2030年干细胞技术会怎么样(2030年干细胞普及)
我细胞全能性原因国干细胞制备技术获得重要突破,该技术将会带来哪些影响?
该技术可以在治愈癌症方面做出巨大贡献。
我国干细胞制备技术获得重要突破,最重大,最有意义影响就是干细胞治疗中风后遗症可以在攻克癌症方面取得进展。笔者认为:癌症是最痛苦,最耗费钱财疾病,如果能够依靠这种技术一举攻克癌症,无疑是整个医学界巨大飞跃。因为干细胞有很强分化潜力,于是科学家就尝试把溶瘤细胞注入干细胞。注入好之后,这些干细胞居然可以寻找癌细胞表面抗原,从而特异性杀灭癌细胞。这无疑是癌症治疗一个巨大飞跃,如果能推广开来,癌症治愈就像治愈感冒一样简单。笔者觉得:这项巨大发现离不开我国科研人员努力和科技创新精神。并且我国科研人员将会在此领域做出更大贡献。
除了治愈癌症外,该技术还有三个方面影响:让皮肤细胞变年轻,治愈糖尿病,或许可以断肢再生。以下详细说明这些影响:
1、该技术可以让皮肤变年轻:相关科研人员曾经把干细胞注入到人类伤口表面,结果发现伤口愈合时皮肤细胞表现出更强活性。经过分子测量显示,皮肤细胞生物钟倒转了30年。换句话说,该技术让皮肤变年轻了。
2、该技术可以治愈糖尿病:通过灵长类生物实验证明:该干细胞可以在胰脏处分化为胰岛细胞,于是受损胰岛细胞就可以通过外源干细胞注入来获得补充,于是胰岛素就可以正常分泌了。于是糖尿病就得到解决了。
3、该技术可以让断肢再生:目前,还不能确切知道此干细胞技术是否可以让断肢完全再生,但是科学家把干细胞注入到大白鼠残肢时,就发现了端面有骨芽细胞生长,周围伴随着成纤维组织和毛细血管,显示出断肢再生这一迹象。
干细胞技术的哺乳期妇女掉头发厉害应用前景
当然,干细胞技术最理想的应用前景是在临床医疗得到全方位的应用。经过近年来的不断研究,科学研究者在干细胞技术身上发现了越来越多的可能性,如果能将干细胞技术完全发展,那么基于目前相对成熟干细胞移植治疗技术,将会有极大的提升。为实现这一飞跃而努力,是EmCell这一类干细胞治疗研究机构所不懈奋斗的。
干细胞与再生医学前景
在我们看过的很多科幻电影里都有这样的情节:主角身体受到严重创伤,在先进的医疗技术帮助下,主角身体的创伤以肉眼可见的速度痊愈,伤口也很快恢复如初。
在医学科技高速发展的今天,这种美好遐想正在逐步照进现实,而这一切,都源自于一项可以改变人类 自身命运和未来的科学—干细胞和再生医学。
美国生物学家、诺贝尔奖得主吉尔伯特曾预言:“用不了50年,人类将能够培育出人体所有器官。”随着干细胞、组织工程等研究的不断深入,“再生医学”这门新型学科开始引领一场影响深远的医学革命。
生物科技的发展趋势如同一本被撕开的科幻小说,我们正生活在生物技术的现实与科幻差距日益缩小的世界里。
再生医学
人工骨骼、人工关节、人工心脏瓣膜、人造血管……再生医学在医学领域的科研、转化与应用正在向纵深方向发展,不断造福患者。再生医学是21世纪人类新型健康保健的先导,将可能治疗目前不能治疗的疾病,比如说糖尿病,嵴髓损伤,心急梗死,肝衰,肾衰,骨关节炎,骨质疏松等导致的组织和器官的损坏都可能通过再生医学技术获得治愈。
未来,人类将可以通过干细胞培养出来移植所需的器官,而等待器官配型以及排斥反应等很可能致命的情况将不复存在;又或者,生物假肢将会被直接连接到神经系统上,从而提供与真实触感极其相似的感官。
而以上技术都离不开干细胞的支持,干细胞科学是目前世界生命科学中最前沿、最尖端的科学之一,干细胞诱导分化与大规模制备等理论和技术不断取得突破,个体化医疗临床应用呈加速趋势;同时,干细胞技术与生物医用材料不断发展,有望实现受损组织或器官的永久康复。
干细胞
科学家们之所以看上了干细胞,是因其属于细胞中原始的、未(完全)分化的一类。干细胞既可以自我更新,也可以在适当条件下分化为特定的功能细胞,也就是说具有再生的“本领”。
基于对干细胞巨大价值的期望,干细胞研究政策境遇正在趋于宽松。禁令正在逐步取消。
干细胞技术在临床上的应用代表着未来医学发展的一大方向。自1969年多纳尔·托马斯完成第一例骨髓干细胞移植,此后数十年干细胞研究发展迅速。截至目前,虽然多数还处于临床试验阶段,干细胞治疗目前已在神经类、自身免疫疾病类、眼科类、心血管类等多个领域有较大的实质性突破。
与传统药物作用方式相比,干细胞作为载体的治疗药物,不仅可以避免消化道等其他身体系统的消耗,更可以按照病变程度,精简药量,减少化学药物对人体的损害,达到最佳效果。
尽管目前整个干细胞行业受到了国家较大力度的管控,但我们看到未来干细胞充满了无限可能。万变不离其宗,最后能够生存并得到大众认可的,一定是那些真正可靠的、有效的、安全的机构提供的干细胞技术。
全球医疗的下一个重大突破口:干细胞技术
干细胞 是具有自我复制、更新和多向分化潜能的原始细胞,其生物学特性与生命的发生、发育、分化、成熟、衰老、死亡等生理和病理过程息息相关,是当今生物医学研究最热门的领域之一。干细胞的存在可确保许多器官可以不断地进行自我更新,当某一组织器官受到损伤或功能丧失时,即可通过激活器官内的干细胞而生成新细胞促使器官组织再生,在无法完成自我再生的时候,也可以通过外源输入相应的干细胞达到治疗效果。
现今全世界的科研学者都在探讨如何利用干细胞治疗来攻克诸如脊髓损伤、帕金森病、黄斑变性、糖尿病、癌症、尿毒症、血液系统疾病等困扰医学界的难题。干细胞研究的巨大应用前景已经得到了世界各国的支持,众多国家大力发展干细胞领域技术以占领领域制高点。
再生医学 成为国际生物学和医学界关注的焦点。随着该领域竞争日趋激烈,全球干细胞市场规模逐渐扩大,干细胞技术逐步成为衡量生命医学发展水平的重要测度指标。
目前的临床应用
2011年中科院启动了“干细胞与再生医学研究” 战略性先导科技专项。干细胞专项从重大理论突破、关键核心技术及干细胞临床应用3个方面出发,集中攻克干细胞调控、干细胞治疗核心机制、干细胞应用体系等重大科学问题和核心关键技术,纵向连接干细胞基础理论研究和临床转化应用,为干细胞和再生医学的研究与发展起到引领及示范作用。直至目前以及取得了很多阶段性的成果,比如对于一些器官损伤的修复、骨髓损伤的修复、神经组织的修复和一些癌症的治疗,甚至是在对艾滋病,肺纤维化,重症肝病等“绝症”的治疗领域有了突破性的进展。
目前细胞技术在临床医学上的应用领域大致有五个:细胞替代治疗、系统重建、组织工程、基因治疗以及美容抗衰老。
细胞替代治疗
近年来,基于干细胞的细胞替代治疗在治疗疾病上的应用取得一定进展。在临床和科研中,科学家已先后成功利用胚胎 间干细胞、充质干细胞、神经干细胞等干细胞,对卵巢早衰、帕金森、糖尿病等进行修复治疗。此领域目前不断有突破性进展。
系统重建
利用造血干细胞和间充质干细胞,可以重建机体的造血系统和免疫系统,可以成为白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病的一种常规治疗手段。
组织工程
组织工程,是用人工的方法在体外造(构建)一块组织,后来其范围扩展到用人工方法在体外进行器官构建。组织工程研究主要包括四个方面:种子细胞、生物材料、构建组织和器官的方法和技术以以及组织工程的临床应用。目前临床上常用的组织修复途径大致有3种:即自体组织移植、异体组织移植或应用人工代用品。通过采集来的成体干细胞,在体外环境人工培养形成一些组织器官,在回输到体内,用来替代人体病变的组织器官,培养形成的组织器官也可以用来作为疾病模型和药物检测模型。
基因治疗
基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病,以达到治疗目的。也包括转基因等方面的技术应用。干细胞作为基因治疗的理想靶细胞,首先分离患者的干细胞,在体外对其进行基因修饰,将正常基因导入干细胞;再将改造过的干细胞静脉回输到患者体内,从而让正常基因在体内稳定表达,发挥防病治病的效果。
美容和抗衰老
“成人干细胞”肩负着补充组织细胞的作用,当细胞老化、死亡之后,干细胞自身分化更新进行补充。但干细胞数量会随着年龄的增长而逐渐减少。干细胞缺失和衰老是导致组织、器官乃至整个机体衰老的重要原因。干细胞具有的多向分化和修复的能力,可以在机体内不断更新和替换衰老的细胞,也可促使细胞不断增殖,从而源源不断的给身体补充健康鲜活的细胞,使身体由内而外散发青春的光彩。
干细胞技术存在的问题
虽然干细胞技术已取得了重大的突破, 但是仍面临许多方面的问题, 影响干细胞技术的应用。
01干细胞的培养
干细胞培养条件是干细胞技术的基础, 干细胞常规培养对环境条件的要求极为苛刻, 虽然已有研究者报道不用滋养层细胞和动物血清, 简单高效地培养i PS细胞, 同时减少移植过程中引发感染风险的方法, 但是简化、完善和规范培养条件仍然是科学家面临的一大难题。
02伦理问题
自1996年克隆羊多利诞生以来, 胚胎干细胞研究涉及到的伦理、宗教、道德、法律等问题, 存在争议, 严重阻碍了干细胞技术用于人类疾病治疗的发展。i PS细胞实现将成熟体细胞诱导成具有分化潜能的干细胞, 使得干细胞技术不再受制于ES细胞所面临的伦理问题。
03诱导分化的调节因子及机制
干细胞诱导的调节因子及其调控机制尚未清晰, 要诱导产生某种类型的组织或器官, 必须了解各种细胞因子的作用机制及其作用的时期, 否则可能获得功能不完善的器官或组织。此外, 对于损伤修复中干细胞参与作用的机制与分化方向研究证据不足, 心肌再生干细胞疗法的假阳性问题, 以及c-kit阳性心肌干细胞在心机功能恢复中对心肌再生贡献引发的争议受到广泛关注。
04定向诱导
体外或体内诱导干细胞分化成组织特异性细胞或者使体细胞经中胚层细胞状态转分化为其他细胞类型目前还存在很多不确定性, 尤其对于肾脏、心脏等细胞谱系复杂的组织器官。采用干细胞治疗难以确保心脏祖细胞分化成功能性心室心肌细胞, 以及难以确保能将分化的细胞输送和集成到患者的心室肌中, 很难定向形成组织或器官。
05诱发肿瘤
国外一些科学家在诱导神经细胞时发现, 混杂未分化细胞移植会导致肿瘤, 在移植过程中, 部分诱导细胞会表现出致肿瘤性。目前, 使用的诱导因子有Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc, 但有些诱导因子, 如c-Myc虽然能够诱导干细胞的分化但使肿瘤的发生频率明显提高, 其对人类干细胞可能具有致肿瘤性。
06诱导器官和组织衰老
通过干细胞诱导获得的组织或器官, 虽然在形态和结构上是新生结构, 但是与其细胞核内遗传物质的衰老同步, 用患者细胞诱导产生的器官或组织无法保证正常功能。
07免疫排斥
干细胞疗法面临的瓶颈是移植后的免疫排斥。i PS细胞的产生被认为解决了ES细胞存在的免疫排斥问题, 但也有报道称i PS细胞诱发自身免疫反应。虽然细胞或器官移植后, 可使用免疫抑制剂抑制排斥反应, 但是长期使用免疫抑制剂有很大毒性及其他副作用。
伴随着干细胞科学的不断深入、干细胞技术的快速发展、干细胞监管法规的日益完善,干细胞科技在干细胞移植、干细胞新药、干细胞组织器官修复等众多领域的应用将越来越广泛,其所针对的适应证将逐年增加,成为解决众多临床未满足需求的重要生力军,为许多过去无计可施的疾病带来治疗的新希望。
干细胞技术在医学上的应用前景
干细
胞即起源细胞,是指尚未发育成熟的细胞,它具有多分化潜能和自我复制的功
能。在特定条件下,可以分化成不同的功能细胞,形成多种组织和器官。医学界
期望能够用干细胞来修复那些坏损组织或器官,因此称其为“万能细胞”。干细
胞技术作为一种新兴的医疗技术,正逐渐展现出其诱人魅力,市场应用前景非常
广阔。
干细胞研究的重大突破在于:1998年,美国威斯康星大学的科学家成功
地在体外培养和扩增了人体胚胎干细胞,为利用干细胞治疗疾病提供了细胞来
源;1999年,美国科学家发现小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”
为血液细胞。随后科学家证实并发现,人类成体干细胞具有可塑性,为干细胞的
临床应用拓展了更为广阔的空间。
1999年,美国《科学》杂志推举干细胞为21世纪最重要的十项研究领
域之一,且位居第一,领先于家喻户晓的“人类基因组测序”。2000年,干
细胞再度入选《科学》评选的十大科技成就。2001年年底《科学》又将其置
于2002年值得关注的六大热门科技领域之首。
通过干细胞研究,人们相信,绝大多数疾病,包括神经性疾病、糖尿病、慢
性心脏疾病、肾脏病、肝脏疾病、癌症和艾滋病等,都可望借助干细胞技术得到
康复。同时利用干细胞及其产物细胞,还可以结合基因治疗、组织工程及药物开
发等进行医疗或研究应用。
骨髓移植手术可说是干细胞应用的一种,骨髓接受者先经化学及放射线治疗
后,再移植捐赠的骨髓,其中所含的干细胞,将会分裂分化,再重新组成骨髓内
的各种血液细胞,达到治疗的目的。
干细胞除了直接使用之外,将来还可能配合基因修饰,提供原有干细胞不具
备的功能,或是运用培养技术,使其成为人造器官组织的来源。目前器官移植来
源有限,因此干细胞的潜力备受期待。另外,利用人类干细胞或其衍生的组织、
器官测试各种药物的药效、毒理特性,也会比用其他动物更能反映人体状况,可
能发展成为一种新的药物筛选模式。
干细胞应用于临床治疗,最大的挑战在于稳定的细胞来源、足够的移植细胞
量,以及能维持细胞活性的保存技术。目前干细胞的分离、纯化与收集技术,可
说是取得治疗材料的关键,而生物体外细胞工程与选殖、细胞株的增生培养,以
及治疗产品的制造,也都是此一治疗所需的重要相关技术。英国胚胎干细胞库的
建立将为提供干细胞来源作出贡献。
目前虽然干细胞产业仍处在萌芽阶段,但其应用前景十分广阔,蕴藏着巨大
商机。据估计,2001年干细胞治疗相关市场值约为3.3亿美元,2002
年则有4.5亿美元,今后年平均增长率约在30%左右,将于2007年达到
19亿美元。
包括美国、英国、德国、瑞典、以色列、澳大利亚、新加坡、日本、中国大
陆、韩国以及中国台湾地区等,均正积极进行干细胞治疗的研究,并取得了可喜
成果。
皮肤组织修复目前在组织工程中发展最快速,其相关产品为第一个取得美国
食品和药物管理局的批准并上市,人工皮肤可用来治疗皮肤溃疡、烧烫伤、手术
及美容等,目前所取的细胞来源有来自新生儿的包皮、或者病人本身的毛囊,上
市产品如AdvancedTissueSciences公司的Dermagraft-TC、Organogenesis公司
的Apligraf及瑞士公司ModexTherapeutics的EpiDexTM等。
硬骨再生的研发目前也非常炽热,主要分三个技术层:合成移植物、脱矿骨
基质(demineralizedbonematrix;可用来做骨组织工程所需的三度空间支
架)、及促进骨生成的蛋白质(bonemorphogenicproteins)。
日本信州大学医学系佐佐木克典教授领导的研究小组,最近利用从美国威斯
康星大学进口的人体胚胎干细胞,经过一年多的努力,用100个人体胚胎干细
胞成功制成了8个能在培养皿中搏动的心肌细胞,其成功率高于美国研究小组。
这在日本国内还是第一次。
日本庆应大学医学系冈野荣之教授领导的研究小组,最近用老鼠胚胎干细胞
生成因早老性痴呆症而丧失的脑神经细胞获得成功。据称,如果能使这种细胞增
殖,并提高其记忆机能,早老性痴呆症则有望治愈。
整体来看,干细胞治疗现在仍受限于安全性及其治疗效果,还没有普遍应
用。若要利用干细胞进行研究与产品开发,仍需要熟悉细胞培养,了解细胞分化
机制,这有赖广泛的科学研究来提供相关理论基础。目前,越来越多的研究确
认,多能成体干细胞具有高度应用价值。将来也许能避开胚胎干细胞研究引起的
伦理争论,并应用于细胞疗法、组织工程以及再生医学,带动干细胞产业的发
展
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