2008年国内外生物技术研究进展（上）——干细胞、人造生命、器官移植

2008年国内外生物技术领域研究发展迅速：干细胞研究有了新突破,可以避开伦理学的限制开展广泛研究;人工合成生命有了新进展,表现出了巨大的生命力和广阔的应用前景;基因组快速测序技术的出现,使人类个性化医疗向前迈出了重要的一步;对癌基因进行测序,发现了更多的致癌基因和器官移植的成功实例,使人们看到了治疗疑难病的希望……     

肝脏干细胞的研究进展及应用前景

随着干细胞生物学研究热潮的掀起,肝脏干细胞的研究也取得了巨大进展。本文综述了近几年关于肝脏干细胞的起源、基本特性和治疗潜能等热点问题,同时结合我国国情阐述了当前肝脏干细胞研究在肝病治疗中的意义及其应用前景。     

干细胞培育人造骨

以色列福利生物集团和以色列理工学院的科学家利用从脂肪组织中提取的间叶干细胞,在实验室培育出了人造骨,将其插入实验鼠腿骨的中间,结果发现,人造骨能成功地与动物骨头融合在一起。它将使骨移植病人借此修复或替换受损的骨头成为可能。     

肝脏类器官的研究及应用进展

肝脏疾病易感性差异大且个体间的肝脏细胞存在明显的异质性,因此开发体外能够长期存活并具有代谢功能的人体类肝组织细胞模型,对治疗终末期肝病、开展肝脏致病机理研究及药物筛选具有重要意义。过去十年中,体外三维类器官模型发展迅猛,为疾病模拟、精准化治疗领域的研究提供了新的工具,显示出巨大潜力。肝脏类器官具有患者的基因表达与突变特征,在体外能够较长时间地保持肝脏细胞功能,已被应用于疾病模拟及药物有效性研究,并具有进行原位或异位移植发挥治疗作用的应用潜能。就干细胞、肝脏原代细胞等不同来源的肝脏类器官的发展及近年的研究进展作了综述,以期为肝脏类器官在疾病建模、药物发现和器官移植领域的研究和应用提供新的思路。     

什么是干细胞

随着干细胞研究的快速发展,人们对干细胞的认识也不断加深。拟根据我们的科研和教学实践,扼要介绍对有关干细胞的一些基本概念的理解,其中包括胚胎干细胞,成体干细胞和诱导性多潜能干细胞等。     

日本成功“人造”小鼠卵子

日本京都大学一个研究小组在5日的美国《科学》杂志上报告说,他们首次利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)成功培育出实验鼠的卵子,并使其受精从而诞出健康的小鼠。iPS细胞是具有较强分化潜力的干细胞,由皮肤细胞等体细胞经基因改造"诱导"发育而成。科学家利     

干细胞对肝脏疾病的治疗现状及前景

一、国内外干细胞研究与应用现状干细胞生物学兴起为包括终末期肝病在内的多种难治性人类疾病治疗带来新的希望。干细胞具有高度的自我更新及多向分化潜能。自我更新特性使得干细胞可以成为一个源源不竭的细胞库,克服了肝细胞增殖能力有限的问题;多向分化潜能赋予干细胞一定的可塑性,分化为具有功能的肝细胞。在体外,将干细胞诱导分化为肝细胞,可以解决生物人工肝种子细胞来源困难的问题。在体内,将干细胞经肝动静脉回输入肝脏,从一定程度上提高终末     

基因修饰人多能干细胞的高效单克隆建系方法

目标:提供一种能够显著提高慢病毒稳定转染人多能干细胞的方法,并建立一种简便无损的转染细胞筛选方法.方法:在慢病毒转染人多能干细胞过程,分别比较添加与不添加Y-27632情况下细胞形态的动态变化规律,以及细胞不同形态下对慢病毒颗粒的摄入能力差异,优化建立高效的慢病毒转染方法.随后,设计并研制可视化的简便显微操作装置,探索...     

肝细胞治疗的新型种子细胞——诱导性多能干细胞

在回顾iPS细胞研究的基础上,针对肝细胞治疗的研究现状,就iPS细胞诱导分化为肝细胞的研究进展及其在肝病细胞治疗中的潜力进行了探讨,并提出了目前面对的主要问题,希望促进iPS细胞在肝病细胞治疗上的应用。     

家畜诱导性多能干细胞研究进展

目前,家畜胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESCs)建系技术还不完善,很多大型家畜都未能建立ESCs系,这在很大程度上限制了家畜相关研究的开展。诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSCs)技术的建立,为迅速、高效的获得家畜多潜能干细胞提供了新方法。家畜iPSCs的建立,将推动家畜发育生物学、异种器官移植、人类疾病模型建立、家畜品种改良等研究。综述了家畜iPSCs技术的最新进展,并探讨了家畜iPSCs的应用前景。     

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.     

干细胞疾病模型在肝脏代谢疾病研究和药物研发中的应用

新药研发的失败率之高众所周知,其中一个原因是依靠动物实验获得的临床前数据无法真实反映人类生理情况,不可避免地在药物进入临床试验后产生偏差,最终可能导致研发失利。基于人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)或成体干细胞建立的疾病模型一方面提供了大量的细胞原材料;另一方面,由于iPSCs或成体干细胞可来源于患者,因而可准确模拟疾病的遗传背景。因此,干细胞疾病模型为药物临床前试验提供了更贴近人体生理和病理情况的体外细胞模型。更进一步地,通过建立群体iPSCs细胞库,可在体外细胞培养皿内进行人类遗传学研究,采用全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)及定量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)等方法筛选人群中与疾病、药物敏感性差异、细胞毒性差异相关的易感位点,为特定药物的毒性、易感性人群间差异等提供遗传学基础,进而为后续临床试验中合适的试验人群的招募提供理论依据。因而,干细胞疾病模型可潜在辅助新药研发,提高新药临床前试验的准确率,降低新药研发的周期和成本。本文以肝脏代谢疾病为对象,对干细胞来源的肝脏细胞疾病模型在代谢功能方面的生理机制研究、药物筛选和评估等领域进行综述。     

干细胞原理，技术与临床

干细胞因其高度可塑性和在组织器官移植、细胞治疗．组织工程、新药筛选以及生殖遗传工程方面的潜在应用价值,近年来已成为生命科学研究领域中最热点的课题之一,并逐渐成为基础医学和临床研究的新兴领域。     

特定因子诱导多能干细胞

胚胎干细胞由于具有发育上的全能性,被认为是用于移植治疗的最佳来源。然而,由于人的胚胎干细胞直接运用引发免疫排斥以及触及伦理矛盾,人们一直在研发多能干细胞。2006年,多能干细胞的研究有了重大进展。首先,Yamanaka实验室构建用逆转录载体将候选因子导入成纤维细胞,而后检测多能性标志基因的表达。结果发现,四种因子Oct3/4、Sox2、c-Myc以及Klf4的组合产生了表达多能性标志基因才有的抗药性的克隆,意味着细胞获得了多能性。用这种方法筛选的细胞无论在形态和增殖分化能力方面均类似于干细胞,而且表达干细胞标志基因以及在体内外能向三个胚层的细胞类型分化,这种细胞被命名为诱导性多能干细胞(iPS细胞)。进一步,用更严格的筛选基因nanog得到的iPS能够嵌合到生殖系中。而后,运用改进的方法从人的成体成纤维细胞也可以得到iPS细胞。然而,这种方法得到的嵌合体小鼠存在肿瘤形成现象,可能是由于c-Myc逆转录病毒整合到了基因组。通过替代的方法,去掉c-Myc的iPS也能够获得。为了进一步降低肿瘤形成的几率,近来发展了一种不依赖于病毒的方法,用质粒载体作为介质。iPS进一步的研究热点在于安全性以及从更严格的医学角度提高诱导iPS的效率,其分子机理和相关的技术问题也有待解决和克服。     

干细胞研究技术与伦理狭路相逢？

目前,虽然人们对干细胞研究的反对之声不绝于耳,但随人类胚胎干细胞研究的不断深入,诱导性功能干细胞的进一步应用及干细胞研究中更好的工具的开发,临床试验中干细胞疗法的成功将成为可能。     

胚胎干细胞技术的研究进展

干细胞可以分为成体干细胞和胚胎干细胞两类,是当前生物医学领域的一个热点。由于干细胞在医学领域有巨大应用前景,世界各国都对此给予了相当的重视;投入大量资金支持本国的科学家从事干细胞的科学研究。目前,干细胞的研究还处于试验室阶段,很多技术难题还没有解决,尤其是胚胎干细胞的不定向分化问题,以及一些伦理方面的争议。宗教界人士和社会论理学方面的人士对于干细胞的研究还有异议。集中论述了胚胎干细胞的研究进展和医学功用。     

RNAs介导的干细胞诱导技术研究进展

诱导性多能干细胞(i PSCs)技术可重编程体细胞为胚胎干细胞(ESCs)样的多能性细胞,在药物筛选、再生医学等领域具有巨大的应用潜力。i PSCs技术自2006年首次报道用逆转录病毒转导一组转录因子,将小鼠(Mus musculus)成纤维细胞成功重编程为i PSCs以来,便不断改进和完善。近年来,不引起任何基因组改变的RNAs介导的i PSCs技术成为新兴的研究热点,主要包括修饰m RNAs法、mi RNAs法、si RNAs法和lnc RNAs法等。本文综述了RNAs介导的各种i PSCs技术的研究进展,分析了这些技术的优势、存在的不足及改进的方向等,为i PSCs技术的发展与应用提供参考。     

直接重整细胞核程序的诱导性多能干细胞研究进展

诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS）是分化细胞在外源性因子作用下,经直接细胞核程序重整而重新获得分化潜能的干细胞,具有很重要的应用前景。介绍了iPS诱导方法从转录因子、RNA结合蛋白、小分子化合物、到信号传导通路的发展过程,以及在提高生物安全性方面的改进。iPS的生成在细胞学上表现为渐进的、时间依赖的过程,同细胞的分化状态密切相关;然而,iPS同胚胎干细胞表遗传特征并非完全相同。iPS的进展结合基因治疗和细胞治疗的成果已应用到动物疾病模型的治疗。     

诱导性多潜能干细胞技术进展

诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)可以通过在分化的成纤维细胞中导入特定的转录因子获得。IPS细胞与胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs)在形态,增殖能力,基因表达谱和畸胎瘤形成上没有区别,因此在研究疾病机制,药物筛选和毒理学上有重要的应用价值。一旦解决了安全性和效率问题,iPS细胞将在再生医学上有重要的应用价值。主要从提高转化效率、制备无遗传修饰的iPS细胞和疾病特异性的iPS细胞这3个近来在iPS领域飞速进展的方向做一综述。