干细胞和再生医学的故事

干细胞和再生医学的故事
干细胞和再生医学的故事

干细胞和再生医学的故事

最近都在讲精准医学,大致可以理解为一种“根据每个患者的个体特征‘量身定制’的治疗方法”。从某一方面来说,干细胞技术带来的再生医学,也应该算是精准医学的一个重要部分。然而什么是干细胞技术,很多人并不真正了解,只知道市面上已在热销什么干细胞面膜、面霜,流行什么干细胞美容,似乎那就是个可以令我们青春永驻的秘方。

干细胞大家族

干细胞可是一个大家族,根据不同的分法可以分为以下几类。根据它的发育等级和分化能力,可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

全能干细胞:

顾名思义就是啥样的细胞都能变,实际上全能干细胞能形成一个新的生命个体。也就是说,从这一个细胞出发,经过分裂、增殖、分化最终可以得到一个完整的生物。目前,对人体来说这样的细胞只有两种:一是,受精卵;二是,四分体时期的细胞有的科学家认为四分体时期的细胞也具备全能性,不过没有达成广泛共识。可惜的是,后者以目前的科学技术还没有办法把它们分离出来传代培养就是让它们不停地分裂还能保持原有的功能特点,所以我们实际上很少研究它。

多能干细胞:

与全能干细胞的区别,是后者“啥都能变”,前者却是“能变很多种”。也就是说,多能干细胞可以变成几种不同的细胞,但不是所有种类的细胞都能变,比如“造血干细胞”,所以它们永远没办法形成一个完整的生物个体。

单能干细胞:

自然就是只能变一种至多是两种细胞的干细胞。

其次,根据干细胞的来源,我们还可以把它们分成胚胎干细胞和成体干细胞。最新的研究中还有一类新的干细胞,就是诱导多能性干细胞。

热门美剧《实习医生格雷》第七季里有一集,讲到一个小女孩因为肿瘤失去了气管,医生们用她自己的干细胞再造气管,进行移植的故事。虽然这个故事被讲得错漏百出,但利用自身的干细胞治疗和修复机体,确实是现实中已经被广泛应用的一系列技术了。这些医疗手段的基础就是成体干细胞。成体干细胞正是在现实医疗中应用最多的干细胞治疗手段。

另一部被改成电影的朱迪·皮考特最著名的小说《姐姐的守护者》,讲的则是关于干

细胞治疗的道德拷问:小女孩安娜的出生就是为了用她的干细胞来治疗自己姐姐的病,后

来她将自己的父母告上法庭,要争取自己的“身体支配权”,最终却因车祸而亡,留下了

健康的肾脏,还是捐给了自己的姐姐。这里提到的治疗使用的正是胚胎干细胞。这一研究

已引来一系列质问:胚胎算不算人类?什么样的胚胎就应该被当作“人”来尊重?为了拯救

一个生命而创造另一个生命是否道德?等等。

此外,2021年有一部很好看的电影《本杰明·巴顿奇事》,由布拉德·皮特主演,讲一个婴儿一出生就是一副古稀老人的状态,被寄养在老人院,结果居然越长越年轻,最终

变成了一个婴儿死去了。抛开它的哲学内涵不谈,人世间是不是真的会有这样的“奇事”呢?事实上,作为一个“人”当然不会有,但是“人”的细胞却确实可以“越活越年轻”——当然,这是在科学家们的调控之下做到的。这就是我们所讲的“诱导多能性干细胞”。

干细胞技术令再生不是梦

事实上,人体之所以有一定的再生能力,主要是靠着成体干细胞。比如,表皮的再生、血细胞的换新、头发指甲的生长之类。关于再生医学中的成体干细胞的研究,最早始于20世纪60年代对造血干细胞的研究,造血干细胞目前为止是应用得最成熟的成体干细胞,

可应用于治疗多种血液系统恶性肿瘤、某些实体瘤、某些自身免疫性疾病和某些遗传病;

之后,人们又发现了对皮肤的修复和再生至关重要的上皮干细胞、在神经组织中起重要作

用的神经干细胞等。

还记得系列科幻电影《超人》的主要扮演者克里斯多夫·李维吗?身高193公分、拥

有美国康乃尔大学学历的李下,不幸于1995年参加马术比赛时摔落马下,脊椎严重受伤,颈部以下全部瘫痪。但他一直努力想要重新站起来,不仅离开了病床积极接受复健,更致

力于推动胚胎干细胞的研究,只可惜他最后还是于2021年因为心脏衰竭在纽约过世,终

年52岁。或许有一天,科学家们可以依靠神经干细胞的研究,让这些“折翼的天使”重

新康复。

胚胎干细胞的研究从长远来讲,在再生医学中也具有更辉煌的前景。比如生殖系干细

胞的研究,就可以被用来研究不育不孕症,为千千万万没有孩子的家庭造福。现在医学研

究中,用“核移植”的方法来获取胚胎干细胞,其实已可以避开部分伦理道德的争议。

此外,诱导多能性干细胞则无疑是最近几年干细胞学界、甚至是生物学界最重要的发现。最重要的优势就是,它规避了胚胎干细胞研究的伦理壁垒,用成体干细胞来培养出胚

胎干细胞,完全可以做到“用你自己的细胞治疗你自己的疾病”。

总之,现代的再生医学早已经取得了飞速的发展:2021年8月,德国科学家斯米勒等人成功地复制了一位56岁患者的下颌骨,就像吴宇森的电影《变脸》一样,那位原本不

能正常进食的患者成功地获得了一张“新脸”,而且还恢复了正常的饮食生活。

斯米勒等人先用电脑扫描,模拟出患者下颌骨的尺寸大小,做出钛合金的金属支架,

再从患者的骨髓中取出骨髓干细胞,与生长激素混合在一起,涂抹在钛合金金属支架上,

一起移植在患者的右肩胛骨里,经过8个星期的“体内”培养之后,成功的复制出了患者

的下颌骨。他们再将培养好的下颌骨取出,移植到患者的下巴上,这样,患者就成功地得

到了一个“新下巴”。这是世界上首例成功使用背部肌肉血液培养下颌骨的案例。

后来,美国俄亥俄州克利夫兰的亚特里奥赛特公司利用约翰霍普金斯大学研究出的一

种以纳米纤维为基础的体外细胞扩增的新技术,还可以利用造血干细胞在体外大量生产血液。

近年来新进展、新成果简直令人瞠目结舌。有人提出,我们这一代人也许是“最后一

代原装人”,因为再生医学的发展可以使我们活到120岁、150岁甚至更长。在这100年

左右的时间里,人类科技的发展就有可能使我们“长生不老”——又也许是可以不要肉体,只把我们的意识保留在计算机中,云云。

干细胞是一种聪明的细胞,具有神奇的功能,除了公认的美容及抗衰老功效以外,对

于很多疑难疾病和不知道病因发病机理的疾病,都具有很好的治疗和预防效果。而且干细

胞关键不是在治疗上,它对于免疫能力的提升以及疾病的预防都非常有效。干细胞技术已

经成为当今生命科学的前沿和热点,将会引发继药物和手术之后的新一轮波澜壮阔的医疗

技术革命。

感谢您的阅读,祝您生活愉快。

干细胞与再生医学

需要重点看的概念 1 embryonic stem cells, ES 胚胎干细胞 2 Stem cells 干细胞 3 hematopoietic stem cell 造血干细胞 4 Neural stem cells (NSCs) 神经干细胞are initially present in a single layer of pseudostratified epithelium spanning the entire distance from the central canal to the external limiting membrane. NSCs continue to proliferate, and are patterned over several days in vivo to generate mature neurons, oligodendrocytes, and astrocytes. 神经干细胞起先呈现为单层假复层上皮,覆盖于整个中央管到外部的限制性膜。神经干细胞能增殖,并在数天内产生成熟的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 5 plasticity 可塑性一种成体干细胞具有生成另一个组织的特化细胞的能力,即成体干细胞具有一定跨系、甚至跨胚层分化的特性,称其为干细胞的可塑性,也称为成体干细胞的横向分化。Transdifferentiation (plasticity of stem cell): means the adult stem cell from one embryonic layer can differentiate into cells derives from other layer. 6 Human mesenchymal stem cells 人间充质干细胞 7.fate mapping 干细胞命运图:在正常环境下受各种稳态因素调节的分化趋势。这些趋势包括干细胞对机体正常发育活动的参与,以及干细胞对各种生物学危险诸如组织损伤、器官衰老以及疾病的反应。 判断 7 There must be stem cells that divide and generate neurons in the adult mammalian brain. (T) 在成年的哺乳类动物体内一定有能够分裂并产生神经元得干细胞存在 填空 8 (adult) stem cells have been identified in the brain, particularly in a region important in memory, known as the hippocampus. 研究者已经证实脑中含有成体干细胞,特别是在对记忆尤为重要的海马区 9 NEP cells continue to proliferate, and are patterned over several days in vivo to generate mature (neurons) , oligodendrocytes, and astrocytes in a characteristic spatial and temporal pattern. 神经上皮干细胞持续增殖,并在数天内被模式化,以特有的时空模式产生成熟的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 问答 10 neuronal precursors can be isolated from 神经前体细胞可从哪些部位分离 1) the developing human brain, 发育中的人脑 2) adult human hippocampus, 成人的海马

中国及中国科学院干细胞与再生医学研究概述_周琪

第28卷 第8期2016年8月V ol. 28, No. 8Aug., 2016 生命科学 Chinese Bulletin of Life Sciences 文章编号:1004-0374(2016)08-0833-06 DOI: 10.13376/j.cbls/2016109 收稿日期:2016-07-01 基金项目:中国科学院“干细胞与再生医学研究”战略性先导科技专项(XDA01020101)*通信作者:E-mail: zhouqi@https://www.360docs.net/doc/32470988.html, 中国及中国科学院干细胞与再生医学研究概述 周 琪 (中国科学院动物研究所,北京 100101) 摘 要:干细胞与再生医学研究已成为当今生命科学研究领域的前沿和热点,日益表现出巨大的临床应用前景和产业潜力,有望解决人类面临的重大医学难题。近年来,我国干细胞与再生医学研究获得了突飞猛进的发展,取得了多项重大成果,已成为世界干细胞研究领域中的重要力量。概述了我国干细胞与再生医学研究的发展现状,介绍了中国科学院“干细胞与再生医学研究”战略性先导科技专项的实施进展情况,并为我国干细胞研究领域的发展提出了建议。 关键词:干细胞;再生医学;中国科学院战略性先导科技专项 中图分类号:Q813 文献标志码: A An overview of stem cell and regenerative medicine in China and at Chinese Academy of Sciences ZHOU Qi (Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China) Abstract: Stem cell and regenerative medicine represents one of the most important areas that is advancing life sciences. Stem cell research and its clinical application have promised a successful cure of a variety of serious human diseases such as neural degenerative diseases and injuries. Over the past decades, a blossom is appearing in 周琪,中国科学院动物研究所研究员,干细胞与生殖生物学国家重点实验室主任,中国科学院院士。中国科学院干细胞与再生医学战略性科技先导专项首席科学家。主要从事细胞重编程机制和命运调控、干细胞多能性获得与维持等研究工作,并致力于推动再生医学的发展和干细胞的转化应用。国际首次获得体细胞克隆大鼠、诱导多能干细胞来源的小鼠;建立了孤雌胚胎干细胞、单倍体胚胎干细胞等多种新型多能性干细胞系,获得单倍体胚胎干细胞来源的转基因小鼠和大鼠;首次创建了新型的异种杂合二倍体胚胎干细胞;利用经过基因组印记修饰的孤雌单倍体干细胞建立了“同性生殖”的新方法;发现可以判断干细胞多能性水平的分子标识并揭示其调控机制;建立了包括灵长类动物在内的多种人类疾病动物模型;合作在体外获得功能性精子等。推动建立了国际干细胞临床标准和临床级胚胎干细胞库;建立了多株临床级干细胞,开展了细胞治疗及药物筛选等临床前基础研究及安全性评估等工作。现已在Cell 、Nature 、Science 、Nature Biotechnology 、Cell Stem Cell 等多家刊物发表SCI 论文一百余篇。获得国家自然科学奖二等奖、中科院杰出科技成就奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等多项奖励。 网络出版时间:2016-08-24 11:37:48 网络出版地址:https://www.360docs.net/doc/32470988.html,/kcms/detail/31.1600.Q.20160824.1137.020.html

(国家)干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟项目管理办法

(国家)干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟项目管理办法 为了加强干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟专项项目及经费的管理,规范管理程序,优化资源配置,推进自主创新,发挥科技对经济社会发展的支撑和引领作用,根据《干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟经费管理办法》《干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟知识产权管理办法》等有关规定,制定本办法。 第一章总则 第一条干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟专项项目是指由干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟支持并组织实施,围绕干细胞技术领域的关键性技术攻关、战略产品研发和临床医疗转化的科技专项计划,由若干相互关联的项目组成。组织实施干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟专项项目,旨在集中资源联合攻关,力争在干细胞领域取得突破,获得一批拥有自主知识产权的重要技术和战略产品,增强核心竞争力,为我国干细胞产业发展、医疗水平提升、和谐社会建设提供技术支持。 第二条干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟专项项目实施期限一般为2年。专项的组织实施应制订实施方案,每年调研、筛选确定2-3个项目列入专项计划,给与相应的经费。 第三条干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟专项项目的组织实施由干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟统筹协调。专项实施分制订方案、组织实施和绩效评价三个阶段。干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟作为牵头部门负责专项实施的综合协调和宏观指导,会同有关干细胞专家组,提出专项实施方案,组织项目立项论证。根据评审结果拟定年度支持计划并组织实施,对专项实施情况进行鉴定验收。 第四条项目立项实行专家咨询与行政决策相结合的立项审批制度。干细胞与再

干细胞与再生医学行业发展综述

干细胞与再生医学行业发展综述 干细胞与再生医学行业已经成为当今生命科学研究领域的热点和前沿,随着临床应用需求的增加,其展现出巨大的临床应用前景和潜力。近些年来,我国在干细胞与再生医学领域获得了迅猛发展,取得多项科技成果,逐步成为行业的主力军。文章对目前我国干细胞与再生医学行业发展的现状及存在问题进行了综述。 标签:干细胞;再生医学;行业发展 干细胞是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞总称,可以进一步分化成各种不同的组织细胞,从而构成机体各种复杂组织和器官。干细胞可以应用到几乎涉及人体所有重要的组织器官及人类面临的许多医学难题,在细胞替代、组织修复、疾病治疗等方面具有巨大潜力。基于干细胞的再生医学研究代表了当代生命科学发展的前沿,正在引领现有临床治疗模式发生深刻变革,并成为新医学革命核心,并有望帮助人类实现器官再造的梦想。 1 我国干细胞与再生医学发展现状 近年来,我国将干细胞与再生医学研究确立为重要的战略部署,对其基础研究、关键技术以及资源平台建设及产业化发展给予了大力支持。“十二五”期间,通过国家重点基础研究发展计划、高技术研究发展计划、国家自然科学基金等不断强化对干细胞与再生医学领域的资助强度,已经累计投入约40亿元用于支持相关研究。此外,我国十分重视对干细胞研究临床转化的政策规范制定工作。在2015年3月国家卫计委和食品药品监督管理总局共同制定并发布《干细胞临床研究管理办法(试行)》和《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)》。相关文件的出台改变了我国干细胞行业无法可依、无规可循的状况,对干细胞与再生医学行业的健康发展起到了巨大的推动作用。 国家的大力支持促进了干细胞与再生医学的快速发展,我国目前在干细胞领域的研究已经处于国际先进行业。据有关资料显示,2011-2015年,SCI数据库共收录干细胞相关论文115697篇,其中我国发表论文19145篇,仅次于美国,位居世界第二位。我国发表论文的年均增长率为26.21%,显著高于国际平均8.55%。此外,我国的干细胞技术相关专利申请数也呈大幅上升态势,专利申请比例从2011年的14.35%提高到了2015年的26.12%。 随着干细胞及再生医学行业的迅速发展,其产业化和市场化也突飞猛进,目前全国范围内已经形成了数十家不同规模的干细胞研发(或)销售公司,从事干细胞产品开发、干细胞库的建立、细胞储藏(主要是脐带血造血干细胞和不同组织来源的成体干细胞)、产品研发和相关附属品的销售。此外,我国在北京、上海、广州等地建立了干细胞库,对基础研究和临床转化所需的重要干细胞资源进行储备。近日又在深圳建立了我国首个国家基因库,有效保护、开发和利用我国珍贵的遗传资源,提高我国生命科学研究水平,促进我国生物产业发展,维护国

相关文档
最新文档