细胞生物学专题报告

器官工厂

【摘要】：正常人体的各种组织、器官都是由细胞及其合成的细胞外基质组成，正常组织、器官的生长发育和再生也主要依靠细胞增殖并分泌细胞外基质完成。组织工程的基本原理就是模拟组织器官的生长、发育及再生过程，将功能良好的活体细胞种植到一种生物可降解吸收的支架材料上，在适当的体内或体外培养环境中，细胞就能在支架材料上增殖并分泌细胞外基质从而形成组织，而支架材料逐渐被降解吸收并为组织形成提供三维空间，最终材料被完全降解吸收，细胞也就在支架材料提供的三维空间中形成了正常的有功能组织。基于这一原理，目前已能成功在体内或体外再生骨、软骨、肌腱、皮肤、角膜、血管等多种组织

【abstract】：All kinds of normal human body tissues and organs is the cell and the synthesis of extracellular matrix components, normal tissue, organ growth and regeneration also rely mainly on cell proliferation and secretion of extracellular matrix finish. Tissue engineering is the basic principle of tissues and organs of the simulation of the growth, development and regeneration process, will function good living cells grow to a biodegradable absorption of the support material, in appropriate body or in vitro culture environment, cell can in the support material on the proliferation and secretion of extracellular matrix, forming organization, and support material was gradually degradation absorption and for the organization forms provide 3 d space, finally material is completely degradation absorption, the cells in support

material provide 3 d space to form the normal functional organization. 【关键词】：组织工程学体外培养细胞分化器官构建

【keyword】：Tissue engineering In vitro culture Cell differentiation Organ construction

前言： 21世纪是生物的世纪，毫无疑问，人类在探究生命奥秘的道路上从未止步。在生物研究中，器官重塑一直是人们期望攻破的堡垒。而现在，器官的人工塑造虽然依然无法实现，但我们已然看到的成功的希望。为我们带来曙光的就是仍在起步阶段的组织工程学.

正文

人体器官的缺损，往往会极大的影响一个人的生活。虽然有些器官缺失不影响人的生命，但一旦关键器官（如心脏）的功能受到影响，个体的生存就会面临危机。传统上的治疗方法是自体组织移植术，虽然可以取得满意疗效，但它是以牺牲自体健康组织为代价的办法，会导致很多并发症及附加损伤；人的器官功能衰竭，采用药物治疗、暂时性替代疗法虽然也可挽救部分病人生命，但供体器官来源极为有限，因免疫排斥反应需长期使用免疫抑制剂，由此而带来的并发症有时是致命的。自80年代科学家首次提出“组织工程学”概念以后，为众多的组织缺损、器官功能衰竭病人的治疗带来了曙光。

组织工程学是由美国国家科学基金委员会于1987年正式提出和确定的，是基于细胞生物学、生物材料和工程学的原理，研究并开发用于修复或改善人体病损组织或器官的结构、功能的生物活性替代物的一门科学。组织工程的基本原理就是模拟组织器官的生长、发育及再生过程，将功能良好的活体细胞种植到一种生物可降解吸收的支架材料上，在适当的体内或体外培养环境中，细胞就能在支架材料上增殖并分泌细

胞外基质从而形成组织，而支架材料逐渐被降解吸收并为组织形成提供三维空间，最终材料被完全降解吸收，细胞也就在支架材料提供的三维空间中形成了正常的有功能组织。

组织工程学有三个要素：细胞、支架以及生长信息。通俗地讲，组织工程学就是要像种庄稼一样种植器官。种子就是细胞，土地就是支架，生长信息可以理解为肥料，是为了器官向我们所期望的方向生长。

人体是有众多不同功能的细胞构成的。我们知道在一个器官里肯定不止一种细胞，器官功能的实现是不同种类的组织细胞共同协作的结果。为了种植器官，就要求作为种子的细胞具有分化成不同种细胞的能力。那么具有全能性的干细胞就成了我们的首选。

细胞

干细胞是指未分化或分化度极低,能生成各种组织器官的起源细胞。干细胞的原意是树干或起源,类似于一棵树干可以长出树杈,树叶,开花,结果.干细胞大致可以分为3种类型:胚胎干细胞,组织干细胞和专能干细胞.胚胎干细胞又称全能干细胞。是从哺乳动物早期胚胎中分离培养出来的。特点是具有发育的全能性,可以参加整个生物体的发育,构成人体的各种组织和器官.受精卵便是一个最初始的全能干细胞。全能干细胞是指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞。胚胎干细胞在进一步的分化中,可形成各种组织干细胞,又称多能干细胞。它具有分化出多种细胞组织的潜能,但不能发育成完整的个体。多能干细胞取自囊胚,原肠胚期。多能干细胞进一步分化,可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞。原肠胚以后的干细胞只能是专能干细胞了(如某些肝脏细胞,骨髓造血干细胞) 。所以脐带或者成人骨髓中的都已经是专能干细胞了(即纯体外培养只能分裂分化出特定的组织细胞,如骨髓只能分裂出