干细胞研究进展

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【摘 要】干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源，具有高度自我复制，高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透，干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究已成为生命科学中的热点。基于此，本篇文章就干细胞的最新研究进展情况进行了综述，旨在为读者提供了解干细胞研究的平台。

【关键词】干细胞；肿瘤干细胞；神经干细胞

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下它可以分化成多种功能细胞。干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。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。本文将对肿瘤干细胞、心肌干细胞以及神经干细胞的研究做如下综述。

1、肿瘤干细胞概述

1.1肿瘤干细胞学说的提出。1960年以来，许多动物实验证明只有当肿瘤细胞数大于100万时才可以形成新的肿瘤。一些研究显示并不是所有的肿瘤细胞都能增殖，可能只有小部分肿瘤细胞具有滞留源性，而大部分是肿瘤起始细胞或肿瘤干细胞。随着对干细胞研究的不断深入，发现干细胞和肿瘤干细胞之间具有许多共同特征：他们都具有多向分化潜能和自我更新能力，以及相似的细胞表面标志和相同的信号调节通路等[1]。于是提出肿瘤起源于肿瘤干细胞，是一种干细胞疾病，肿瘤是正常干细胞累计突变的结果，“肿瘤干细胞学说”应运而生。

1.2肿瘤干细胞的分离和鉴定。近年来，干细胞研究的发展很大程度上依赖于细胞分化抗原的研究进展，细胞表面特异性标志的确定是肿瘤干细胞分离的第一步。一般原则为结合谱系标志，正常干细胞特异标志（如BTSC的CD133与分离LSC的CD34）以及正常组织特异性标志等综合评价[2]，很多学者认为结合阳性标志和阴性标志可以更有效地分离干细胞。目前高通量的细胞分选系统主要有：磁性细胞分选系统和流式细胞技术（FACS）[3]。

1.3肿瘤干细胞研究方向。①研究论证是否每一种肿瘤细胞，不论是良恶性都存在肿瘤干细胞。②确定细胞表面标志，争取使用特异性强的药物杀灭肿瘤干细胞。③对已分离鉴定的肿瘤干细胞，从其特性入手，即诱导其分化，使其丧失自我更新的能力。④研究表明，Notch、wnt、Shh、Bmil等细胞信号转到通路调节正常干细胞的自我更新、增生、分化，在肿瘤的发生发展中也起着重要作用。通过研究这些细胞信号通路，有助于我们发现肿瘤细胞干细胞的靶位用于抗癌治疗。⑤发展高效的体外培养系统、细胞扩增技术以及维持干细胞未分化状态技术是今后研究的重任。目前实体瘤中的乳腺癌干细胞和淋巴造血系统恶性肿瘤干细胞已被发现并分离，但随后需进一步证实更多实体瘤肿瘤干细胞的存在，并从肿瘤中分离纯化肿瘤干细胞，在此基础上确定肿瘤干细胞的基因图谱，寻找肿瘤干细胞表现出来的特异靶位，研制新的针对于肿瘤干细胞的药物，以达到肿瘤的根治疗效。

2、心肌干细胞概述

2.1心肌干细胞简介。2003年，Beltrami等首次从大鼠心肌内分离出一种具有自我更新能力的细胞，并具有分化成心肌细胞，内皮细胞以及平滑肌细胞的能力。将这些细胞移植到心肌梗死大鼠心肌内，可分化成新的心肌细胞并明显改善心脏功能。这类细胞认为是心肌干细胞。Laflamme等的实验也证实成人心脏中有心肌干细胞的存在，它能够再生心肌，并且损伤时这种修复功能会增加[4]。Laugwitz等则证实心脏间质中存在着能完全分化成心肌表型的祖细胞。这些不同研究结果均表明了人类的成年心肌内都存在具有多向分化潜能的心肌干细胞。

2.2心肌干细胞分化起源。胚胎干细胞时全能干细胞能分化几乎全部组织和器官。1981年，鼠的胚胎干细胞首次分离成功。1998年Thomson首次从人囊胚中分离出人类胚胎干细胞。研究发现人类胚胎干细胞可以体外分化为心肌细胞。骨髓间充质干细胞也可以分化成心肌干细胞，研究发现骨髓源性祖细胞能够想造血细胞，血管和心肌等直接分化[5]。

2.3心肌细胞的定向分化及其调控。心肌干细胞向心肌分化受到多种因素的诱导和调控，目前已知细胞因子，激素，药物以及细胞内转录因子等都可以参与心急干细胞的分化调控。例如催产素可以与心肌干细胞表面受体结合，促进干细胞的有丝分裂；骨形态发生蛋白是一类在胚胎发育过程中起重要作用的蛋白家庭，它们可以参与调节某些心脏转录因子的表达，对心肌干细胞的定向分化起重要作用。

3、神经干细胞概述

3.1神经干细胞来源。①来源于脑组织，包括胚胎脑组织和成人脑组织；②来源于精髓。在胚胎和成人的脊髓室管内都存在神经肝细胞；③来源于骨髓。骨髓中存在骨髓基质肝细胞，在特定的条件下可以跨系统分化为神经元和神经胶质细胞；④脐血。人脐血是胎儿出生时期胎盘近胎儿一侧血管内的血液，含有丰富的肝细胞；⑤其他来源。近年来有学者发现，脐带华儿通胶来源的基质细胞有与骨髓间充质细胞相似的特性[6]。

3.2神经干细胞的分化。目前绝大多数的研究者认为，神经干细胞的分化存在细胞自身基因调控和外源性信号调控两种基质。这两种调控方式不断相互作用，共同完成对肝细胞分化的控制。现在神经干细胞分化研究还没有形成一个完全可靠的系统，仅仅只是就某一个途径或细胞因子等的研究。这主要是由于体内有上百种类型的神经元，每一种神经元的分化过程均涉及多种影响因素和信号传递。诱导神经干细胞高效分化成目的神经元或特定类型的神经胶质细胞仍处于探索阶段。

3.3神经干细胞研究前景。神经干细胞在中枢神经系统存在被证明，以及分离培养的成功是神经科学研究的一个重要突破。目前神经干细胞的研究公正如火如荼地进行，对神经干细胞的基础研究取得显著成果，但是将其常规应用于临床仍有许多问题需要解决，以及如何从动物的应用顺利的过度到临床的应用还需要进行深入的研究。

4、结语与展望

干细胞是动物机体内的一种发育全能性细胞。目前对干细胞的研究取得的进展都是在阐明干细胞的生物学特性，以及对干细胞的选择性分化和生长，然而如何对干细胞的生物学特性进行很好的控制还没弄清楚，这需要人们进一步研究和探索。随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，这将成为干细胞应用的主要方向。

【参考文献】

[1]农晓林，黎彦，等.肿瘤干细胞的研究进展[J].中国医学文摘肿瘤学，2006，20（3）：241-242.

[2]Lapidot T，Sirard C，Vormoor J，et al.A cell initiating human acute myeliod leukaemia after transplantation into SCID mice.Nature，1994，367；645-648.

[3]Al-Hajj M，Wicha M S，Benito-Hemandez A，et al.Prospective identification of tumorigenic breast cancer ceils[J].Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（7）：3983-88.

[4] Laflamme MA，Gold J，Xu C，et al.Formation of human myocardium in the rat heart form human embryonic stem cells[J].Am J Pathol，2005，167（3）：663.

[5]钱卫，卫佳.心肌干细胞研究进展[J].现代医药卫生，2010，26（19）：2941-2943.

[6]刘伟.神经干细胞研究进展及前景[J].职教与成教，2011，21（3）：568.