核移植胚胎干細(xì)胞( nuclear transfer embryonic stem cell),是指從采用體細(xì)胞核移植方法并經(jīng)體外培養(yǎng)的囊胚內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)中分離培養(yǎng)獲得的ESC。西安新生兒干細(xì)胞獲取核移植胚胎干細(xì)胞的基本過程是:用顯微注射的方法把供體細(xì)胞核移植入去核卵母細(xì)胞中形成重構(gòu)胚,用電激活法啟動胚胎發(fā)育程序,將其在體外條件下培養(yǎng)到囊胚階段,然后從囊胚內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)中分離培養(yǎng)ESC(圖1-3)核移植胚胎干細(xì)胞的形態(tài)、生長特性、表型標(biāo)志、分化潛能及用途,與從受精卵體內(nèi)發(fā)育的囊胚內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)中獲得的ESC一致。核移植胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)是遺傳特性與供體細(xì)胞相同,可用于細(xì)胞功能缺陷所引起的各種疾病治療,構(gòu)建組織器官及誘導(dǎo)分化為神經(jīng)、肌肉、肝、腎、骨等細(xì)胞用于疾病治療。該細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究與治療比體內(nèi)發(fā)育獲得的ESC更具有優(yōu)越性,主要是解決了ESC來源困難的難題,可以實(shí)現(xiàn)個性化治療,同時避免了同種異體移植的免疫排斥等瓶頸問題。在畜牧業(yè)方面,可用于優(yōu)良品種培育、物種保存等。
誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞( induced pluripotent stem cell,iPS)是由日本醫(yī)學(xué)家山中申彌( Shinya Yamanaka)等于2006年利用病毒載體將四個轉(zhuǎn)錄因子(Oct4、Sox2、Kf4和c-Myc)轉(zhuǎn)入分化的小鼠皮膚成纖維細(xì)胞中,使其重編程而得到的類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞類型。2007年11月,美國科學(xué)家湯姆森和山中申彌實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跬瑫r分別在 Science和Cell雜志上報道利用PA技術(shù)成功誘導(dǎo)皮膚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為幾乎與ES細(xì)胞完全一樣的多能干細(xì)胞,不同的是, Thompson實(shí)驗(yàn)室是慢病毒載體引入Oct4、Sox2、 Nanog和LIN8基因,而 Yamanaka依然是利用反轉(zhuǎn)錄病毒引入Oct4、Sox2、K4和c-Myc4種轉(zhuǎn)錄因子基因組合。西安新生兒干細(xì)胞隨后世界各地不同科學(xué)家在獼猴大鼠、豬等動物上取得成功。還發(fā)現(xiàn)其他方法同樣也可以制造這種細(xì)胞。2013年,北京大學(xué)鄧宏魁等利用小分子化合物與體細(xì)胞共培養(yǎng),成功誘導(dǎo)體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為ES細(xì)胞樣細(xì)胞并將其命名為化學(xué)誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞(CiPS)。其他還有利用卵細(xì)胞、ES細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞提取物與成體細(xì)胞共培養(yǎng)也可誘導(dǎo)體細(xì)胞表達(dá)ES細(xì)胞的抗原標(biāo)志物,但未建成細(xì)胞系。
成體干細(xì)胞( adult stem cell. ASC)是指存在于成體組織器官內(nèi),具有自我更新和分化為它所在組織的所有細(xì)胞類型的未分化細(xì)胞。ASC至少可以分化為一種以上所在組織中的不同表型和功能的成熟細(xì)胞,因此也稱之為多能干細(xì)胞( multipotent stem cell,pluripotent stem cel,PSC)。成體所有組織中均存在ASC,依據(jù)其組織來源分別稱之為相應(yīng)的組織干細(xì)胞,如神經(jīng)干細(xì)胞、胰干細(xì)胞、肝干細(xì)胞肌肉干細(xì)胞、胃腸干細(xì)胞。成體干細(xì)胞的研究始于20世紀(jì)60年代人們對造血干細(xì)胞的研究。造血干細(xì)胞是目前研究得清楚、應(yīng)用成熟的成體干細(xì)胞。ASC在正常生理條件下多處于GO期或緩慢向G1期轉(zhuǎn)化,其功能是負(fù)責(zé)更新其所在組織的生理性衰老死亡的成熟細(xì)胞以維持組織器官的結(jié)構(gòu)與功能的完整性。在病理性損傷等情況下,ASC可快速動員、增殖和分化,參與和促進(jìn)損傷組織的修復(fù)。體外分離、擴(kuò)增ASC需要特定的培養(yǎng)條件,同時需要添加促細(xì)胞生長因子和抑制分化的因子,即在促進(jìn)其生長的同時還要維持細(xì)胞的“干性”。
與胚胎干細(xì)胞相比,其分化潛能可能有一定限制,但其來源相對容易,甚至可來源于由于ASC可以來源于自體,因此ASC用于醫(yī)學(xué)研究及臨床治療更具有可行性。ASC還可分泌多種細(xì)胞生長因子、免疫調(diào)節(jié)因子等,這些因子可促進(jìn)損傷組織的細(xì)胞生長、血管再生和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)等,因而促進(jìn)損傷組織的修復(fù)。多潛能分化能力,隨著生物個體生命周期增長,成體干細(xì)胞會出現(xiàn)老化。當(dāng)成體干細(xì)胞自我更新能力增強(qiáng)和(或)分化障礙時,細(xì)胞增殖能力變強(qiáng),引起增生性疾病特別是腫瘤疾病。當(dāng)成體干細(xì)胞自我更新減弱,提前老化或分化不全時,可導(dǎo)致功能細(xì)胞形成減少,如不能滿足組織器官功能的需要,將導(dǎo)致相應(yīng)器官功能衰退,形成退行性疾病。人體衰老、死亡是由于組織器官中的ASC細(xì)胞數(shù)量減少和活性降低導(dǎo)致組織器官中生理性衰老死亡細(xì)胞更新不足所致,西安新生兒干細(xì)胞因此,外源性補(bǔ)充ASC有助于延緩衰老和衰老、退變組織的修復(fù)。ASC具有游走和向損傷組織歸巢的特性給受機(jī)械損傷或中毒、放射線照射等涉及細(xì)胞變性、壞死或缺失的患者輸入ASC(間充質(zhì)干細(xì)胞、造血干細(xì)胞)后,ASC可歸巢于損傷組織并在損傷組織的特定微環(huán)境誘導(dǎo)下分化為相應(yīng)組織的功能細(xì)胞,參與或促進(jìn)損傷修復(fù)。
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