干细胞什么时候研究出来的(干细胞的研究历程)
干细胞是什么时候开始研究得让
Friedenstein教授于1968年发现骨髓中存在一群干/祖细胞能支持造血和分化为骨细胞,在1974年体外培养获得成果,这类贴壁培养的外泌体发现是在哪年干细胞呈漩涡状生长;1988年将这类干细胞命名为“骨髓基质干细胞”。Caplan教授在1991年进一步把这类干细胞命名为“间充质干细胞”。“间充质干细胞”的命名逐渐被广泛接受和使用。也有学者认为间充质干细胞的英文名称为mesenchymal stromal cell,但是更多学者习惯采用mesenchymal stem cell。
1995年Caplan教授从恶性血液病患者骨髓抽取并分离培养出这些贴壁的基质细胞,然后回输到患者体内,观察临床效果并证明这些基质的安全性。这是一个足以载入史册的研究,是间充质干细胞研究史上的第一个里程碑式的事件,使间充质干细胞的研究从实验室跨入到实际的临床应用。
第二个里程碑式事件是1999年Pittenger等在science发表文章,首次证明间充质干细胞具有多向分化能力,能分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞。这个研究成果激发了斑秃的最快治疗方法众多研究者对间充质干细胞的分化潜能的研究,比如分化为肝细胞、神经细胞、胰岛β细胞、血管内皮细胞等。
第三个里程碑式事件在于2002年发现了间充质干细胞有强大的免疫抑制能力。随后发现MSC本身具有低免疫原性,即使异体或跨种属使用,均难于引起免疫排斥反应。动物实验和临床研究发现间充质干细胞能促进调节性T淋巴细胞的增殖,使得免疫系统恢复免疫平衡状态。间充质干细胞的这些免疫特性,非常有利于用于治疗免疫性疾病,包括移植排斥反应和自身免疫性疾病。
第四个里程碑式事件在于定义标准的统一。2006年国际细胞治疗协和(ISCT)统一了间充质干细胞的定义(也是鉴定标准),使得间充质干细胞有了全球范围的最低鉴定标准。只有同时符合这些标准的细胞,才能称之为间充质干细胞。这个定义包括三方面的内容:①,贴壁生长;②,细胞表面表达一些特异性抗原(标记物);③具有向脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞分化的能力。
间充质干细胞成为药品上市为第五个里程碑式事件。2012年Osiris公司申报MSC作为药品上市得到加拿大FDA的批准,适应症为儿童急性激素抵抗的移植物抗宿主病(GVHD),随后适应症扩大为成年人GVHD,并在新西兰、瑞士等国上市。MSC的临床应用达到一个历史性高度!虽然韩国在2011年就已经批准间充质干细胞作为药物上市,但由于韩国曾经出过一个很著名的干细胞学术丑闻,导致干细胞行业名誉受损,故不把韩国2011年的干细胞药物视为全球第一个干细胞药物。
总之,间充质干细胞被各国政府批准为干细胞药物上市,就是对间充质干细胞安全性和有效性的认可。上市,并不意味着对间充质干细胞研究的终止,反而是一种激励和推动,鼓舞着众多学者加深对间充质干细胞本身的研究和治疗疑难杂症的临床研究,更好地造福患者。
干细胞的历史, 干细胞的研究进展?
三 干细胞是生命科学研究的热点
干细胞是目前细胞工程研究最活跃的领域,随着基础研究、应用研究的进一步深化,这项技术将会在相当大程度上引发医学领域的重大变革,它已成为 21世纪生命科学领域的一个热点。
造血干细胞是最早发现,研究最多和最先用干治疗疾病的成体干细胞,长期以来,一直认为干细胞只属干造血系统,随着干细胞的不断深入研究,近年来,几乎在所有组织中都发现了干细胞,干细胞生物学和干细胞生物工程已成为继人类基因组大规模测序之后最具活力,最有影响和最有应用前景的生命学科。
美国政府已批准投入巨资,给予支持人体胚胎干细胞的研究,并在短短的两年中,成立了几十家以干细胞研究应用为主的生物工程公司,并在美国上市。
日本在2000年度启动的“千年世纪工程”中把干细胞工程作为四大重点之一,并投入大量资金,鼓励有关科学家进行研究。
英国在2000年以多数票通过了允许克隆人类早期胚胎,并从中提取干细胞,进行医疗上的研究等等。
在我国,党和政府也十分重视并大力支持有关研究院所与学校积极开展这项研究工作和成立专门研究干细胞基地,已在北京、上海、天津分别成立干细胞研究中心。近年来北京大学、协和医科大学、上海二医大和军事医学科学院等单位在造血干细胞研究和成体干细胞建库等方面已有相当的基础,并积累了大量经验,相信我国的科学家在不久的将来,在干细胞生物工程研究上必将取得辉煌成就。
另外,在全球的干细胞生物工程研究中,由干胚胎干细胞来源干人类胚胎,必然会遇到来自社会各方面的制约与争论,因此,有些国家对于是否支持干细胞的研究,一直是一个颇有争议的问题,然而随着干细胞生物工程研究的不段深入与发展,相信这些问题都会得到的妥善解决。
干细胞概述
干细胞(stem cells,SC)又称为起源细胞,是人体中尚未分化、尚不成熟的细胞,具有自我复制能力和多向分化潜能,能再生各种组织和器官,医学界称之为“万能细胞”或“万用细胞”。
根据组织来源分,可将干细胞分为:胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞。根据分化潜能分,又可将干细胞分为:全能干细胞、亚全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞(又称为专能干细胞)。
人类对干细胞的研究始于1960年代。1999年以来,干细胞研究成果先后十多次入选期刊《科学》年度十大科技突破,仅2013年就有2项成果入选。2007年度和2012年度的诺贝尔生理学或医学奖颁发给了在干细胞研究领域作出突出贡献的科学家。
干细胞具有趋化性、归巢性、迁移性、分化性、低抗原性。外源性干细胞移植到体内后,可以到达靶向组织或部位并定植,且由于抗原性低,不会发生免疫排斥反应,移植后能靶向分化和分泌细胞因子,对机体组织器官进行修复或重建。
干细胞作为一类具有自我复制更新能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。鉴于这种特性,可以通过将干细胞或相关衍生产品移植入患者体内,替换损伤细胞,从而治愈疾病。
干细胞可以应用到几乎涉及人体所有的重要组织器官及人类面临的许多医学难题,为有效治疗糖尿病、帕金森病、老年痴呆症、骨关节炎、系统性红斑狼疮等提供新的治疗途径。干细胞疗法就像给机体注入新的活力,是从根本上治疗许多疾病的有效方法。
正因为如此,干细胞疗法正引领现有临床治疗模式的深刻变革,有望成为继药物治疗、手术治疗后的第三大医学治疗方式。与药物治疗和手术治疗等外部干预方式相比,干细胞疗法可以从根本上祛除疾病,难治性疾病实现治愈终于有了可能。
目前,国内关于干细胞治疗疾病的众多临床试验正在开展,相信数年后,国内将会有不断有干细胞药物经监管部门批准上市。而国际上共有十多款干细胞药物,通过美国、韩国、加拿大和新西兰等国家监管部门批准上市。
干细胞除了用于治疗疾病外,还可用于器官移植、抗衰等。干细胞技术可再造出正常的甚至更年轻的组织器官,来代替病变或衰老的器官。人体衰老的本质就是干细胞的衰减。移植大量的年轻而富有活力的干细胞,可以替换衰老、凋亡的细胞,修复受损的细胞,激活休眠细胞和处于抑制状态的细胞,激活人体自身的“自愈功能”,从而达到改善亚健康状态和抗衰老的目的。
最后,我们再来谈谈干细胞的安全性。干细胞存在于人体内,同种同源,本身就是安全的。大量的干细胞安全性研究,包括急性毒性试验、长期毒性试验、致瘤性试验、致畸性试验、局部刺激试验、发热试验和免疫毒性试验,研究结果表明,干细胞在临床应用上是安全的、无毒的。
国内外大量的临床试验表明,干细胞移植,除了极少数人会有轻微的发热、头痛外,并无严重不良反应发生,表明其临床应用是安全的。
有人也许会担心移植异体干细胞会发生排斥反应,这个担心也是多余的。因为干细胞是一种未分化的幼稚细胞,其细胞表面的抗原表达很低或者不表达,也不表达共刺激分子,宿主的免疫系统对这种未分化细胞的识别能力很低,无法判断它们的属性,不会引起排斥。
值得一说的是,目前常用的脐带等来源的间充质干细胞,还具有独特的免疫调节作用,对于器官移植引起的免疫排斥反应,反而具有显著的治疗效果。因此,移植异体干细胞同样非常安全。
干细胞的研究讲述了什么?
美国加州大学洛杉矶分校医学院的马克·海德里克博士说,“干细胞就像小孩,长大后可以从事各种职业。”“孩子可能成为消防队员,也可能成为医生或水管工,这取决于生活(或者说环境)对他植物外泌体品牌们的影响。同样,通过改变这些干细胞的环境,它们也可以发育成各种组织。”
一般来讲,干细胞可分为四种类型:
胚胎干细胞:从人类胚胎中得到的干细胞
胎儿干细胞:从流产胎儿的组织中获取的干细胞
脐带干细胞:从脐带中得到的干细胞
成人干细胞:从成人组织中获取的干细胞
胚胎干细胞和胎儿干细胞可形成的细胞种类多于成人干细胞。2001年4月,美国加州大学洛杉矶分校和匹兹堡大学的研究人员在吸脂手术病人吸出的脂肪中发现了干细胞。此前只在骨髓、大脑组织和胎儿组织这些引发伦理道德问题的来源中发现了干细胞。脂肪干细胞可以发育成其他类型的特定细胞,包括肌肉、骨骼和软骨,但可发育成多少种其他类型的细胞尚不清楚。
分化后的细胞,往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力,这样的细胞最终将衰老和死亡。然而,动物体在发育的过程中,体内却始终保留了一部分未分化的细胞,这就是干细胞。干细胞又叫做起源细胞、万用细胞,是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说,动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新,从而保证动物体持续生长发育的。
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,先是一个受精卵分裂成两个细胞,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。
新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术,根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症的男童,这是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。医生们认为,脐带血干细胞移植手术并不复杂,就像给患者输血一样。由于脐带血自身固有的特性,使得用脐带血干细胞进行移植比用骨髓进行移植更加有效。现在,利用造血干细胞移植技术已经逐渐成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段。科学家预言,用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞,有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来;不久的将来,失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者,都有望借助干细胞移植手术获得康复。
同胚胎干细胞相比,成人身体上的干细胞只能发育成二十多种组织器官,而胚胎干细胞则能发育成几乎所有的组织器官。但是,如果从胚胎中提取干细胞,胚胎就会死亡。因此,伦理道理问题就成为当前胚胎干细胞研究的最大问题之一。美国政府明确反对破坏新的胚胎以获取胚胎干细胞,美国众议院甚至提出全面禁止胚胎干细胞克隆研究的法案。美国的一些科学家则对此提出了尖锐的批评,他们认为,将干细胞用于医学研究,在减轻患者痛苦方面很有潜力。如果浪费这样一个绝好的机会,结果将是悲剧性的。
随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展,按照一定的目的,在体外人工分离、培养干细胞已成为可能,利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源,这将成为干细胞应用的主要方向。
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