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《胚胎干細胞體外誘導分化綜述》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、胚胎干細胞體外誘導分化綜述摘要:由于胚胎干細胞具有自我更新、高度增值和多向分化的潛能,因此,自20世紀90年代開始,對胚胎干細胞的研究成為生物學領(lǐng)域和醫(yī)藥工程領(lǐng)域研究的一個焦點。本文從胚胎干細胞的分離、體外誘導胚胎干細胞的原理和定向分化的機制、胚胎干細胞體外誘導的方法、定向分化的細胞、應用前景和研究存在的問題對胚胎干細胞進行綜述。關(guān)鍵詞:胚胎干細胞;體外培養(yǎng);誘導分化;應用干細胞是一種具有多分化潛能和自我更新功能的早期未分化細胞。在特定條件下,它可以分化成不同的功能細胞,形成多種組織和器官,它包括胚胎干細胞和成體干細胞。前者指早期胚胎的多能干細胞,后者是存在于胎兒
2、和成體不同的組織內(nèi)的多潛能干細胞這些細胞具有自我復制能力,并產(chǎn)生不同種類的具有特定表型和功能的成熟細胞的能力,能夠維持機體功能的穩(wěn)定,發(fā)揮生理性的細胞更新和修復組織損傷作用[4,9,10]。胚胎干細胞(embryonicstemcell,ESC)是從著床前胚胎內(nèi)內(nèi)細胞團(innercellmass,ICM)或原始生殖細胞經(jīng)體外分化抑制培養(yǎng)分離的一種全能性細胞[1]。它能在體外長期不斷自我更新,并保持多向分化潛能,可以分化為內(nèi)、中、外三個胚層的幾乎所有類型細胞。自1981年Evans和Kauffman[2,8]用不同的方法首次成功分離得到小鼠胚胎干細胞以來,小鼠胚胎
3、干細胞成為近20年來人們用來研究發(fā)育分化、基因表達調(diào)控、基因治療等最理想的模型,并且有大量研究表明小鼠胚胎干細胞可以在體外被誘導分化為絕大多數(shù)類型的成體細胞.1998年Thomson等首次成功分離并建立人胚胎干細胞系。自此,人胚胎干細胞不但提供了一個研究人類自身發(fā)育分化的良好機會,而且如果人胚胎干細胞能像小鼠胚胎干細胞一樣可以在體外誘導形成各種成體細胞,那么利用這些誘導分化形成的成熟細胞將有可能進行細胞和組織替代治療,包括糖尿病、帕金森病、早老性癡呆、心血管疾病和腫瘤等多種目前臨床上難以治愈的疾病。1胚胎干細胞的分離自Thomson成功分離并建立人胚胎干細胞系后,
4、多年以來,人們研究出很多胚胎干細胞的分離方法,在這里主要介紹三種:1.1分離自胚胎內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團又稱胚細胞(embryoblast),是一團于哺乳動物初期胚胎中的一個細胞團塊。從早期胚胎內(nèi)細胞團(innercellmass,ICM)分離是獲得胚胎干細胞的主要途徑。由于不同動物的胚胎發(fā)育存在差異,因此應注意取材時間??赏ㄟ^免疫外科手術(shù)法、機械剝離法、組織培養(yǎng)法等方法除去胚胎滋養(yǎng)層細胞獲得囊胚內(nèi)細胞團(ICM)細胞進行體外分化抑制培養(yǎng)。1.2分離自原始生殖細胞locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocuse
5、dontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame原始生殖細胞(primordialgermcell,PGC)是生殖細胞前體,具有二倍體染色體,經(jīng)減數(shù)分裂形成生殖細胞。哺乳動物的原始生殖細胞最早出現(xiàn)在靠近尿囊基部的卵黃囊內(nèi)胚層內(nèi),隨著后期胚胎的縱向折轉(zhuǎn),卵黃囊這部分成為胚胎的后腸,其中的原始生殖細胞向生殖嵴移動。因此,通過獲取
6、原始生殖細胞移動到的相應組織就可以獲得原始生殖細胞。所獲得的組織經(jīng)過消化后接種于飼養(yǎng)層細胞上進行分化抑制培養(yǎng)就可以獲得干細胞。1.2分離自胚胎瘤細胞胚胎瘤細胞(embryoniccarcinomacell)是可以形成畸胎瘤的細胞。分離自胚胎瘤細胞的干細胞稱為EC細胞。EC細胞轉(zhuǎn)化成惡性表型的可能性小[1]。1.4分離自生殖克隆細胞生殖克隆(治療性克隆)由體細胞核轉(zhuǎn)移(Somaticcellnucleartransfer,SCNT)。即將去核的卵細胞移植入另一體細胞核進行克隆使之形成囊胚,然后分離內(nèi)細胞群,獲得胚胎干細胞。[5]2體外誘導胚胎干細胞的原理和定向分化的
7、機制在個體發(fā)育過程中,細胞分化是程序控制的有序有規(guī)律過程,程序的運行結(jié)果表現(xiàn)為不同發(fā)育階段、不同組織部位的細胞表現(xiàn)出不同的形態(tài)、不同的生長方式和不同的生理功能。從分子水平上來看,這一結(jié)果取決于細胞在基因表達上的時空差異。這種基因表達差異除由細胞內(nèi)在發(fā)育程序決定外,還受細胞外環(huán)境影響和調(diào)控,且有時這種外部控制條件或環(huán)境對形成特定細胞有著決定性作用。胚胎干細胞體外定向誘導分化的原理,就是選擇適當?shù)恼T導劑和誘導模式,通過誘導物與細胞表面受體結(jié)合或使細胞發(fā)生輕度可逆性損傷等,使被誘導細胞按預定的細胞類型方向分化[2,7],然后將這些定向分化的細胞進行分離和培養(yǎng)傳代,從而得
8、到人們所需