干細(xì)胞的研究進(jìn)展解福-醫(yī)學(xué)論文

干細(xì)胞的研究進(jìn)展解福生“李歡1
除了胚胎干細(xì)胞，其他細(xì)胞來源也可以用于再生醫(yī)學(xué)和相關(guān)療法例如正在分子正鑒定中的：①直接擴(kuò)張或歸巢的多能干細(xì)胞在整個成年期（體干細(xì)胞的分化。②將體干細(xì)胞還原成細(xì)胞分化程度較低的細(xì)胞，隨后可以被定向分化到指定的細(xì)胞。③選擇性切除或分化即將走向腫瘤細(xì)胞的各種干細(xì)胞樣細(xì)胞種類。④促進(jìn)細(xì)胞周期重新可逆的終末分化細(xì)胞“6’7〕〔如胰腺細(xì)胞或心肌細(xì)胞或者神經(jīng)細(xì)胞。在這里，我們希望說明這個令人興奮的機(jī)遇：利用已存在的小分子化合物，了解其控制細(xì)胞命運(yùn)的復(fù)雜的生物學(xué)。
1.1小鼠胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)方法及優(yōu)勢：小鼠胚胎干細(xì)胞能夠產(chǎn)生所有胎兒和成人的細(xì)胞類型。但是，小鼠胚胎干細(xì)胞的實(shí)用性作為一個發(fā)展模式是不夠好的，因?yàn)樗鼈冊隗w外的分化很難受到較好的控制。一種方法已經(jīng)開發(fā)出來，就是將胚胎干細(xì)胞去除白血病因子的培養(yǎng)條件并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞培養(yǎng)皿中進(jìn)行懸滴或者懸浮的培養(yǎng)。在這樣的條件下，小鼠胚胎干細(xì)胞聚集在一起形成擬胚體化徹）。在擬,胚體期間，加入小分子對胚胎干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)，使其分化成某種特定的細(xì)胞。這種方法目前在藥物刪選中用的非常多（胚胎干細(xì)胞體外測試，6油巧001。幼咖0611〖6計(jì)，路了〕，它不用消耗活體動物，且可以在不對受試動物或人造成副作用傷害的前提下進(jìn)行毒理測試，并且其重復(fù)性也比較好，可以在穩(wěn)定狀態(tài)下說明問題。1.2胚胎干細(xì)胞的分化種類：干細(xì)胞是無特定前體細(xì)胞，具有保持未分化狀態(tài)的能力，并分化成特定的的響應(yīng)信號的細(xì)胞。隨著干細(xì)胞增殖，它可以引起一個子細(xì)胞本身是相同(對稱分裂，或具有發(fā)展?jié)摿Ρ容^有限（非對稱分裂的情況，前者稱為自我更新的細(xì)胞，是負(fù)責(zé)維持干細(xì)胞特性，而不對稱分裂導(dǎo)致細(xì)胞的進(jìn)一步分化。防細(xì)胞可以分化為三個胚層（內(nèi)胚層，中胚層和外胚層），任何類型的細(xì)胞都是由這三個胚胎生發(fā)層分化而來，所以被稱為全能干細(xì)胞。1組織特異性干細(xì)胞的分類（也被稱為體細(xì)胞或成體干細(xì)胞）位于其分化組織和器官。他們可以給所有類型的細(xì)胞產(chǎn)生在一個特定的譜系〔例如，從骨髓造血干細(xì)胞可以產(chǎn)生所有的血系）。因此，成體干細(xì)胞被列為多能干細(xì)胞?，F(xiàn)在越來越多的證據(jù)表明，某些腫瘤，比如癌變的器官和生物體，也具有如同干細(xì)胞這樣的等級分類。位于頂
端的就是腫瘤干細(xì)胞，它們像正常的干細(xì)胞一樣，具有自我更新和分化的能力。
1.3人胚胎干細(xì)胞與小鼠胚胎干細(xì)胞的比較：胚胎干細(xì)胞從內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（扣們中產(chǎn)生，其中，多能干細(xì)胞是經(jīng)典和最深入的研究的例子。胚胎干細(xì)胞對于現(xiàn)代生物學(xué)和藥學(xué)的意義，和其它干細(xì)胞相比，有兩點(diǎn)較為特殊。首先，他們可以維持為分化狀態(tài)，在體外培養(yǎng)條件下甚至可能是無限期維持。不同于改變的腫瘤細(xì)胞株，胚胎干細(xì)胞在多次傳代后，可以保持原有的染色體組型。第二，它們擁有產(chǎn)生兩百多種細(xì)胞種類和成熟器官的能力，同時還會在分化過程中產(chǎn)生瞬時存在的細(xì)胞類型。過去的二十年研究中，胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng)條件和方法有了很大的發(fā)展，這就使得被認(rèn)為是作為可以用于移植的胚胎干細(xì)胞分化系統(tǒng)，其在理論上可以用于治療多種疾病的組織來源很多。雖然小鼠胚胎干細(xì)胞在已經(jīng)使用了幾十年，人的胚胎干細(xì)胞研究卻才起步不久。這種情況部分原因是，人旺胎干細(xì)胞保持干細(xì)胞的狀態(tài)，其培養(yǎng)條件與小鼠胚胎干細(xì)胞是不同的。例如，小鼠胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)保持是通過白血病抑制因子和骨形態(tài)發(fā)生蛋白陽！)；相反，人胚胎干細(xì)胞并不依賴于白血病抑制因子。此外，人的胚胎源性干細(xì)胞應(yīng)用于在實(shí)驗(yàn)室和臨床環(huán)境，需要面對更為復(fù)雜的論理和政治的考量⑽。目前許多國家對人胚胎干細(xì)胞的研究持謹(jǐn)慎態(tài)度。工多能干細(xì)胞
多能干細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)于一個組織或器官?？v觀一個機(jī)體的整個生命周期，他們通過提供新的細(xì)胞供給其組織和器官來保持體內(nèi)平衡起到了關(guān)鍵作用?；谶@些原因，他們也被稱為組織特異性或成體干細(xì)胞。體干細(xì)胞的分化潛能，是僅限于它包括的主要組織器官的細(xì)胞類型。例如，骨髓造血干細(xì)胞8006碰『0界5160⑶118，98引起的血系〔例如，紅，白血細(xì)胞。還有一些體干細(xì)胞存在于腦中的神經(jīng)干細(xì)胞⑶60『151606115，賂，存在于骨髓基質(zhì)的干細(xì)胞（間充質(zhì)干細(xì)胞，163600時胍151606115，臨，存在于骨骼肌的干細(xì)胞（衛(wèi)星細(xì)胞〕。3腫瘤干細(xì)胞
腫瘤細(xì)胞在特定的腫瘤(如急性粒細(xì)胞白血?。┲惺钱愘|(zhì)和組成的幾種類型的分化和未分化的細(xì)胞。在腫瘤中，細(xì)胞分化的不同階段所展現(xiàn)出這些腫瘤支持一個層次模型。在這個層次的頂部是最不分化的細(xì)胞，這些細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤萌生和被認(rèn)為是負(fù)責(zé)治療后復(fù)發(fā)。這樣的腫瘤啟動細(xì)胞(也被稱為大家所熟知的腫瘤干細(xì)胞，展覽能夠自我更新并能分化成瘤塊中的腫瘤細(xì)胞“4’15’16]。同時，腫瘤干細(xì)胞也具有其他普通干細(xì)胞的部分特點(diǎn)，比如都具有很長的壽命，相對靜止，抗凋亡等。因此，腫瘤干細(xì)胞目前應(yīng)用于研究治療癌癥。
4基于干細(xì)胞的藥物篩選
雖然基于干細(xì)胞的小分子篩選已在藥物發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞生物學(xué)使用了幾十年，這種辦法在干細(xì)胞領(lǐng)域的價值卻是在現(xiàn)在才開始逐步被了解。事實(shí)上，采用化學(xué)方法已在干細(xì)胞生物學(xué)應(yīng)用很廣，因?yàn)樾》肿拥奶匦?，使它們特別適合在復(fù)雜的信號通路調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用，如控制干細(xì)胞的自我更新，多能性和分化狀態(tài)。確實(shí)，這種合成的小分子可隨時用于：①調(diào)節(jié)干細(xì)胞的命運(yùn)；②恢復(fù)系限制的細(xì)胞回到多能或全能狀態(tài)；③擴(kuò)大在治療上比較成熟的細(xì)胞類型；④研究腫瘤層次和癌癥干細(xì)胞在癌癥中的特性。事實(shí)上，許多進(jìn)步是由許多的化學(xué)家和生物學(xué)家之間富有成效的合作推動得來，而不是由單一學(xué)科來完成的。5展望
顯然，還有其他許多激動人心的機(jī)遇等著我們?nèi)?shí)現(xiàn)：肌衛(wèi)星細(xì)咆在肌肉消耗性疾病中的應(yīng)用，心肌細(xì)胞在心臟疾病中的應(yīng)用㈣，造血干細(xì)胞在血液中的應(yīng)用等等。很顯然，由于化學(xué)原理和小分子工具的應(yīng)用，我們對于干細(xì)胞及其復(fù)雜過程的理解正在并且必將更加先進(jìn)。最終，化學(xué)和生物學(xué)這兩個學(xué)科的合并應(yīng)用.無疑將加快治療多種疾病的治療方法和再生醫(yī)學(xué)的實(shí)現(xiàn)。