生物技術(shù)導(dǎo)論結(jié)課論文

1、干細(xì)胞在臨床醫(yī)學(xué)上的研究應(yīng)用概述學(xué) 校：北京林業(yè)大學(xué) 班 級(jí)：車輛 09-1 班學(xué) 號(hào)：09 1024 115 姓 名：甘 義 云任課老師：李 瓊干細(xì)胞在臨床醫(yī)學(xué)上的研究應(yīng)用概述前言:本文以干細(xì)胞的定義、干細(xì)胞的研究和應(yīng)用為基礎(chǔ)，就干細(xì)胞研究的意義和存在的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)述。并展示了歷年的干細(xì)胞在臨床上應(yīng)用的一些實(shí)例，還有從2010年9月后干細(xì)胞在臨床應(yīng)用及研究的進(jìn)展實(shí)例。簡(jiǎn)要地介紹了當(dāng)前干細(xì)胞研究動(dòng)向及研究熱點(diǎn)，干細(xì)胞研究的前景及困難障礙等，以便更好地了解干細(xì)胞的臨床實(shí)踐服務(wù)。（一） 干細(xì)胞的名片：干細(xì)胞(stem cells, SC)是一類具有自我復(fù)制能力(self-renewing)的多潛能細(xì)

2、胞，在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞。根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell，ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞(somatic stem cell)。根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育潛能分為三類：全能干細(xì)胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）和單能干細(xì)胞（unipotent stem cell）。干細(xì)胞(Stem Cell)是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”。（二） 干細(xì)胞在臨床上的應(yīng)用概述：干細(xì)胞技術(shù)近年來(lái)高速發(fā)展，細(xì)胞治療，再生醫(yī)學(xué)，已成

3、為眾多疾病損傷修復(fù)治療，惡性腫瘤等疑難疾病的基因治療重要手段。尤其是iPS的研究，給細(xì)胞治療和基因治療帶來(lái)突破性曙光。2009年1月，美國(guó)食品和藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)了全球首宗人類胚胎干細(xì)胞治療臨床試驗(yàn)，這項(xiàng)批準(zhǔn)將創(chuàng)造"人類醫(yī)學(xué)史上的新篇章"。這也意味著將來(lái)有望使人類獲得用于治療帕金森氏癥、心肌梗死、糖尿病和白血病等重要疾病的替代細(xì)胞、工程組織和器官，同時(shí)也將有效促進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)研究新突破。（三） 目前干細(xì)胞研究的熱點(diǎn)：對(duì)于干細(xì)胞的研究范圍很廣泛，相對(duì)集中的在于：(1)其多能性的調(diào)控機(jī)制研究， 由一些局部的研究，到大規(guī)?；衔锖Y查，以及目前全基因組學(xué)范圍內(nèi)篩查，尋找參與調(diào)控其

4、多能性的目的基因；(2)分化調(diào)控機(jī)制研究，比如造血干細(xì)胞，神經(jīng)干細(xì)胞等的誘導(dǎo)調(diào)控等；(3) 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPs）的研究，從方法學(xué)到機(jī)制研究。最初是由導(dǎo)入外源DNA進(jìn)行誘導(dǎo)到用蛋白質(zhì)以及現(xiàn)在直接導(dǎo)入RNA 進(jìn)行誘導(dǎo)，或者由體細(xì)胞直接誘導(dǎo)成為其他器官組織細(xì)胞，不再需要通過(guò)誘導(dǎo)成為胚胎干細(xì)胞這一過(guò)程，比如由纖維細(xì)胞已經(jīng)成功地直接誘導(dǎo)為神經(jīng)細(xì)胞，心肌細(xì)胞，造血干細(xì)胞等；(4) 干細(xì)胞的臨床應(yīng)用嘗試等（四） 干細(xì)胞在臨床醫(yī)學(xué)上的最新進(jìn)展研究及突破（2010.9）： 1、 利用肝病患者的皮膚細(xì)胞成功培育出肝臟細(xì)胞2010年9月25日，英國(guó)劍橋大學(xué)發(fā)布公報(bào)說(shuō)，該校研究人員成功利用肝病患者的皮膚細(xì)胞培育出

5、肝臟細(xì)胞，這樣得到的肝臟細(xì)胞與病人肝臟中的細(xì)胞高度相似，將有助于對(duì)特定肝病患者進(jìn)行研究并開展治療。本次研究顯示，利用這種方法得到的肝臟細(xì)胞在生理特征上與病人肝臟中的細(xì)胞高度相似，因此可用于試驗(yàn)各種藥物，驗(yàn)之有效后再對(duì)病人進(jìn)行治療。2、殲滅致癌干細(xì)胞 根治癌癥新突破醫(yī)學(xué)界至今仍不斷研究根治癌癥方法，年僅27歲的香港小子梁子宇，透過(guò)老鼠胚胎干細(xì)胞和基因研究，首次發(fā)現(xiàn)將癌癥連根拔起的曙光。當(dāng)今治療癌癥的傳統(tǒng)方法，是將腫瘤切除，然后做化療、電療等，但化療和電療除會(huì)將癌細(xì)胞殺死，就連一些正常的細(xì)胞也被殺死。而他發(fā)現(xiàn)，透過(guò)控制一種名為ESET的蛋白，便可將致癌干細(xì)胞殲滅而不影響正常細(xì)胞，是啟發(fā)根治癌癥的新

6、突破。3、大劑量化療聯(lián)合自體干細(xì)胞移植治療鼻咽部T細(xì)胞淋巴瘤10月9日，據(jù)生物通報(bào)道，日本科學(xué)家用大劑量化療聯(lián)合自體干細(xì)胞移植治療鼻咽部T細(xì)胞淋巴瘤，與常規(guī)的化療效果來(lái)看，可顯著提高患者的治愈率并延長(zhǎng)其生存時(shí)間。4、干細(xì)胞分化的探秘路：從白血病到干細(xì)胞2010年10月25日，The Journal of Cell Biology 雜志在線首頁(yè)發(fā)表了來(lái)自中國(guó)學(xué)者李棟等的最新研究成果。JCB對(duì)該文做了重點(diǎn)推薦和報(bào)道，JCB評(píng)論員Mitch Lesile發(fā)表特別評(píng)論稱該研究發(fā)現(xiàn)為干細(xì)胞研究提供了新線索，通過(guò)激活一些小分子可能有助于維持干細(xì)胞的增殖而不分化。發(fā)現(xiàn)肌球蛋白NMMIIA通過(guò)P120-cat

7、enin穩(wěn)定E-cadherin影響細(xì)胞的多能性，而且在這個(gè)調(diào)控通路中，發(fā)現(xiàn)Ecadherin處于核心地位。我們認(rèn)為Ecadherin在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPs）過(guò)程中起著很重要的作用。我們的研究以及其他課題組的報(bào)道證實(shí)了這一點(diǎn)。 這項(xiàng)研究開始揭示一些使細(xì)胞形成緊密粘附件的分子機(jī)制，生物化學(xué)和力學(xué)信號(hào)相結(jié)合決定了干細(xì)胞的粘附性和克隆的緊密程度從而會(huì)影響細(xì)胞的多能性或者分化狀態(tài)。5、Cell Stem Cell：有助恢復(fù)脊髓功能的干細(xì)胞瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院研究人員8日?qǐng)?bào)告說(shuō)，他們研究發(fā)現(xiàn)一類名為室管膜細(xì)胞的干細(xì)胞不僅可幫助生成更多新的脊髓細(xì)胞，還能幫助恢復(fù)脊髓功能。這一成果將有助于研究人員尋找治療

8、人類各種脊髓損傷的新療法。6、Science TM：干細(xì)胞使與衰老有關(guān)的肌無(wú)力的速度放緩在小鼠中的一則新的研究報(bào)告指出，用干細(xì)胞來(lái)增加年輕的肌肉可減緩與年齡老化相關(guān)的肌無(wú)力的進(jìn)程。 這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致再生性肌肉療法的出現(xiàn)，這種療法也許會(huì)對(duì)罹患肌營(yíng)養(yǎng)不良癥的病人或是那些虛弱的老年人有幫助。Bradley Olwin及其同事提出，如果科學(xué)家們能夠發(fā)現(xiàn)可刺激肌肉中干細(xì)胞的小分子或分子組合（這可能會(huì)比將干細(xì)胞移植到人體內(nèi)要更容易些），那么這些分子可被用于增進(jìn)肌肉修復(fù)或減少肌肉喪失。 在成年期，損傷后或疾病后肌肉再生主要是靠衛(wèi)星細(xì)胞，這是一種會(huì)分裂并參與修復(fù)、重新恢復(fù)活力和控制骨骼肌組織的干細(xì)胞，它可通

9、過(guò)發(fā)育成為肌肉細(xì)胞而令肌肉生長(zhǎng)。7、瑞典研究發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞可幫助修復(fù)受損脊髓據(jù)新華社斯德哥爾摩10月8日電（報(bào)道員孫鍥）瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院研究人員8日?qǐng)?bào)告說(shuō)，他們研究發(fā)現(xiàn)一類名為室管膜細(xì)胞的干細(xì)胞不僅可幫助生成更多新的脊髓細(xì)胞，還能幫助恢復(fù)脊髓功能。這一成果將有助于研究人員尋找治療人類各種脊髓損傷的新療法。研究人員在新一期美國(guó)細(xì)胞干細(xì)胞雜志上介紹說(shuō)，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的研究發(fā)現(xiàn)，一旦老鼠的骨髓組織受損，存在于骨髓中的室管膜細(xì)胞就會(huì)被激活，和一些其他類型的細(xì)胞一起，促使分化形成更多的新的骨髓細(xì)胞，成為生成新骨髓細(xì)胞的“主要來(lái)源”。（五） 、以往成體干細(xì)胞應(yīng)用臨床病例種類和病例數(shù)（Table1 Illne

10、ss types and clinical cases number with adult stem cells application）2001 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:多發(fā)性硬化12002 下肢缺血性疾病:下肢缺血; 心臟系統(tǒng)疾病:心肌梗死; 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:多發(fā)性硬化,帕金森 96例2003 下肢缺血性疾病:下肢缺血; 心臟系統(tǒng)疾病:心肌梗死(冠心病); 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:(先天性腦癱,小腦萎縮,缺血缺氧性腦病,腦外傷失語(yǔ),腦外傷昏迷,帕金森,偏癱,截癱) 243例2004下肢缺血性疾病:下肢缺血; 心臟系統(tǒng)疾病:心肌梗死(冠心病),心力衰竭; 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:腦部疾病,脊髓損傷,重癥肌無(wú)力; 創(chuàng)傷類疾病

11、:創(chuàng)傷,輻射損傷; 肝臟類疾病:肝硬化肝衰竭 621例2005下肢缺血性疾病:下肢缺血; 心臟系統(tǒng)疾病:急性心肌梗死,缺血性心臟病,心肌梗死,心力衰竭; 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:癲癇,多發(fā)性硬化,肌萎縮側(cè)索硬化,脊髓損傷,腦外傷,多發(fā)性硬化,帕金森,腦出血植物狀態(tài),腦梗塞,重癥肌無(wú)力; 遺傳性疾病:肌營(yíng)養(yǎng)不良; 創(chuàng)傷類疾病:嬰幼兒燒傷; 肝臟類疾病:乙型肝炎肝硬化; 骨類疾病:股骨頭壞死,骨不連,骨不愈合及缺損,骨囊腫,骨髓空洞,脊柱不融合;其他:糖尿病,萎縮性鼻炎 1860例2006下肢缺血性疾病:糖尿病足,下肢動(dòng)脈閉塞; 心臟系統(tǒng)疾病:冠心病,心肌梗死,缺血性心臟病和擴(kuò)張性心肌病; 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:多

12、發(fā)性硬化,肌萎縮側(cè)索硬化,脊髓損傷,腦炎后遺癥,帕金森,精神分裂,共濟(jì)失調(diào),重癥肌無(wú)力等; 遺傳性疾病:肌營(yíng)養(yǎng)不良; 肝臟類疾病:肝硬化; 骨類疾病:骨不連,股骨頭壞死,骨缺損,胸腰椎骨折; 其他:一氧化碳中毒,小兒皮肌炎,褥瘡 2707例2007下肢缺血性疾病: 糖尿病足,下肢動(dòng)脈硬化閉塞癥,下肢缺血性疾病; 心臟系統(tǒng)疾病:急性心肌梗死,心力衰竭,冠心病; 神經(jīng)系統(tǒng)疾病:多發(fā)性硬化,脊髓損傷,腦梗死,腦出血,腦癱,周圍神經(jīng)損傷,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病,重癥肌無(wú)力; 遺傳性疾病:肌營(yíng)養(yǎng)不良; 創(chuàng)傷類疾病:燒傷無(wú)汗液分泌; 肝臟類疾病:晚期肝硬化,肝硬化失代償期,肝衰竭; 骨類疾病:股骨頭缺血性壞死,長(zhǎng)骨

13、缺損,骨不愈合; 其他:糖尿病 2236例（六） 干細(xì)胞研究的意義：固話干細(xì)胞的用途非常廣泛，涉及到醫(yī)學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域。目前，科學(xué)家已經(jīng)能夠在體外鑒別、分離、純化、擴(kuò)增和培養(yǎng)人體胚胎干細(xì)胞，并以這樣的干細(xì)胞為“種子”，培育出一些人的組織器官。干細(xì)胞及其衍生組織器官的廣泛臨床應(yīng)用，將產(chǎn)生一種全新的醫(yī)療技術(shù)，也就是再造人體正常的甚至年輕的組織器官，從而使人能夠用上自己的或他人的干細(xì)胞或由干細(xì)胞所衍生出的新的組織器官，來(lái)替換自身病變的或衰老的組織器官。假如某位老年人能夠使用上自己或他人嬰幼兒時(shí)期或者青年時(shí)期保存起來(lái)的干細(xì)胞及其衍生組織器官，那么，這位老年人的壽命就可以得到明顯的延長(zhǎng)。美國(guó)科學(xué)雜志于199

14、9年將干細(xì)胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排在人類基因組測(cè)序和克隆技術(shù)之前。（七） 干細(xì)胞應(yīng)用前景和所面臨的問(wèn)題：成體干細(xì)胞應(yīng)用前景和所面臨的問(wèn)題成體干細(xì)胞分化的多向性、存在的普遍性、遷徙性和對(duì)微環(huán)境的依賴性等特征，表明了成體干細(xì)胞在某種程度上具有的通用性，這一重大的有關(guān)干細(xì)胞分化理論的突破性進(jìn)展，將會(huì)使臨床治療模式發(fā)生革命性的改變，其應(yīng)用前景難以估量。應(yīng)用成體干細(xì)胞可以得到治療的疾病包括：血液病、腫瘤、自身免疫性疾病、器官功能衰竭和損傷性疾病等。應(yīng)用骨髓移植治療血液病、神經(jīng)干細(xì)胞移植治療帕金森病開創(chuàng)了干細(xì)胞移植治療的先河。由于A01 多向分化，以及易于分離和培養(yǎng)等特性，成為近幾年的研究熱點(diǎn)

15、。A01 可用于結(jié)締組織修復(fù)、提高B01 移植成活率、組織工程、藥物傳輸（4F6K4$73M$FL）等*H，其中組織工程人工皮膚已經(jīng)應(yīng)用于臨床。B01 移植治療非器官特異性自身免疫性疾病始于+< 世紀(jì);<年代，應(yīng)用于治療類風(fēng)濕病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、硬皮病等，短期療效是肯定的，但機(jī)制不太清楚。有人提出自身免疫病屬于干細(xì)胞疾病范疇。另外脊髓索受傷、肝硬化、中風(fēng)、老年性癡呆癥等和某些器官特異性自身免疫性疾病如重癥肌無(wú)力、!型糖尿病、NF8M$ 病等同樣可應(yīng)用成體干細(xì)胞移植治療和基因治療手段使疾病獲得痊愈或得到改善。腫瘤的發(fā)生與干細(xì)胞密切相關(guān)，并且腫瘤在某些特征上與干細(xì)胞相類似，如腫瘤的永生

16、性生長(zhǎng)和腫瘤干細(xì)胞的存在。在腫瘤中占很小比例的腫瘤干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)著腫瘤發(fā)生、發(fā)展以及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移*+。因此針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的特異性治療方案，將會(huì)徹底地治愈腫瘤。成體干細(xì)胞與基因治療結(jié)合應(yīng)用，可以將基因修飾（K$9$ J#43O3%8(3#9）的細(xì)胞與成體干細(xì)胞融合后，再植入自體組織中進(jìn)行修復(fù)治療。目前，限制成體干細(xì)胞應(yīng)用的主要因素是來(lái)源困難，成體干細(xì)胞在體外傳代中端粒酶活性很快下降*，可能是造成成體干細(xì)胞不能在體外大量擴(kuò)增的主要原因。擴(kuò)增成體干細(xì)胞以提供充足的移植細(xì)胞，是應(yīng)用這一技術(shù)的關(guān)鍵。而且，在急性損傷時(shí)，體內(nèi)干細(xì)胞增生往往是不足和緩慢的，如腦出血、心肌梗死、重癥肝炎等。因此，如何動(dòng)員和促進(jìn)體內(nèi)干細(xì)

17、胞或輸入外源性干細(xì)胞發(fā)揮再生修復(fù)作用，將不失為一有效途徑。綜觀成體干細(xì)胞在臨床治療中的應(yīng)用，其前景是輝煌的。但我們必須對(duì)干細(xì)胞移植治療和基因治療持以科學(xué)的態(tài)度。這一工作尚屬起步階段，此領(lǐng)域存在著許多問(wèn)題有待進(jìn)一步深入了解。因此規(guī)范合理的開展干細(xì)胞治療人類疾病是非常必要的。參考文獻(xiàn)（References）：1英國(guó)劍橋大學(xué)、 Modeling inherited metabolic disorders of the liver using human induced pluripotent stem cells、臨床研究雜志、2010. 8.25；2Proviral silencing in em

18、bryonic stem cells requires the histone methyltransferase ESET、Nature doi:10.1038/nature08858、2010；3 Czyz J,Wiese C,Rolletschek A, et al. Potential of embryonic and adultstem cells in vitroJ. Biol Chem,2003,384(10-11): 1391-1409；4 Bradley Olwin、Prevention of Muscle Aging by Myofiber-Associated Satel

19、lite Cell Transplantation、Science、2010.11.11；5 黃榕,姚康,李延林,等. 經(jīng)冠狀動(dòng)脈骨髓單個(gè)核細(xì)胞移植治療原發(fā)性擴(kuò)張型心肌病的安全性與療效近期觀察J. 中華心血管病雜志, 2007,34(2):111-113；6Huang Rong-chong, Yao Kang, Li Yan-lin et al. Transplantation ofautologous bone marrow mononuclear cells on patients withidiopathic dilated cardiomyopathy: early results on effect and securityJ.chinese journal of cardiology, 2006, 34(2):111-113； 7姚鵬,胡大榮,王帥,等. 自體骨髓干細(xì)胞移植治療慢性重癥肝病60例J. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志, 2009, 21(19): 2143-2145；8許憶峰,楊曉鳳,王紅梅,等. 自體骨髓單個(gè)核細(xì)胞經(jīng)介入途徑移植治療股骨頭壞死54 例:12 個(gè)月療效隨訪J.中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)