干细胞与再生医学的未来
《自然》杂志的一篇文章报道,儿童有时候能够在手指意外截断 之后,重新长出指尖;而成人在肝脏受损的时候,也可以重新长 出部分组织。
干细胞(stem cell):是指具有无限或较长期的自我新能力,并能产 生至少一种高度分化子代细胞的细胞
胚胎性干细胞:ES)。它均属于三胚层多潜能性干 细胞。如:ES细胞、EG细胞、EC细胞等。
通过干细胞培育人体器官。目前已有泪腺管、血管、气管 等人造器官投入到临床应用中
接受自身“器官”移植 居住在巴塞罗那的克劳迪娅·卡
斯蒂略(Claudia Castillo),由于肺结核病导致其给肺
部塌陷.不能自主呼吸,于是她接受了医生的建议,进行 了病变气管的替换手术——2008年6月.在巴塞罗那医院 成功地把用利用桑克兹自己的干细胞和捐赠的气管培育而 成的器官植入了她的胸腔
母全身的细胞都会进行转化,其中肌肉细胞会转化成神经元细胞,或精
子和卵子。通过无性繁殖,这一个水螅群将再次生长成几百个几乎和以 前的成年灯塔水母DNA一致的水母。
蚯蚓、海星、龙虾、蜗牛、蝾螈和其他许多种生物都能够长出替 代的器官或肢体。一些哺乳动物在某种程度上也能再生出器官,
如两种非洲刺毛鼠就能够重新长出汗腺、皮毛和软骨。据2013年
2012年10月8日,John B. Gurdon 与 Shinya Yamanaka 因此获得 诺贝尔生理学和医学奖。
据英国《自然》杂志网站2014年 9月 11日报道,治疗使用的iPS细 胞由日本神户理化研究所(RIKEN)发育生物学中心的眼科专家高 桥雅代培育而成,将用于治疗与年龄相关的视网膜退化疾病。罹 患这一疾病的病患,多余的血管会在眼内形成,让视网膜色素上 皮细胞变得不稳定,导致感光器不断减少,最终失明。 高桥雅代从罹患这一疾病的患者那儿提取到了皮肤细胞,并将其 转化为iPS 细胞,接着,诱导iPS细胞变成视网膜色素上皮细胞, 最后将其培育成能被植入受损视网膜内的纤薄层。
干细胞与再生医学的未来
灯塔水母
在2010年,Ma & Yang在其发表在网络刊物《Nature and Science》上 的一篇介绍灯塔水母的文章中,煞有介事地将其称为“不会死亡的动物”。 当它们遭遇饥饿、物理性损伤或其他突发危机的时候,灯塔水母会把自 己转化成水滴一样的胞囊,然后从这个胞囊再继续发展成水母的原始生 命形态——一个水螅群。据《国家地理》报道,在这个过程中,灯塔水
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3.人造器官 干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用,将产生一种全新的医疗技术,也就是再造人体正 常的甚至年轻的组织器官,从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的 新的组织器官,来替换自身病变的或衰老的组织器官。
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英国当局已投入近670万美元用于研究在实验室培养人造
器官,英国科学家正在进行一项大胆的尝试:在实验室里
成体干细胞:是指那些具有组织特异性的细胞,
它们主要用于维持细胞功能的稳定,具有修复和再生 能力,能够产生新的干细胞,或者能按一定的程序分 化,形成新的功能细胞,使组织和器官保持生长和衰 退的动态平衡。如:神经干细胞,表皮干细胞。
21 世纪人类健康的最大威胁——心脑血管疾病、癌症、糖尿病、 帕金森综合症 修复、替代衰老损伤器官成为医学界的重点研究领域,再生医学 研究和应用成为治疗许多传统医学难以解决的重大疾病,体细胞 克隆技术与干细胞定向分化技术的完善与发展,有望使人类获得 用于治疗诸多疾病的替代细胞、工程组织甚至器官,解决供体器 官严重短缺和排斥反应两大难题。
1.细胞治疗。 干细胞可恢复因重大疾病而损害的细胞,这是干细胞潜在的最大 优势。由于丧失正常细胞功能的疾病都可以通过移植由胚胎干细 胞或成体干细胞分化来的特异组织细胞来治疗 通过利用由自体采集的组织细胞,经实验室分离、培养后,将增 殖的干细胞注入回人体内,通过多功能活化细胞自我靶向性功能 准确到达相应的受损器官和组织,以达到修复衰老、病变的细胞, 重建功能正常细胞和组织的目的
IPS (诱导多能干细胞)
诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS cells) 最初是日本人山中申弥(Shinya Yamanaka)于2006年利用病毒载 体将四个转录因子(Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc)的组合转入分 化的体细胞中,使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 类型。随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制 造这种细胞。
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如用神经细胞治疗神经变性疾病(帕金森氏综合征、享廷顿舞蹈症、老年痴呆症等); 用胰岛细胞治疗糖尿病; 用心肌细胞修复坏死的心肌等。 因为成年人的心脏和胰岛几乎没有干细胞,无法靠自身得到修复。可以用人体胚胎干细胞能 直接分化成相应细胞进行移植。
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2.基因治疗。即通过胚胎干细胞和基因工程技术,矫正缺陷基因。 因干细胞能自我复制更新,是基因治疗的理想靶细胞。将治疗基因整合到干细胞,再将干细 胞移植入人体中,能够持久地发挥作用,而不担心像分化的细胞那样,在细胞更新中可能丢 失治疗基因的结果。