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全球干细胞研究发展趋势与格局分析
在各国政府的推动下,再生医学研究在近年获得巨大发展,干细胞(stem cells)作为再生医学具活力的研究领域得到非常快的发展。干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,可以作为肿瘤、移植和心血管疾病及其他人类疾病资源的研究或治疗,干细胞在生命科学、新药试验和疾病研究这三大领域中具有巨大研究和应用价值,现已广泛应用于医药再生细胞替代治疗和药物筛选等领域[1],成为世界关注和研究的焦点。
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脐带间充质干细胞的研究进展
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是来源于发育早期中胚层的一类多能干细胞[1-5],MSCs由于它的自我更新和多项分化潜能,而具有巨大的治疗价值[1-3,6-7],日益受到关注.MSCs有以下特点:(1)多向分化潜能,在适当的诱导条件下可分化为肌细胞[2]、成骨细胞[3-4]、脂肪细胞[8]、神经细胞[9]、肝细胞[6]、心肌细胞[10]和表皮细胞[11-12];(2)通过分泌可溶性因子和转分化促进创面愈合[13-14];(3)免疫调控功能,骨髓源MSCs表达MHC-Ⅰ类分子,不表达MHC-Ⅱ类分子,不表达CD80、CD86、CD40等协同刺激分子,体外抑制混合淋巴细胞反应,体内诱导免疫耐受[11,15],在预防和治疗移植物抗宿主病、诱导器官移植免疫耐受等领域有较好的应用前景;(4)连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于组织工程和细胞替代治疗.
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干细胞移植治疗急性心肌梗死的研究进展
急性心肌梗死是造成人类死亡的重要疾病之一。尽管药物治疗、心脏介入治疗等手段可以通过恢复心肌血流的再灌注挽救濒死的心肌,缓解患者症状,降低近期死亡率,但却不能使坏死的心肌重获新生及血管生成,从而难以完全遏制心力衰竭的终进展,远期死亡率未见明显降低。而心脏移植由于供体来源少,免疫排斥以及高额的手术费,难以在临床上广泛应用。自20世纪90年代以来,利用干细胞移植进行细胞替代治疗---即替换受损的心肌细胞,恢复心肌功能,改善远期预后。早期的临床试验开启了干细胞移植治疗心血管疾病的篇章。本文主要针对试验使用的细胞类型的选择、灌注途径、移植时间以及注射细胞数量等的研究进展作一综述。
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Nanog基因及其传导通路在保持胚胎干细胞多能性中的作用
胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)的研究早开始于1980年,当时鼠ES第一次被分离出来[1-2],ES来源于囊胚内细胞团(inner cell mass,ICM),可以自我复制并分化出其他胚层,这一特性对于细胞替代治疗、药物开发和自我修复治疗等研究具有重要的价值.近些年来人类ES的成功培养和分化受到了很大关注,它可以用于组织再生治疗和研究人类进化过程[3].
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骨髓间充质干细胞治疗肝纤维化的研究进展
骨髓间充质干细胞是一种多能干细胞,具有分化成肝细胞的潜力.近年研究表明,骨髓间充质干细胞还具有很强的抗肝纤维化的作用,并且不发生同种异体移植排斥反应,这为肝纤维化、肝硬化的治疗带来了新的策略.
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人胚胎干细胞用于治疗糖尿病:挑战与机遇
细胞替代治疗(CRT)是重建胰岛β细胞功能和治愈糖尿病的潜在希望.采用Edmonton方案进行胰岛移植的国际多中心临床试验证实,胰岛移植治疗1型糖尿病的近期安全性和有效性良好.随访2年的资料显示,胰岛移植可重建内源性胰岛素分泌功能,改善血糖控制的稳定性,但患者不依赖胰岛素治疗的状态难以长期维持[1];其中7例美国受试者接受了长达10年以上的随访,证实了胰岛移植的安全性和可行性[2].然而,供体组织来源匮乏是制约胰岛移植临床推广的巨大障碍.因此,通过体外诱导干细胞定向分化为胰岛β细胞可望解决供体来源问题,成为糖尿病CRT研究领域关注的热点.胚胎干细胞(ESCs)是目前研究广泛、成熟的干细胞体系.近年来,人ESCs体外诱导定向分化的基础研究取得了可喜的进展,为人ESCs来源的胰岛细胞用于治疗糖尿病奠定了良好的基础.
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细胞重编程及表观遗传信息调控的研究进展
利用外源性转录因子可以诱导已分化成熟的细胞重编程为多能干细胞,即诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS细胞)。iPS 细胞具有与胚胎干细胞相似的生物学特性,包括强大的增殖能力和向机体各组织细胞分化的能力。通过诱导 iPS细胞分化为特定的功能细胞,可以为细胞替代治疗提供充足的细胞来源。iPS细胞技术还可用于疾病模型的建立和相关药物的筛选,有望为将来实现患者的个体化治疗奠定基础。目前,体细胞重编程的发生机制尚不清楚,新的观点认为 iPS细胞产生的过程是细胞表观遗传信息发生改变的结果,即体细胞表观遗传修饰谱式发生逆转,重新返回到低分化的状态。因此,了解表观遗传修饰在体细胞重编程中的作用机制,将有助于更好地调控 iPS细胞的产生,包括提高诱导效率和稳定性以及减少致瘤风险等。本文就 iPS细胞的研究现状与细胞重编程的发生机制综述如下。
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间充质干细胞治疗压力性尿失禁从动物实验到临床应用的转化
近年来随着组织工程学及细胞生物学不断发展,压力性尿失禁(stress urinary incontinence,SUI)的生物学修复逐渐成为研究热点之一,人们可以通过生物学或以生物学为基础的干预手段恢复其生物学功能和解剖功能,为治疗SUI带来希望.间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一种具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞,能分化成各胚层细胞及分泌神经营养因子等物质,促进缺损组织再生,以其多种生物优点特性引起全世界学者的重视,通过组织工程技术可从体外分离和培养分化所需靶细胞,用于细胞替代治疗相关疾病,为疾病的现代治疗提供了新途径.
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诱导性多能干细胞与肝脏疾病研究进展
肝脏疾病是危害我国人民的重大疾病之一.目前对重症肝病及肝功能衰竭尚无特效的治疗手段,且病死率高.而某些遗传代谢性肝病只能通过家族谱系或疾病动物模型的建立来研究其发生机制,研究手段的局限性制约了新药物的筛选和应用.诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)的发现为肝脏疾病的研究提供了新的思路和方法.iPS细胞是将转录因子转入体细胞中,使其重编程为类似胚胎干细胞的一种细胞类型.其与胚胎干细胞同样具有自我更新、增殖和分化的全能性,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,可能成为细胞替代治疗新的研究热点.此外从患者体细胞获得的iPSCs,可以了解遗传性疾病的发病机制和临床疾病表现的关系,以利于筛选新的治疗药物和发现药物新的药理作用.
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神经干细胞修复中枢神经系统损伤的研究进展
成年哺乳动物中枢神经系统(central nervous system,CNS)损伤后的自我修复能力有限,往往遗留严重的功能障碍.近年来,基于神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的细胞替代治疗为CNS损伤的修复再生提供了新的工具[1].
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神经干细胞向多巴胺能神经元分化的条件
帕金森氏病(PD)病理改变的大特点是病变只侵犯单一类型的神经元[1].因此,PD就成为细胞替代治疗战略有代表性的疾病.但无论是自体肾上腺髓质还是胚胎中脑以及经过基因修饰的胶质细胞、成纤维细胞、成肌细胞,在移植到宿主体内以后很快就失去了功能,说明这些细胞可能还不是理想的移植材料[2].
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视网膜发育中的神经干细胞
视网膜作为脑组织的延伸,存在大量神经干细胞,在内外源性因子机制及各基因调节机制作用下,增殖分化为视网膜各型神经元及神经胶质细胞.应用无血清培养及单细胞克隆技术可分离培养出特异性表达nentin的视网膜干细胞.由于视网膜干细胞具备自我更新能力及多分化潜能,有望用于退行性神经疾病如:视网膜色素变性、老年黄斑变性、晚期青光眼等的细胞替代治疗或药物、基因治疗的载体.
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间充质干细胞分化为心肌细胞的研究进展
心肌梗死等缺血性心脏病严重威胁人类生存和生活质量,组织工程技术为根治心肌梗死等心脏病提供了一种新的方法,近年来,心肌组织工程有了较大的进展,但在种子细胞等方面的难题还远没有解决.本文对关于间充质干细胞分化为心肌细胞的研究作了一下综述,为细胞替代治疗的研究提供一定的参考.
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间充质干细胞与基因治疗
随着组织工程和基因工程技术的发展,细胞替代治疗和基因治疗是近年来医学领域乃至整个生命科学领域中的研究热点和前沿,其中一个很关键的问题是选择一种能满足要求以及来源容易的种子细胞.间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是来源于中胚层的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞.其作为基因工程细胞具有如下优越性:①MSCs来源广泛,易于分离培养,有增殖趋势,且生命周期长,体内外均能保持多向分化的潜能,遗传背景相当稳定;②离体细胞较易受外源遗传物质转染,并能长期稳定表达该遗传物质;③ MSCs经过转染和一定时间的体外培养后再输回体内仍能成活,并能迁移到病变部位;④MSCs移植从接受者自体获得,属同种移植,无免疫排斥反应,不涉及伦理问题.基于上述原因,间充质干细胞成为基因治疗的种子细胞之一,对于它的研究越来越多,现就间充质干细胞的分离培养鉴定及基因治疗的应用综述如下:
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间充质干细胞的研究进展
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs) 是来源于中胚层的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞.广泛存在于全身结缔组织和器官间质中,以骨髓组织中含量为丰富.近年报道从早产胎儿脐带血[1]、脐带静脉内皮下层[2]、骨膜[3]、肌腱、脂肪组织[4]等亦分离到MSCs.MSCs不仅能够向多种组织和细胞分化,而且易于分离、培养、扩增,易于外源基因的导入和表达,在体外长期培养的过程中始终保持多向分化的潜能,遗传背景相当稳定.由于MSCs的这些特性,使得其在组织工程创伤修复、细胞替代治疗、支持造血、基因治疗等方面的应用前景相当广阔.本文仅就MSCs的分离、培养、鉴定,分化潜能及骨髓以外其它可替代组织来源三方面的研究进展作简要综述.
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增强型绿色荧光蛋白标记骨髓间充质干细胞体外诱导分化成心肌样细胞研究
急性心肌梗死后心肌细胞的数量减少,致使其向心力衰竭发展.但是现有的治疗手段并不能很好地解决心力衰竭问题,细胞替代治疗和基因治疗为心力衰竭的治疗带来了新的希望[1].而替代治疗的关键问题是种子细胞的选择.间充质干细胞(MSC)具有高度的自我更新和多向分化的潜能,被认为是理想的种子细胞和基因转移的载体细胞,但其在体内的转归是研究的难点[2].近期,我们采用不同浓度的转染液转染.
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神经干细胞研究方法
神经干细胞(neural stem cells,NSCs)具有自我更新能力、高增生潜能以及多分化潜能,可分化成神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞等.NSCs对中枢神经系统的发育、维持和修复有十分重要的意义,利用NSCs进行细胞替代治疗和基因治疗有很好的临床应用前景.目前,NSCs的研究已成为近年来医学生物学研究中的一项重大课题,对它的研究主要集中在NSCs的分离、体外纯化培养、鉴定和移植应用等方面,现就其研究方法进行论述.
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神经干细胞与脊髓损伤的修复研究现状与展望
神经干细胞在哺乳动物中枢神经许多区域存在,已经从胚胎、胎儿和成人脑组织的不同部位,包括海马、脑室/室管膜以及从皮质分离出来,能够在体外或体内扩增、分化为神经元和神经胶质.利用神经干细胞进行细胞替代治疗和基因治疗有很好的临床应用前景,为治疗和修复脊髓损伤带来了希望.移植神经干细胞或它们的分化产物至宿主脑,继而分化为内生干细胞是很多神经退行性变疾病的潜在治疗方法.
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干细胞移植治疗脑缺血的研究现状
脑缺血性疾病致死、致残率高,可供选择的治疗方法少,效果欠佳.神经细胞替代治疗能够重建神经传导环路,恢复部分神经功能,机制可能在于:移植到宿主体内的十细胞能够分化成为功能性的神经胶质细胞、神经元,替代已死亡的神经元的部分功能:激活内源件神经干细胞;分泌细胞因子,改善缺血坏死区的局部微环境如炎症、组织坏死及神经胶质瘢痕等.动物实验研究中治疗脑缺血的干细胞来源主要有人胚胎干细胞、人脐带血细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪间充质细胞等.目前细胞替代疗法尚处于研究的初级阶段,具体的机制仍不十分明确.关键问题在于两方面:移植细胞在缺血的环境下如何存活?移植细胞如何替代、挽救已损失的各种类型的神经细胞?
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诱导性多能干细胞在神经系统疾病中的研究与应用
背景:诱导性多能干细胞可转化为各种期望的神经细胞,替代神经系统疾病损伤或缺失的神经细胞,发挥相应的功能作用,目前已经取得了可喜的进展.如何提高其诱导效率,保证移植替代的安全性,将其更好的应用到临床已成为研究热点.目的:就近年来诱导性多能干细胞在帕金森病、脊髓损伤、运动神经元病等神经系统疾病中的研究和应用进行综述.方法:应用计算机以"induced pluripotent stem cells,neurological diseases"为检索词,检索PubMed数据库(2006-01/2010-09);应用计算机以"诱导性多能干细胞"为检索词,检索中国生物医学文献数据库 (2006-01/2010-09).结果与结论:共收集149篇关于诱导性多能干细胞在神经系统疾病应用方面的文献,中文17篇,英文132篇,阅读标题和摘要进行初筛,排除研究方向与此文无关、内容重复性研究,共保留25篇文献进行综述.诱导性多能干细胞作为一种潜在的新型治疗手段,可以用作供体细胞和疾病研究载体,在帕金森病、脊髓损伤、运动神经元性肌萎缩等神经系统疾病中有极大地潜在应用价值,基础和临床研究都取得了较大成果,但诱导效率和移植替代安全性依然是阻碍其应用进展的重要障碍.