干细胞研究应用进展与人类健康.doc
《干细胞研究应用进展与人类健康.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《干细胞研究应用进展与人类健康.doc(22页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、干细胞研究进展与人类健康 关于干细胞及其应用完整简介 目录及简要简介干细胞有关术语 近来由于分离和培养第一种人多能干细胞系成功,予人以极大惊喜,在生物医学研究上,又开辟了一种新疆界。人类多能性干细胞系发展值得人们开展严密科学考察,对新疗法进行评估,以及防止方略和对伦理问题公开讨论。P2什么是干细胞? 干细胞具备经培养不定期地分化并产生特化细胞能力。在正常人体发育环境中,它们得到了最佳诠释。人体发育起始于卵子受精,产生一种能发育为完整有机体潜能单细胞,即全能性受精卵。受精后最初几种小时内,受精卵分裂为某些完全相似全能细胞。这意味着如果把这些细胞任何一种放入女性子宫内,均有也许发育成胎儿。事实上,
2、当两个全能细胞分别发育为单独遗传基因型人时,即浮现了各方面都完全相似双胞胎。大概在受精后四天,通过几种循环细胞分裂之后,这些全能细胞开始特异化,形成一种中空环形细胞群构造,称之为胚囊,胚囊由外层细胞和位于中空球形内细胞簇(称为内细胞群)所构成。P3如何得到多能干细胞 当前,人类多能性干细胞系建立有两个来源,其办法与以往在动物模型中建立办法相似。P4多能干细胞潜在应用 有诸多理由可阐明多能干细胞对科学和人类健康进展重要性。最基本,多能干细胞可以协助咱们理解人类发育过程中复杂事件。该项工作首要目的是,拟定参加导致细胞特化决定因素。虽然咱们已知基因启动和关闭是该进程核心,但咱们对这些“决定”基因以及
3、使之启动或关闭因素知之甚少。人类最严重医学难题,如癌症和先天缺陷就是因异常细胞特化和细胞分化所导致。如果能更好地理解正常细胞分化发育过程,从而能更深刻地理解其中基本错误,理解这些致死疾病成因。P4成熟干细胞 如前所述,在某些成年组织中可以发现专能干细胞。事实上,在咱们体内有些细胞会消耗掉,需要干细胞来补充细胞供应,例子之一便是前面提到造血干细胞P5什么是胚胎干细胞? 胚胎干细胞是在人胚胎发育初期囊胚(受精后约57天)中未分化细胞。囊胚具有约140个细胞,外表是一层扁平细胞,称滋养层,可发育成胚胎支持组织如胎盘等。中心腔称囊胚腔,腔内一侧细胞群,称内细胞群,这些未分化细胞可进一步分裂、分化,发育
4、成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体各种组织和器官。如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系统等,中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织,内胚层将分化为肝、肺和肠等。由于内细胞群可以发育成完整个体,因而这些细胞被以为具备全能性。当内细胞群在培养皿中培养时,咱们称之为胚胎干细胞。P7人胚胎干细胞 人胚胎干细胞分离及体外培养成功,将给人类带来医学革命,也引起了一场科学与伦理大辩论。P7人胚胎干细胞伦理之争 尽管人胚胎干细胞有着巨大医学应用潜力,但环绕该研究伦理道德问题也随之浮现。这些问题重要涉及人胚胎干细胞来源与否合乎法律及道德,应用潜力与否会引起伦理及法律问题。从
5、体外受精人胚中获得ES细胞在恰当条件下能否发育成人?干细胞要是来自自愿终结妊娠孕妇该如何办?为获得ES细胞而杀死人胚与否道德?是不是良好愿望为邪恶手段提供了合法理由?使用来自自发或事故流产胚胎细胞与否恰当?某些人争辩,从人胚中收集胚胎干细胞是不道德,由于人生命没有得到珍重,人胚胎也是生命一种形式,无论目如何崇高,破坏人胚是不可想象。而某些人辩称,由于科学家们没有杀死细胞,而只是变化了其命运,因而是道德。有人紧张,为获得更多细胞系,公司会资助体外受精获得囊胚及人工流产获得胎儿组织,人流将在美国泛滥。她们建议应当勉励成人体干细胞研究而应放弃胚胎干细胞研究。P8人胚胎干细胞研究希冀与挑战 如果科学家
6、最后可以成功诱导和调控体外培养胚胎干细胞正常分化,这一技术将对基本研究和临床应用产生巨大影响,有也许在如下领域发挥作用:体外研究人胚胎发生发育,非正常发育(通过变化细胞系靶基因),新人类基因发现,药物筛选和致畸实验,以及作为组织移植、细胞治疗和基因治疗细胞源等。P9干细胞研究进展 为了一种人形成,单个受精卵将产生数以亿计细胞和250各种不同细胞类型。幸而,直到最后一种细胞和器官发育形成之时,所有一切仍未结束。贯穿于整个生命,是大多数组织继续产生新细胞以替代损耗老细胞或满足新生命活动需要。例如,当运动员在高海拔地区进行训练时候,循环系统中血细胞数量相应增长以满足运送更多氧气需要。很显然,在诸如皮
7、肤,毛发,骨骼,骨髓,肠这样组织中,细胞再生能力已得到证明;但这种现象很也许在所有器官中都不同限度地存在着,涉及大脑在内,而惯常观点是,神经元是不可再生。P11干细胞应用实例P13干细胞有关术语近来由于分离和培养第一种人多能干细胞系成功,予人以极大惊喜,在生物医学研究上,又开辟了一种新疆界。人类多能性干细胞系发展值得人们开展严密科学考察,对新疗法进行评估,以及防止方略和对伦理问题公开讨论。 为了能理解这一发现重要性以及有关科学、医学和伦理问题,一方面咱们必要把关于术语和定义弄明白。 DNA:构成基因脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid)缩写。 Gene (基因):位于染色体
8、上一种特定位置DNA片段,是一种遗传功能单位。一种基因可直接指引功能酶和蛋白质合成。 Somatic cell (体细胞):除卵子或精子之外细胞。 Somatic cell nuclear transfer (体细胞核转移):将体细胞细胞核转移到去核卵细胞过程。 Stem cells (干细胞):一种经培养可进行不定期分化并产生特化细胞细胞。 Pluripotent (多能性):可分化出一种器官各种组织潜能 Totipotent (全能性):具备无限分化潜能。全能细胞可以专门化外胚膜和组织,胚胎和所有胚后期组织和器官。 Multipotent(专能干细胞):多能干细胞进一步分化成专能干细胞,专
9、能干细胞只能分化成某一类型细胞,例如神经干细胞,可以分化成各类神经细胞;造血干细胞,可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。 什么是干细胞?干细胞具备经培养不定期地分化并产生特化细胞能力。在正常人体发育环境中,它们得到了最佳诠释。人体发育起始于卵子受精,产生一种能发育为完整有机体潜能单细胞,即全能性受精卵。受精后最初几种小时内,受精卵分裂为某些完全相似全能细胞。这意味着如果把这些细胞任何一种放入女性子宫内,均有也许发育成胎儿。事实上,当两个全能细胞分别发育为单独遗传基因型人时,即浮现了各方面都完全相似双胞胎。大概在受精后四天,通过几种循环细胞分裂之后,这些全能细胞开始特异化,形成一种中空环形细胞
10、群构造,称之为胚囊,胚囊由外层细胞和位于中空球形内细胞簇(称为内细胞群)所构成。 外层细胞继续发展,形成胎盘以及胎儿在子宫内发育所需其他支持组织。内细胞群细胞亦继续发育,形成人体所须所有组织。尽管内细胞群可形成人体内所有组织,但它们不能发育为一种单独生物体,由于它们不能形成胎盘以及子宫内发育所需支持组织。这些内细胞群细胞是多能性-它们能产生许各种类型细胞,但并非胎儿发育所需所有细胞类型。由于它们不是全能性,不是胚胎,没有完全发育潜能。如果内细胞群被放入女性子宫,它不会发育成胎儿。 多能性干细胞经历进一步特异分化,发展为参加生成特殊功能细胞干细胞。如造血干细胞,它能产生红细胞、白细胞和血小板。又
11、如皮肤干细胞,它能产生各种类型皮肤细胞。这些更专门化干细胞被称为专能干细胞。 干细胞对初期人体发育特别重要,在小朋友和成年人中也可发现专能干细胞。举咱们所最熟知干细胞之一,造血干细胞为例,造血干细胞存在于每个小朋友和成年人骨髓之中,也存在于循环血液中,但数量非常少。在咱们整个生命过程中,造血干细胞在不断地向人体补充血细胞红细胞、白细胞和血小板过程中起着很核心作用。如果没有造血干细胞,咱们就无法存活。 如何得到多能干细胞当前,人类多能性干细胞系建立有两个来源,其办法与以往在动物模型中建立办法相似。(1) 在Dr. Thomson进行工作中,她从人类胚胎囊胚期内细胞群中直接分离多能干细胞。Dr.
12、Thomson从IVF(体外受精)临床实验室得到胚胎,这些胚胎是不育症临床治疗不需要,用于繁殖,而非研究目。从捐献者夫妇处获得知情批准书后,Dr. Thomson分离了内细胞群,将这些细胞进行培养,产生一种多能性干细胞系。(2) 与此相反,Dr. Gearheart从终结妊娠胎儿组织中分离出多能性干细胞。捐献者自行决定了终结妊娠,从她们那儿获得了知情批准书后,Dr. Gearheart从原本要发育成睾丸或卵巢胎儿部位获得细胞。尽管Dr. Thomson 实验室和Dr. Gearheart实验室使用细胞系来源不同,但发育成熟细胞看起来非常相似。体细胞核转移(SCNT)是得到多能性干细胞另一种途径
13、。在SCNT动物研究中,研究者将一种正常动物卵细胞去除细胞核(含染色体细胞构造)。存留在卵细胞内物质含营养成分和对胚胎发育非常重要能量物质。而后,在非常精细调控实验室条件下,将单个体细胞除卵细胞或精子细胞之外任一种细胞与除去核卵细胞放在一起,使两者相融合。融合细胞以及其子细胞具备发育成一种完整个体潜能,因而是全能性。正如图I所示,这些全能性细胞不久将形成胚囊,从理论上来说,可运用胚囊内细胞群来建立多能性干细胞系。事实上,任何一种可生成人类胚囊细胞办法均有也许成为人体多能性干细胞来源。 多能干细胞潜在应用有诸多理由可阐明多能干细胞对科学和人类健康进展重要性。最基本,多能干细胞可以协助咱们理解人类
14、发育过程中复杂事件。该项工作首要目的是,拟定参加导致细胞特化决定因素。虽然咱们已知基因启动和关闭是该进程核心,但咱们对这些“决定”基因以及使之启动或关闭因素知之甚少。人类最严重医学难题,如癌症和先天缺陷就是因异常细胞特化和细胞分化所导致。如果能更好地理解正常细胞分化发育过程,从而能更深刻地理解其中基本错误,理解这些致死疾病成因。人体多能干细胞研究也能大大地变化研制药物和进行安全性实验办法。例如,新药物/治疗办法可以先用人类细胞系进行实验,如当前癌细胞系就是为了这种实验而建立。多能干细胞则使更多类型细胞实验成为也许。这不会取代在整个动物和人体身上进行实验,但这会使药物研制过程更为有效。只有当细胞
15、系实验表白药物是安全,并有好效果时,才有资格在实验室进行动物和人体进一步实验。也许人体多能干细胞最为深远潜在用途是生产细胞和组织,它们可用于所谓“细胞疗法”。许多疾病及功能失调往往是由于细胞功能障碍或组织破坏所致。如今,某些捐赠器官和组织常惯用以取代生病或遭破坏组织。遗憾是,受这些疾病折磨病人数量远远超过了可供移植器官数量。多能干细胞经刺激后可发展为特化细胞,使代替细胞和组织来源更新成为也许,从而可用于治疗无数疾病、身体不适状况和残疾,涉及帕金森氏病、Alzheimers病(痴呆症)、脊髓损伤、中风、烧伤、心脏病、糖尿病、骨关节炎和类风湿性关节炎。几乎没有一种医学领域是这项创造没有涉及到,举其
16、中两例阐明如下:、健康心肌细胞移植可为慢性心脏病病人提供新但愿,这些病人心脏已无法正常跳动。这种但愿在于,从人体多能干细胞中发育出心肌细胞,并移植到逐渐衰退心脏肌肉,以便增长衰退心脏功能。在小鼠和其他动物身上进行初期工作已表白,植入心脏健康心肌细胞成功地进驻心脏,并与宿主细胞一起工作。这些实验表白这种类型移植是切实可行。、在许多患有I型糖尿病人身上,特异胰腺细胞,即胰岛细胞生成胰岛素功能遭到破坏。已有证据表白,移植完整胰腺或分离胰岛细胞可减少胰岛素注射量。人体多能干细胞中分化胰岛细胞系可用于糖尿病研究,最后可用于移植。虽然这项研究有着极为诱人前景,要使其成为现实,尚有许多工作和技术挑战等着咱们
17、去解决。只有当这些问题解决之后,才干将这些创造用于临床实践。尽管技术挑战意义重大,却也不是难以超越。一方面咱们必要做些基本研究,以理解导致人体中细胞特化细胞事件,从而可以指引这些多能干细胞发育成移植所需特殊组织类型。另一方面,在运用这些细胞进行移植之前,还必要克服免疫排斥问题。由于来自胚胎或胎儿组织人体多能干细胞与移植受者在遗传上有差别,因而将来研究将集中于变化人体多能干细胞,将组织不相容性降到最低,或是创立具备通用组织类型组织库。体细胞核转移(SCNT)办法是克服某些病人组织不相容另一办法。如,如果病人患有进行性心力衰竭,运用SCNT技术,从该病人身上任何一种体细胞中取出细胞核,与捐献者去核
18、卵细胞相融合。通过恰当刺激,细胞发育为胚囊:从内细胞群中获得细胞可建立多能性细胞系,随后诱导其分化为心肌细胞。由于绝大多数遗传信息包括在细胞核中,这些细胞与心力衰竭病人具相似遗传性。当这些心肌细胞移植回病人身体时,不会浮现排斥现象,病人也不必服用免疫抑制药物,而这些药物是有毒副作用。 成熟干细胞如前所述,在某些成年组织中可以发现专能干细胞。事实上,在咱们体内有些细胞会消耗掉,需要干细胞来补充细胞供应,例子之一便是前面提到造血干细胞。 专能干细胞尚未在所有成年组织中发现,但在该研究领域发现正日益增多。例如,不久前人们还以为成年神经系统中没有干细胞,但近几年,人们却从大鼠和小鼠神经系统中分离出神经
19、干细胞。在这方面,对于人类结识更为有限。已从人类胎儿组织中分离出神经干细胞;此外,从手术治疗癫痫切除成人脑组织中已分离出一种细胞,它也许是一种神经干细胞。 成熟干细胞与多能干细胞具备同样潜能吗? 时至今日,只有少数证据表白,在哺乳动物中,如造血干细胞那样专能干细胞能变化分化程序,生成皮肤细胞、肝细胞或非造血干细胞,甚至是某一特定血细胞。但是,在动物实验中发现促使科学家们开始探究这个观点。 动物实验表白,参加某些特定细胞系发展成熟干细胞能发育成其他类型细胞。近来小鼠实验表白,当神经干细胞置入骨髓时,它们可产生各种类型血细胞。此外,大鼠实验显示,在骨髓中干细胞可以形成肝细胞。 这些令人激动发现阐明
20、,虽然干细胞已经专门化,在某些条件下,她们有也许比人们最初所想像更为变化多端。同步,成熟干细胞多变性仅见于某些动物,且局限于为数不多几种类型组织。 为什么不专门进行成熟干细胞研究? 人类成熟干细胞研究表白,这些专能干细胞在细胞疗法研究和发展中具备极大运用价值。例如,运用成熟干细胞进行移植有诸多优势。如果能从病人身上分离出成熟干细胞,诱使它们分化并指引它们进行特化发育,而后将它们移植回病人体内,这样细胞不也许发生排斥现象。使用成熟干细胞进行这样治疗,显然会减少、甚至避免使用来源于人体胚胎或人体胎儿干细胞(这些来源往往会给人们带来伦理上麻烦)。 成熟干细胞显示出真正但愿,但仍有某些重要因素限制了它
21、们运用。一方面,人们尚未从承认体内所有组织中分离出成熟干细胞。尽管各种不同类型专能干细胞已得到拟定,但所有类型细胞和组织成熟干细胞尚未在成人体内发现。例如,人们尚未发现人类成熟心脏干细胞或成熟胰岛干细胞。另一方面,成熟干细胞含量极微,很难分离和纯化,且数量随年龄增长而减少。例如,成人脑细胞有也许是神经干细胞状况,只是在移除癫痫患者某些脑组织时才可见,而这一点价值甚微。如果尝试使用患者自身干细胞进行治疗,那么一方面必要从患者体内分离干细胞,并体外培养,只至有足够数量细胞才可用于治疗。对于某些急性病症,恐怕没有足够时间进行培养。在另某些遗传缺陷疾病中,遗传错误很也许也会浮现于病人干细胞中,这样干细
22、胞不适于移植。有证据表白,成人身上获得干细胞,也许没有年轻人干细胞那样增殖能力。此外,由于寻常生活暴露,涉及日光、毒素、以及在毕生中DNA复制过程中某些错误,成熟干细胞也许包括更多DNA异常。这些潜在弱点将限制成熟干细胞使用。在成熟干细胞上也许无法研究细胞特化初期阶段,由于它们特化性比多能干细胞强。此外,一种成熟干细胞系能形成几种,也许是3 或4个组织类型,但当前,还没有明显证据表白成熟干细胞具备多能性,无论是人类还是动物。为了拟定众多人体特化细胞和组织最佳来源,为新疗法乃至治愈办法服务,进行成熟干细胞发展潜能研究及其与多能干细胞对比研究将是非常重要。总结由于在针对最具破坏性疾病新疗法上,干细
23、胞具备巨大但愿,因而同步进行所有干细胞系研究是很重要。科学和科学家需要寻找这些细胞最佳来源,一旦予以拟定,无论来源如何,研究者们都将运用它们谋求新细胞疗法。能产生许多人体组织干细胞系,无论是多能还是专能,它们发展是一项重要科学突破。如果说这项研究将有也许对药物应用产生革命,提高生命质量和寿命,这样说法也无可厚非。什么是胚胎干细胞?胚胎干细胞是在人胚胎发育初期囊胚(受精后约57天)中未分化细胞。囊胚具有约140个细胞,外表是一层扁平细胞,称滋养层,可发育成胚胎支持组织如胎盘等。中心腔称囊胚腔,腔内一侧细胞群,称内细胞群,这些未分化细胞可进一步分裂、分化,发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚
24、层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体各种组织和器官。如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系统等,中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织,内胚层将分化为肝、肺和肠等。由于内细胞群可以发育成完整个体,因而这些细胞被以为具备全能性。当内细胞群在培养皿中培养时,咱们称之为胚胎干细胞。研究证明:分离小鼠胚胎干细胞在体外可以分化成各种细胞,涉及神经细胞,造血干细胞(血细胞前体)和心肌细胞。令人惊奇是,这些细胞还具备自发发育成某些原始构造趋势。如在一定培养条件下,一某些胚胎干细胞会分化为胚状体(与小跳动心脏具备奇异相似之处),而另某些细胞会发育成包括造血干细胞卵黄囊。形成胚状体和卵黄囊比例可通过变化培养基而变化
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 干细胞 研究 应用 进展 人类 健康
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。