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血液干细胞研究进展
干细胞是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的原始细胞.血液干细胞是早证实,研究多,临床应用成熟的组织专能干细胞.血液干细胞的移植已成功地应用于治疗多种血液系统和相关系统疾病.近年来,血液干细胞在胚胎时期的发生、发育过程和发育中的定向迁移及移植过程中的动员、归巢机制得到进一步阐明.干细胞的概念有所突破,发现血液干细胞具有跨系统分化潜能.这不仅开拓了干细胞研究内容,也极大地拓展了血液干细胞在临床上的应用范围.本文同时对国内、外血液干细胞库的发展作一简介.
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我国造血干细胞基础研究的新进展兼论干细胞可塑性
1995年以来我国造血干细胞工程与相关的生物学领域的研究发展迅速.有关造血干/祖细胞基因表达的研究,上海国家人类基因组研究中心陈竺、陈赛娟等为正常和急性白血病人骨髓造血干祖细胞cDNA文库的基因表达建立了一套先进的工作体系.他们在许多白血病细胞系的干/祖细胞中发现了300个新的相关基因.中山大学医学院李树浓、黄绍良等从人的桑葚期胚胎干细胞成功地诱导出造血细胞等.北京输血研究所裴雪涛等从成人和胎儿的骨髓分离出成年源干细胞,又进一步诱导分化为骨、软骨、脂肪和神经原细胞等.他们成功地构建了胎儿和成人间充质干细胞cDNA扣除文库,获得了胎儿和成人间充质干细胞的差异表达基因及在胎儿特异表达基因.中国医学科学院天津血液学研究所、国家血液学重点实验室赵春华等证实从胚胎胰腺、骨髓和肝脏中都可以分离出人间充质干细胞,又证明G-CSF可以使输注的间充质干细胞在体内促造血重建.北京基础医学研究所毛宁等的实验不支持间充质干细胞可以"横向分化".近他们发现小鼠胚胎干细胞的体外分化重现了胚胎早期造血发生的生物学程序以及Smad5基因调控在胚胎造血发生中的必要性和多样性,又表明其上游配体TGF-beta家族分子在胚胎发生中的作用和特点.本文针对干细胞可塑性研究作了评论.国际上曾风靡一时的"横向分化"有关的实验都没有用完全纯化的胚层干细胞或组织干细胞来证实.然而,完全纯的胚层或组织定向的干细胞克隆是无法制备的.成年或胎儿全身各类组织中混有一些定向某胚层的或某组织的干细胞,甚至还混有桑葚胚干细胞.它们是胚胎发育过程的每个阶段中停止参与胚胎发育而残留下来的.它们在体内处于静止期,寿命长,长期存留在成人的各种组织中.各胚层和组织干细胞混杂在一起,它们都没有特异的形态、表型和功能,无法分离纯化,甚至和成人组织细胞也很难分开.它们在体外实验适当的条件诱导下可分化为各种组织细胞.在那些想证明组织干细胞"横向分化"的实验中,都无法排除上述可能.本专论指出,只有桑葚胚干细胞是全能的胚胎干细胞,具有向各个胚层分化的潜能,即具有全能分化的可塑性.当它发育成为各个胚层的或各种组织的干细胞时,它的分化潜能只限于本胚层或本组织,不能向其它胚层其它组织分化.本专论又指出间充质干细胞的制备过程很长,经过许多次的换代.等到出现许多分化抗原标志时,已经是后代的各种不同的成熟间充质细胞了.当然,它们的存在可证实初培养的是间充质干细胞.大量扩增后所获得的集落主要是各种成熟的间充质细胞,其中也包含一些未参与分化的间充质干细胞和中胚层干细胞.间充质干细胞和造血干细胞都是来自中胚层.然而它们都是培养中的贴壁细胞,无法区分也无法分离它们.因此在实验中无法排除所制备的间充质干细胞样品中,绝对没有中胚层或其它胚层干细胞的存在.至今,完全纯化的间充质干细胞是不可能制备的.所以,很可能从间充质干细胞体外诱导出各类不同的,甚至内、外胚层的组织细胞,切不可轻率地推论为"横向分化".临床支持造血干/祖细胞移植的,主要是成熟而有调控功能的各种间充质细胞.总之,"横向分化"等的推论缺乏实验证据,在生物自然界和人类疾病史中都找不到佐证.想要推翻经无数科学实践充分证明了的细胞遗传学的基本原理,必须在生物自然界找到非常充足的科学证据.
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干细胞可塑性与细胞融合
成体干细胞可塑性指成体组织源性的干细胞除了能分化为居留组织细胞的表型外,还具有分化为其他组织细胞表型的潜能.虽然很多实验证实了干细胞可塑性的存在,但仍有许多学者对此提出质疑,认为干细胞可塑性实际上是移植的供体细胞和不同的组织细胞融合后细胞基因组重组的结果.将提供关于干细胞可塑性的争议综述如下.
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脂肪组织来源的干细胞临床应用前景
脂肪组织除了储存能量,参与能量代谢外,还存在一种具有多向分化潜能的间充质干细胞,这种细胞在一定条件下可以分化为骨、软骨、脂肪和心肌细胞等;同时脂肪组织是一个十分重要的分泌器官,分泌多种具有生物活性的分子,有着更为复杂和活跃的功能.本文就其可塑性和分泌因子作用特点,对其临床应用的可能性进行综述.
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肝细胞移植的新型种子细胞
经过近30年的研究,肝细胞移植(hepatocyte transplantation,HTx)技术取得了重大进展,如采用"治疗性肝再生"(therapeutic liver repopulation)技术可通过少量肝细胞移植达到受体全肝细胞的完全替代,从而获得原位肝移植(original liver transplantation,OLT)同样的整体器官替代效果[１];而骨髓干细胞的可塑性(plasticity)研究进展,特别是造血干细胞(hematopoietic stem cells,SCs)分化为肝细胞的有关研究[2-5]为移植肝细胞提供了新的供体来源.这些进展均极大地拓展了HTx的应用前景.
