引导组织再生智能生物材料的转化研究

干细胞与再生医学是现代医学的重要组成部分,也是科学发展的热点。人工组织器官构建是本领域的重要研究内容,对解决我国人口健康领域的众多问题具有重要战略意义。中国科学院在2011年优先布局了"干细胞与再生医学"先导专项,并设立"人工组织器官构建"项目,承担再生医学转化研究。就"人工组织器官构建"项目中的重大研究任务"引导组织再生智能生物材料"进行综述,介绍了该任务的两项原创性技术的转化研究及在临床研究中的初步成果。     

类器官在再生医学中的应用

类器官是干细胞在体外基质材料支撑条件下培养出来的一种三维微器官,与来源组织器官高度相似。类器官技术为基础研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个新的强大的研究模型和技术手段。再生医学的目的是帮助组织或器官恢复其正常的生理功能,通过与组织工程或基因工程相结合,类器官为再生医学提供了新的移植物来源。该文将介绍类器官在再生医学中的应用,并讨论该领域发展过程中所面临的主要挑战。     

脂肪干细胞在再生医学中的应用

再生医学是一门研究如何促进创伤与组织再生及功能重建的新兴学科,主要通过研究干细胞分化、机体等正常组织创伤修复与再生等机制来维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。脂肪干细胞（adipose-derived stem cells,ASCs）是近年来从脂肪组织中分离得到的一种具有多向分化潜能的干细胞,是一种足量的、可用于实际的、有一定吸引力的自体细胞代替的供体资源,并能够广泛的用于组织修复、再生、发育的可塑性及细胞治疗等研究中。阐述了脂肪干细胞在旁分泌、软组织重建及损伤修复、骨骼肌重建、心血管重建、神经系统重建及癌症转移与入侵方面的作用模式,概括总结了目前利用脂肪干细胞参与的临床治疗方法,以期对脂肪干细胞在再生医学中应用研究提供参考。     

干细胞研究与人类健康

干细胞作为一种具有再生各种组织器官潜能的组织细胞,在器官移植、细胞治疗、组织工程、生殖医学等多个领域的基础研究与临床应用前景广泛。干细胞研究已经成为国内外生物学研究的热点,并且是我国"十二五"期间重点支持的研究领域。为促进国家干细胞研究领域的发     

类器官在发育与再生中的研究进展

类器官(organoid)作为体外模拟器官结构和功能的三维培养体系,已经广泛应用于发育研究、疾病建模和药物筛选。类器官在再生医学中具有重要的应用前景。胚胎干细胞、诱导多能性干细胞和多组织成体干/祖细胞来源的类器官再现了发育分化、稳态自我更新和组织损伤再生过程,为揭示发育和再生调控机制、明确生理病理进程提供了可能。近年来,多细胞类型的新型培养模式和单细胞测序等技术的应用促进了类器官的发展。该文总结了类器官在发育与再生中的最新研究成果,并就前沿技术在类器官研究中的应用进行了综述与展望。     

肠道类器官在精准医学中的应用

类器官3D培养是一种新兴的用来研究组织成体干细胞生长、分化、器官形成的体外研究系统.目前,肠道类器官的3D培养是将分离的肠道隐窝或干细胞植入含有多种生长因子的基质胶中,在基质3D支撑下生成具有肠道上皮样结构的微型空心球体,这些球体被称为肠道类器官.该类器官包含有所有种类的肠道功能上皮细胞,能最大程度模拟肠道组织,故也称之为"迷你肠".结直肠肿瘤细胞也可以利用该3D体系培养得到肿瘤类器官.这些肠道类器官可被广泛应用于炎症性肠病、肠道损伤再生、肠癌等多种肠道疾病的研究.本综述讨论了关于肠道干细胞的最新研究进展,正常类器官和肿瘤类器官的培养,同时还将探讨类器官在疾病建模和组织再生、基因修复、肿瘤个性化治疗等精准医学方面的应用.     

干细胞临床应用现状及管理对策

干细胞研究及以其为基础的再生医学技术已经成为生物医学发展水平的重要标志之一。对于大量组织器官缺损或功能障碍患者构成的巨大医疗市场来说,干细胞与再生医学的研究与开发将产生重要影响,其进程也日益加快。干细胞根据来源和获得方式可分为胚胎干细胞、重编程干细胞及成体干细胞等类型,不同类型干细胞特点不同,技术成熟程度处于不同发展阶段,在可能的使用过程中风险规避的策略不同,不同来源的干细胞产品针对的临床适应症和准入标准也不尽相同。在概述这三类干细胞基础研究的基础上,对应用现状和发展趋势进行述评,并提出相关的管理策略。     

干细胞与再生医学

多能干细胞(PSCs)具有发育的多潜能性,可以分化为机体各种细胞类型,是再生医学领域进行细胞替代治疗以及组织/器官再生的基础.如何由终末分化的体细胞重编程获得病人特异的PSCs,是再生医学领域的核心问题之一,目前主要采取两种重编程策略:借助核移植技术由早期胚胎体外建系获得,或通过诱导重编程技术获得.本文将综述不同多能性等级PSCs的获得方法以及其在多能性机制研究中的应用,并讨论PSCs通过异种嵌合实现组织/器官再造的潜在应用价值.PSCs的研究不仅推动了基础生物学研究的发展,同时也为再生医学走向临床开辟了道路.     

基于干细胞的再生医学产品研究进展与监管现状

随着干细胞基础研究与临床应用的快速发展,近年来针对重大及难治疾病治疗的再生医学产品不断涌现.干细胞具有自我增殖与分化的特性,再生医学产品复杂、多样,细胞性质与风险各异,其研究制备及临床试验中存在较高的变异性和不确定性(如细胞生存、分化、迁移、定植等过程中培养、诱导条件或个体化方面的差异).因此,基于干细胞的再生医学产品按照药物监管极具挑战性.文章总结了国际上已上市干细胞药物的研究进展,比较了再生医学监管领域美国FDA、欧盟EMA、日本PMDA的监管法规和技术指导原则,重点探讨了干细胞产品药学审评的一般考虑,以期为国内干细胞药物的研发与评价提供参考.     

干细胞与再生医学研究及其产业化前景

再生医学是在生命科学、材料科学、计算机技术等众多学科交融渗透的基础上发展起来的,这一新兴技术领域涵盖了干细胞与克隆技术、体细胞重编程技术、组织工程技术、组织器官代用品、异种器官移植等多项现代生物技术,其研究与应用将给因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的修复及再生治疗带来希望。     

类器官芯片

类器官芯片是一种新兴前沿交叉技术,它通过整合类器官与器官芯片,可在体外构筑具有高度生理关联性的器官模型系统,在组织器官发育、疾病研究、药物筛选和再生医学等领域具有重要的应用潜力.本文概述了类器官芯片的产生、技术特点及研究进展,并对其未来发展和面临的挑战进行了展望.     

组织工程的诞生与发展——组织工程连载之一

传统器官移植受到器官来源、伦理以及机体免疫排斥等方面的限制而难以满足临床治疗需要。为了应对不断的挑战,组织工程得以诞生和发展。最初组织工程的含义是联合使用细胞、支架材料和生物活性因子以促进组织的修复和再生方面的研究和应用,随着研究的深入组织工程的概念得到不断发展。现代组织工程学是一门利用工程学和生命科学的原理,研究和开发具有生物活性的人工替代物,以维持、恢复或提高人体受损组织的功能的交叉学科。自诞生20多年来,组织工程的发展大致经历了三个阶段。再生医学是现代临床医学的重要分支,与干细胞和组织工程具有密切的联系。组织工程是完美的组织器官再生,是再生医学的关键研究领域,体现了再生医学的主要发展方向。再生医学的理论和技术方法促进了组织工程的发展。     

类器官的研究进展及应用

随着人类生物学研究的不断深入,需建立新的模型系统为研究提供了有力的工具。虽然传统的研究模型已被广泛应用,但难以准确反映组织、器官在机体中的生理现象。类器官 (Organoid) 是来源于干细胞或器官祖细胞的三维细胞聚集体,可分化和自组织形成具有人体相应器官的部分特定功能和结构。由于类器官具有人源性,可模拟器官发育和形成,在体外长期扩增中具有基因组稳定性,并能够形成活体生物库进行高通量筛选等优势,成为近年来备受关注的体外模型。目前,利用类器官模型结合新兴的基因编辑、器官芯片、单细胞RNA测序技术等,能够突破传统模型的瓶颈,在器官水平上为疾病模型的建立、药物研发、精准医疗以及再生医学等提供有价值的信息。文中就类器官分类及特性、研究应用、与其他技术结合应用及展望这4个方面进行综述。     

细胞谱系重编程研究进展

重编程研究是近年来干细胞与再生医学领域中里程碑式的研究突破,打破了人胚胎干细胞研究带来的伦理桎梏,为再生医学临床应用带来了一片新天地.但诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)制作过程繁琐,重编程效率偏低,且仍需如同胚胎干细胞一样,经过步步诱导分化而获得目的细胞,最关键的是,目的细胞的安全性问题仍亟待解决.谱系重编程,在广义的角度上来说,至少从1987年即已展开,20世纪末引发成体干细胞研究热潮的"可塑性"研究也可归为谱系重编程研究,在iPS重编程研究的推动下,谱系重编程技术正在蓬勃发展,并被再生医学研究者给予了厚望,尤其是在可预见的将来,其在个体化治疗上具有的优势将不可比拟.     

干细胞过度生长或造成癌症

利用干细胞产生新的组织和器官,修复破损的组织、器官,被称为再生医学。目前,再生医学的发展已经使得人类可以通过干细胞使血管、汗腺、神经再生。并生产出组织工程皮肤和组织工程软骨,甚至组织工程耳朵和膀胱等。但是。用于治疗的于细胞如果控制不好就有可能演变为难以制约的肿瘤,尤其是全能分化的胚胎干细胞。     

皮毛之道：以表皮器官为研究模型探讨再生生物学与再生医学的基础概念

再生医学是一个具有巨大潜力的新兴医学领域。该文以此为方向讨论了再生医学研究中的三个关键问题,并以非神经外胚层器官的干细胞行为为例做进一步的探讨。第一,如何获取干细胞,介绍了包括胚胎干细胞、组织干细胞和诱导性多能干细胞的获得途径,以及若干组织细胞重编程的成功范例;第二,如何将干细胞转化为组织和器官,这需要了解干细胞分化以及形态发生的机制,并以羽毛的形态发生为模型,引入了千细胞拓扑生物学的概念以及干细胞微环境调控塑造器官形态的机制;第三,如何将干细胞及其转化产物置于患者体内,并以鼠毛生长周期波为例,阐明了宏观环境因素如何调控干细胞的活性：最后,还分析了在器官发生中干细胞的自组织对于新生毛发组织工程的重要意义。该文的许多原则不仅限于皮肤,同时也适用于其它体内器官。通过对生物再生的过程的基础研究,我们可以受到生物再生之道的启发,逐渐理解组织修复及再生的机制,并提高分子和细胞水平上的干细胞操作技术,希望在不久的将来将干细胞研究成果应用于临床医学。     

中国及中国科学院干细胞与再生医学研究概述

干细胞与再生医学研究已成为当今生命科学研究领域的前沿和热点,日益表现出巨大的临床应用前景和产业潜力,有望解决人类面临的重大医学难题。近年来,我国干细胞与再生医学研究获得了突飞猛进的发展,取得了多项重大成果,已成为世界干细胞研究领域中的重要力量。概述了我国干细胞与再生医学研究的发展现状,介绍了中国科学院"干细胞与再生医学研究"战略性先导科技专项的实施进展情况,并为我国干细胞研究领域的发展提出了建议。     

肝脏类器官的研究进展及应用

生物医药研究主要依赖动物模型及人源细胞系,但是这些研究系统往往不能模拟人类个体发育过程、疾病发生机制和药物反应,因此在向临床转化方面遇到极大的困难.类器官是能模拟体内器官结构和功能特征的体外3D细胞簇.本文按照肝脏类器官从简单到复杂的顺序,讨论了成体干细胞来源和多能干细胞分化的多种肝脏类器官模型,同时概括了肝脏类器官在疾病建模、药物反应、毒性测试及再生医学等方面的应用.     

干细胞在牙齿再生研究中的应用

干细胞是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞.基于其特殊的生物学性质,干细胞可作为器官再生的理想种子细胞.干细胞已成功被诱导为神经、心肌、皮肤、软骨、肝脏、胰岛、造血等不同类型组织细胞,为神经损伤、退行性变、胰岛素依赖性糖尿病、造血功能障碍等多种难活性疾病提供替代疗法.牙齿是人体中唯一的能在成体中再次发育而且结构相对简单的一个器官,因此牙齿再生已成为组织工程研究领域的热点.目前,在模式动物小鼠以及小型猪中已开展许多利用干细胞进行釉质、本质、牙髓以及牙周韧带等牙齿组织再生和整牙再生的研究.本文系统地概括了不同来源的干细胞(胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞)在牙齿再生研究中的应用.其中,成体干细胞具有来源广泛、便于采集培养以及不导入外源基因等优势,在牙齿再生的基础研究和临床应用中具有更大的价值.     

人为何不能有再生能力

<正>利用干细胞产生,修复破损的组织、器官,被称为再生医学。目前,再生医学的发展已经可以通过干细胞再生血管、汗腺、神经,以及组织工程皮肤和软骨,甚至组织工程耳朵和膀胱等。但是,干细胞用于治病却有隐