据美国媒体12月13日报道,美国科学家首次在实验室中将多功能干细胞变成了功能性的人体肠道组织。辛辛那提儿童医院医学中心的科学家在12日出版的《自然》杂志在线版上表示,最新突破为人体肠道的发育、功能和有关疾病的研究打开了一扇大门,并有望研制出用于移植的肠道组织。
该研究主要负责人、辛辛那提儿童医院发育生物学分部高级研究员詹姆斯・威尔斯表示,这是科学家首次证明,皮氏培养皿(用作细菌培养的有盖玻璃碟)中人体多功能干细胞能转变为具有三维架构、细胞组成成分同人体肠组织非常类似的人体组织。将干细胞变成肠道组织最终会让罹患坏死性小肠结肠炎、炎性肠病、短肠综合征的病人大大受益。
威尔斯团队在研究中使用了两类多功能干细胞:来自于几个月大的人体胚胎干细胞(hescs)和基于人体皮肤细胞的诱导多功能干细胞(ipscs)。hescs能变为人体内200多种细胞类型中的任何一种,因此也被称为多功能干细胞。ipscs可以使用病人的细胞来获得,因拥有该病人的遗传成分而不会发生排斥反应。威尔斯解释到,因为ipscs技术非常新颖,其是否具有hescs所拥有的全部潜能还是未解之谜,因此,研究人员在本次实验中使用了这两种干细胞,以进一步测试和比较这两种干细胞转化为其他细胞的能力。
为了将多功能干细胞变成肠道组织,科学家使用化学物质和生长因子蛋白进行了一系列细胞操作,在实验室中模拟出了胚胎肠的发育过程。
科学家首先将多功能干细胞变成名为定型内胚层(其会产生食道、胃、肠、肺、胰脏和肝脏的内衬)的胚胎细胞,接着将胚胎细胞变成了名为“后肠定向祖细胞”的胚胎肠细胞。随后,他们将胚胎肠细胞提交给促进肠发育的“亲肠”细胞培养装置。
28天后,科学家获得了类似于胎儿肠的成型三维组织,这种组织包含肠道所有的主要细胞,包括肠上皮细胞、帕内特细胞(一种分布于肠腺底部的肠黏膜分化上皮细胞)、肠内分泌细胞。这个组织会持续成熟,获得正常人体肠组织拥有的吸收和分泌功能,并会形成肠特异性干细胞。
威尔斯表示,这个过程可以作为人体肠发育的研究工具,也可帮助科学家了解人体肠道在生病后的变化。由于大部分口服药都通过肠道吸收发挥作用,该突破还将有助于科学家设计出更好的、更容易吸收的口服药物。
研究人员接下来将进行动物实验,验证该肠组织是否可以有效地用于移植手术中,并最终用来治疗罹患肠道疾病的病人。
新一波伦理之争胚胎干细胞是从人的早期胚胎中提取的种细胞,它具有“发育全能性”的功能,能分化成人体200多种细胞类型,形成机体的任何细胞、组织和器官。倘能掌握其分化发育的规律,在人工条件下定向分化、发育为所需的细胞、组织乃至器官,就可以用来治疗目前还难以治愈的帕金森氏病、早老性痴呆、白血病、糖尿病等顽疾,并且解决十分紧缺的组织和器官移植的来源问题。进一步与克隆技术相结合,还能解决细胞治疗以及组织和器官移植的免疫排异难题。这就是人们津津乐道的所谓2l世纪“再生医学”的曙光。1998年l0月,权威的美国科学杂志发表了胚胎干细胞研究的两大突破性成果:一项是,美国威斯康辛大学的汤姆森教授从不孕症夫妇捐赠的辅助生殖的多余胚胎中提取胚胎干细胞,建立了人的胚胎干细胞系。另一项是,霍普金斯大学的吉尔哈特教授从流产胎儿尸体分离出胚胎生殖细胞,建立了多能干细胞系。
据了解,干( gàn) 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。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞(专能干细胞)。干细胞(Stem Cell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为"万用细胞"。
2013年12月1日,美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞。
2014年4月,爱尔兰首个可用于人体的干细胞制造中心获得爱尔兰药品管理局的许可,在爱尔兰国立戈尔韦大学成立。
干细胞根据其分化潜能的大小,可以分为两类:全能干细胞和组织干细胞。前者可以分化、发育成完整的动物个体,后者则是一种或多种组织器官的起源细胞。人的胚胎干细胞可以发育成完整的人,所以属于全能干细胞。
早在19世纪,发育生物学家就知道,卵细胞受精后很快就开始分裂,先是1个受精卵分裂成2个细胞,然后继续分裂,直至分裂成有16至32个细胞的细胞团,叫做桑椹胚。这时如果将组成桑椹胚的细胞一一分开,并分别植入到母体的子宫内,则每个细胞都可以发育成一个完整的胚胎。这种细胞就是胚胎干细胞,属于全能干细胞。骨髓、脐带、胎盘和脂肪中则可以获取组织干细胞。每个人的体内都有一些终生与自己相伴的干细胞。但是,人的年龄越大,干细胞就越少。为了弥补干细胞的不足,一些科学家建议从胚胎或胎儿以及其他动物身上获取干细胞。进行培养和研究。
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。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官,那么,这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一,排在人类基因组测序和克隆技术之前。
具体如下:
1、干(gàn)细胞(stemcell)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonicstemcell,ES细胞)和成体干细胞(somaticstemcell)。
2、根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞(totipotentstemcell,TSC)、多能干细胞(pluripotentstemcell)和单能干细胞(unipotentstemcell)(专能干细胞)。干细胞(StemCell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。2013年12月1日,美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞。2014年4月,爱尔兰首个可用于人体的干细胞制造中心获得爱尔兰药品管理局的许可,在爱尔兰国立戈尔韦大学成立。
3、中文名 干细胞
4、外文名 stemcells,SC
5、研究开始时间 1960年代
6、种类 全能干细胞、万能干细胞等
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