胚胎干细胞的应用
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胚胎干细胞的应用
胚胎干细胞是从着床前囊胚的内细胞团(innercellmass,ICM)经体外分离培养而建立的全能干细胞系。ES细胞具有三大特点:
①体外未分化状态下大量繁殖,具有自我更新能力;
②在一定条件下具有向3个胚层(内、中、外胚层)组织和细胞分化的全能性;
③易于进行基因改造操作。自Evans及Martin等人成功地分离和体外培养了小鼠ES细胞(roES细胞)以来,人们对ES细胞的研究逐渐深入。1998年,Thomson领导的研究小组由囊胚早期阶段分离并建立了第一株人ES细胞,引起子科学界的轰动和广泛关注。
事实上,mES细胞系建立后主要用于细胞分化和发育模型、药物筛选和基因功能的研究,直到人类ES细胞(hES细胞)系的建立,尤其是体细胞核移植技术(somatic cell nucleustransfer,SCNT)取得的突破性进展,人们才将研究的焦点转向了ES细胞定向诱导分化、细胞治疗及用于组织工程种子细胞的研究。
ES细胞定向诱导分化技术和SCNT技术的逐步成熟,使自体来源的ES细胞作为组织工程种子细胞成为可能,并显示了比其他来源细胞更大的优越性和广阔的临床应用前景。
SCNT是指先从需要救治的病人身上取一个体细胞,然后将该细胞的遗传物质植人一个去除了细胞核的卵细胞,在体外发育形成一个早期胚胎;其后,由此早期胚胎获得携带病人全部细胞核基因组型的ES细胞,经过定向诱导分化或其他相应技术处理后,进行细胞治疗或组织工程化组织构建,用以修复病人自体组织缺损的技术。
因此,ES细胞的无限增殖能力和体内外分化的全能性,使其成为潜在的组织工程技术的种子细胞来源。目前,小鼠或人的ES细胞已经被成功诱导为3胚层来源的多种组织细胞,如软骨细胞、胰岛素分泌细胞、心肌细胞、骨细胞、造血细胞、内皮细胞和神经细胞。