细胞的β-半乳糖苷酶 (β-Gal)阳性标志。证明骨髓来源的前体细胞参与肌肉再生过程,可形成完全分化的肌纤维。1999年Jackson等[6]用Hoechst 333422-low SP纯化的小鼠造血干细胞进一步证明它可迁移到肌肉损伤部位,不仅参与肌肉再生,而且也参与血管再生。由于注入肌肉卫星细胞在5 d内就融入肌肉纤维,而骨髓来源的β-Gal+细胞 2周后才在肌肉中出现,提示骨髓转化为肌肉前体细胞是一个多步骤的过程,包括迁移,细胞分裂,定向肌肉分化,终成熟和融合成肌肉,故需要时间较长[6]。 1999年Peterson等[7]利用性别和基因表型不同的同系骨髓细胞在大鼠中重建造血,然后用CCL4损害受鼠的肝脏或行肝切除术。通过Y染色体探针原位杂交和不同基因表型的检测,结果发现,肝损伤后第9~第13天非实质性肝细胞,包括肝卵圆形细胞(为肝脏的干细胞,表达thy-1),Y染色体为阳性;13?d后,再生的肝细胞出现Y染色体阳性信号,与肝卵圆形细胞分化为肝细胞同步。表明骨髓细胞参与了肝细胞的再生。根据肝脏切片Y 染色体探针原位杂交的观察,Y染色体阳性肝细胞占0.16%,估计有1.0×106肝细胞由骨髓细胞转化而来。由于输注的骨髓细胞没有分类,因此,何种骨髓细胞参与了肝细胞再生尚不能确定。此外,有作者用狗移植模型做实验,证明骨髓CD34+细胞可转化为血管内皮细胞[8]。 到目前为止,由骨髓相关细胞转化为其他组织细胞的有骨、软骨、肌腱、肺、骨骼肌、肝以及血管内皮细胞及脑的大小胶质细胞等。
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成年组织干细胞"横向分化"或"可塑性"特性遭到严重质疑--还成年组织干细胞生物学特性的本来面目
20世纪90年代中期,有报道某些成年组织干细胞可分化成为在发育上无关的其它组织的细胞类型,即成年组织干细胞具有"可塑性"(plasticity)、"横向分化"或"跨系分化"(transdifferentiation)潜能.此后有关各种成年组织干细胞"可塑性"研究的报道在
、 及 上出现,1998~2001年这类报道达到了高潮.从发育生物学的角度讲,只有胚胎干细胞(ES)才能产生不同胚层的各类细胞,而成年组织干细胞在其进化潜能上则有局限性,只能向其所在胚层的某些或某类细胞分化或转分化,而不能跨胚层或跨系分化.当然,此种理念也受到以"Dolly"克隆羊为代表的核移植技术等细胞发育再程序化(reprogramme)的巨大挑战.不过应着重强调的是,这种事件只有在人为的条件下才会发生. | -
人类干细胞研究获得重要进展
所谓干细胞,就是指人类在生命的成长和发育中起"主干"作用的细胞,也称其为起源细胞.它可分为全能干细胞和组织干细胞.全能干细胞可以分化为人体的各种细胞,分化形成完整的机体;组织干细胞是一种或几种组织的起源细胞,可以发育分化形成组织.
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自体骨髓间充质干细胞在脊髓损伤中的应用展望
近年来研究发现,除了胚胎干细胞,机体内还存在一些组织干细胞,它们具有一定的自我更新和分化能力.在骨髓中存在一种间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),具有多向分化的潜能,在特定的条件下向成骨细胞,软骨细胞,脂肪细胞,神经细胞等方面分化.与其它的干细胞相比,骨髓间充质干细胞易于分离和培养扩增,还易于外源基因的导入和表达,有望成为一种新的细胞治疗和基因治疗的靶细胞.在此基础上本文探讨了骨髓自体间充质干细胞体外培养后移植,修复损伤脊髓的可行性.
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大鼠肾乳头组织干细胞的分离与鉴定
背景:迄今为止尚未见到从活体肾乳头部位提取肾组织干细胞及对其细胞性状特点进行分析的研究.目的:在体外分离培养和鉴定大鼠肾乳头部组织干细胞,并将其生物学特性与骨髓间充质干细胞进行比较.方法:从SD雄性大鼠肾脏分离提取肾乳头尖部细胞,从股骨胫骨的骨髓腔提取骨髓细胞分别接种于培养瓶,加入含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基进行体外培养并传代,取对数生长期的第3代细胞行成脂、成骨诱导分化.结果与结论:①大鼠肾乳头部组织干细胞呈玫瑰花形旋涡状生长,多呈短梭形和多边形.②细胞的生长曲线呈"S"型.③细胞经成脂诱导后油红O染色阳性;成骨诱导茜素红染色后可见橘红色钙盐沉积.④流式细胞术检测显示肾乳头部组织干细胞表达CD29,CD44,CD90阳性,CD45阴性.结果证实肾乳头部位存在具有间充质干细胞特性的组织干细胞.
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142.组织干细胞
1.定义组织按相应的分化阶段分为①干细胞(stem cells);②前体细胞(progenitor cells/transit amplifying cells);③成熟细胞(mature cells)三类.组织干细胞或称躯体性干细胞,既有多分化能力,也保持未分化性的胚胎性干细胞特征.干细胞具有多分化能力的同时,也具有干细胞产生干细胞的自我复制能力.这样的由干细胞系统产生的细胞群有血细胞、皮肤表皮细胞、消化道黏膜细胞、睾丸生殖细胞等.干细胞占构成组织的全体细胞的比例很低,例如造血干细胞仅以有核细胞的1/100000的低比率存在.但是,利用多种单克隆抗体和干细胞特有的药剂排泄活性、荧光细胞分离技术(FACS),使分离干细胞成为可能.干细胞的细胞转化周期非常慢,该集团中一部分细胞进入细胞周期后,区别于前体细胞可显示出高的增殖能力.明确什么刺激使干细胞开始增殖、分化、子细胞的不均等分裂,或自我复制(birth)和细胞分化(death)两个不同的方向是由怎样的机制产生的是今后的课题.
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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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骨髓基质干细胞诱导分化及治疗潜能的研究进展
骨髓基质干细胞(BMSCs)是位于成年动物或人骨髓中的非造血组织干细胞,具有干细胞之特点,在特定条件下可诱导分化为神经元,在体内能与神经干细胞一样可在脑内发生迁移和整合.动物实验显示BMSCs可作为神经系统疾病细胞基因工程治疗的有良好发展前景的载体.
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骨髓间充质干细胞生物学特性及在造血干细胞移植中的应用
干细胞的研究和应用是21世纪生命科学研究的热点之一.干细胞可分为胚胎干细胞和组织干细胞或成体干细胞.骨髓(bone marrow,BM)中至少含有两种组织干细胞:造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)和间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC).HSC移植已广泛应用于临床治疗各种恶性血液病、重型再生障碍性贫血、遗传性血液病、自身免疫性疾病等,为组织干细胞的研究提供了成功范例.
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买不起,总能看看吧
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干细胞技术与组织损伤修复
干细胞是一类具有自我更新与多向分化能力的细胞,能够产生表型与基因型和自己完全相同的子细胞,同时还能分化为祖细胞,产生至少一种类型的高度分化的子细胞.根据干细胞的发生学来源,干细胞可以分为胚胎干细胞(ES细胞)和组织干细胞(somatic stem cell)或成体干细胞.