人胚胎干细胞研究现状及其应用前景印生艺（联系地址：河北科技大学生物科学与工程学院石家庄050018）摘要:胚胎干细胞的研究自上世纪80 年代初期始, 经历了由低等动物、灵长类动物至人类胚胎干细胞研究的过程。
从干细胞生物学特性、培养条件到干细胞建系的成功; 从科研服务于人类到由此引发的伦理之争;从人类干细胞研究给医疗领域带来的广泛应用前景到目前研究尚存在的困难, 比较全面的反映了人类干细胞研究的现状和应用前景。
由于胚胎干细胞在揭示生命的奥秘、攻克各种疑难杂症等方面具有极为诱人的前景, 尽管目前还有许多困难, 还存在争议, 如果能够正确引导, 建立相应完善的监管机制,人胚胎干细胞研究领域的每个进步都将对人类自身发展做出重大贡献。
[1]关键词:干细胞; 特性; 胚胎;经历; 应用及展望;伦理Situation of human embryonic stem cell research and its application prospectsAbstract:Embryonic stem cell research since the beginning of the last century, the early 80s, experienced by the lower animals, primates to human embryonic stem cell research process. From Stem Cell, stem cell culture conditions to the success of the Department; from research services to the consequent human ethics dispute; from human stem cell research to the medical field to bring a wide range of application prospects difficulties still exist in the current study, reflect a more comprehensive status of human stem cell research and application. Because embryonic stem cells to reveal the secret of life, overcome all kinds of incurable diseases, and so has a very attractive prospect, although there are still many difficulties, is still controversial, if we can correctly guide, a comprehensive monitoring mechanism to establish the corresponding human embryonic stem cells .Each advance in the research field will make a significant contribution to the development of human beings.Keywords:Stem cell; properties; embryos; experience; applications and prospects; Ethics胚胎干细胞是从囊胚的内细胞群和早期胚胎的生殖腺分离的多潜能细胞。
人胚胎干细胞的研究上世纪末至今, 一直是生物医学领域的热点和焦点。
它的研究既给医学领域在许多疑难疾病的治疗上带来希望, 同时就其研究是否有悖现有的伦理观念在社会界引发了激烈的争论, 且研究还处于基础阶段, 面临着许多的困难, 离临床应用还有相当长的路要走。
一胚胎干细胞的生物学特性胚胎干细胞是从哺乳动物的囊胚内细胞团和原始生殖细胞分离, 经体外培养获得的多潜能的细胞。
胚胎干细胞的生物学特性有①全能性。
在体外培养的条件下, 胚胎干细胞可以诱导分化为机体的任何组织细胞。
全能性的标志是细胞表面有胚胎抗原和Oct4 蛋白[2]。
②无限增殖性。
胚胎干细胞在体外适宜条件下, 能在未分化状态下无限增殖。
③胚胎干细胞具有种系传递的功能。
④胚胎干细胞易于进行基因改造操作。
⑤细胚胎干胞保留了正常二倍体的性质且核型正常。
二人胚胎干细胞研究经历1981 年美国科学家Evans 和Kanfman 从小鼠胚胎分离出细胚胎干细胞并成功建系, 从此开辟了哺乳动物细胚胎干胞研究的新纪元[3]。
1998 年Thomsn 和Gearhrt 利用内细胞团和原始生殖细胞分别建立了人的胚胎干细胞系[4], 这一结果的宣布将胚胎干细胞的研究又掀开了新的一页。
1999 年12 月, 美国《科学》杂志公布当年世界科学进展的评定结果, 干细胞研究成果列在举世瞩目的人类基因组工程之前, 名列十大科学进展首位[ 5]。
国内在细胞胚胎干方面的综合性研究起步较晚( 1989 年) , 但发展迅速。
在基础研究方面, 尚克刚、赖学良等已先后建立了小鼠和兔细胞系[6], 盛惠珍研究小组在国际上首次构建了人- 兔核移植重构胚[7]。
在应用研究方面, 著名胚胎工程专家窦忠英的科研小组已第6 次从人类胚胎干细胞中分化诱导得到心脏跳动样细胞团[8]。
中国军事医学科学院发现了“人胚胎干细胞素”[9], 用于临床多种疾病的治疗取得了明显效果。
三胚胎干细胞的应用及展望1 研究人胚胎发育及疾病的发生此前对人胚胎的了解仅局限于从胚胎组织切片和其他种属胚胎的研究中获取信息, 但人与动物之间在胚胎发育和成体结构上都有很大差别。
如今, 可以通过胚胎干细胞建立体外分化模型, 并建立各种基因改变的胚胎干细胞系, 以求发现某些基因或细胞因子在胚胎发育早期对不同类型细胞或组织分化的作用[10]。
2 用于移植治疗在组织工程中以胚胎干细胞作为种子细胞, 可以为临床的细胞、组织、器官移植提供大量的材料。
通过控制胚胎干细胞生长环境、向胚胎干细胞转染某一种系细胞形成决定基因等, 可获得特定种系的较纯化的细胞, 并且数量不受限制[11]。
将这些细胞用于移植治疗, 将给帕金森氏病、脊髓损伤、糖尿病、心肌损伤、肝硬化、肾衰竭、各种血液疾病等疑难病症的治疗带来新的希望[12]。
3 用于基因治疗利用基因打靶技术使外源性DNA 与胚胎干细胞中的相应部分重组, 或靶向破坏等位基因造成基因纯合失效来治疗某些遗传性疾病, 具有基因转移效率高、易于操作的优点。
[13]4 用于药物筛选和药物开发新药在临床使用前需要进行一系列的检测和实验, 这些实验都依靠动物来完成。
但是动物模型实验不可能完全反映药物对人体细胞的作用。
胚胎干细胞或许能模拟体内细胞或组织对被检测药物的反应, 从而提供更安全、更有效、更经济的药物筛选模型[14]。
四胚胎干细胞系的建立胚胎干细胞的来源胚胎干细胞有以下几个来源:①从发育良好的囊胚中分离内细胞群细胞。
②从5~9周的胚胎生殖腺中分离胚胎干细胞。
③利用克隆技术( 治疗性克隆) 获得。
即将体细胞核移植到去核卵母细胞中, 使之发育成囊胚, 再分离其内细胞群细胞。
胚胎干细胞的体外培养及鉴别培养条件: 需要特殊的培养液; 饲养细胞( 人或胚鼠的成纤维细胞) ; 需要加入白血病抑制因子抑制分化。
鉴别特点: ①细胞内碱性磷酸酶活性高。
②端粒酶活性高。
③不被Hoechsy33342 和Rhodamine123 染色。
④细胞表面有特殊标记。
⑤能分化成3 个胚层的细胞。
⑥可诱导分化为各种成体干细胞。
五胚胎干细胞研究与伦理1 如何看待胚胎首先, 胚胎是否就是人? 国内国家人类基因组南方研究中心伦理委员会的专家们认为,人类胚胎干细胞研究在遵循“行善和救人、尊重和自主、无伤和有利、知情同意、谨慎和保密”等伦理原则下, 在反对克隆人、支持治疗性克隆研究等伦理规范下, 赞同“对14 d 以内的人类胚胎可以用于实验研究”的观点[14 ]。
他们指出, 14 d 以内的人类胚胎还只是一个球状的胚泡, 尚属一般性的生物细胞, 没有神经系统, 既无知觉也无感觉, 还称不上道德意义上的人。
但是由于法律、宗教和历史等诸多原因, 宗教文化浓厚的国家普遍认为人类胚胎就是人之始。
其次, 胚胎的来源是否合乎法律和道德? 胚胎的来源大约有3 种途径: ①自然流产或人工流产的胚胎。
②辅助生殖剩余的胚胎。
③用体细胞核移植技术产生的胚胎。
那么何种途径是既合法又符合道德规范的, 这也是难以把握的。
2 人类胚胎干细胞研究是否会滑向生殖性克隆1996年7 月5 日, 绵羊“多莉”的诞生曾引发了一场有关克隆人的可能性之争。
比较而言, 胚胎干细胞研究引起的伦理争论比克隆羊更为激烈, 那就是人类胚胎干细胞研究是否会滑向生殖性克隆? 目前开展的胚胎干细胞研究, 事实上与生殖性克隆的原理相同, 胚胎干细胞的研究与生殖性克隆仅是一步之遥。
可以说人类胚胎干细胞研究正于造福人类和给人类带来不测之祸的交叉路口。
但作者认为, 只要人类遵循尊重科学,尊重生命, 遵守道德规范, 那么该项研究带给人类的肯定是福音。
综上所述, 由于胚胎干细胞在揭示生命的奥秘、攻克各种疑难杂症等方面具有极为诱人的前景, 尽管还有许多困难, 人们还有很大的担忧, 如果能够正确引导, 建立相完善的监管机制, 人胚胎干细胞研究领域的每个进步都将对人类自身发展做出重大贡献。
展望本世纪, 将是生物医学工程高度发展的世纪, 人胚胎干细胞研究将推动生物医学深刻革命, 给人类带来更多的福音。
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