大学生论文干细胞研究综述Word版.doc

传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！ 学号：20101310108本科毕业论文题 目：干细胞的研究应用发展与存在问题院 系：生命科学技术学院专 业：生物工程班 级：2010级生工（二）班学生姓名：王姣导师姓名：刑雪琨 二○一四年六月毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《肿瘤生物治疗的研究进展》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意本论文和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任论文作者： （签字） 时间： 年 月 日指导教师已阅： （签字） 时间： 年 月 日 目 录摘要 1Abstract 21 干细胞介绍 31.1干细胞的定义和分类 31.2干细胞特征 31.3干细胞的调控机制 42干细胞应用 52.1干细胞研究意义及价值 52.2干细胞研究的应用 62.2.1干细胞与临床结合 62.2.2干细胞与基因工程结合 72.2.3干细胞的基础研究 72.2.4干细胞与药物学的结合 72.3干细胞应用新思路新进展 83干细胞研究面临的问题 83.1干细胞研究需要攻克的技术难关 83.2干细胞研究需要正视的伦理问题 94我国应对干细胞研究局势的对策和建议 105展望 106参考文献 12致 谢 12干细胞的研究应用发展与存在问题摘要21世纪作为生命科学科学技术发展的飞速时期，干细胞应用研究为生物经济时代 的到来将扮演重要角色之一，成为生命科学和临床医学具有强大生命力的重要领域，大有发展之势。

由于干细胞具有自我更新和多向分化潜能的功能，使得人们用干细胞治疗多种疾病成为可能首先对干细胞研究的历史、最新进展，干细胞的应用加以介绍，然后分析研究前景存在的问题和我国发展现状，同时由此带来了一些法律和伦理道德上的争论本文将围绕这些问题加以阐述关键词：胚胎干细胞；成体干细胞；可塑性；移植治疗Application development and problems of stem cellsAbstractAs the 21st century, the rapid development of science and technology during the life sciences, the application of stem cell research for the arrival of the era of the bio-economy will play an important role as an important field of life sciences and clinical medicine has strong vitality, great development potential. Because stem cells have self-renewal and differentiation potential of features that make people use stem cells to treat a variety of diseases possible. First of history, recent advances in stem cell research on stem cell applications to be introduced， and then analyzed the problems and prospects of the development status quo, while some of the resulting legal and ethical debate on this article will elaborate on these issues.Key words： Embryonic Stem Cells；Adult stem cells；Plasticity；Transplantation therapy1 干细胞介绍1.1干细胞的定义和分类通过查阅文献获知2001年6月17日NIH在广泛综合了当前世界上从事干细胞研究的科学家1200多篇论文的基础上，发表 的干细 胞科学进 展和前景指南（Stem cells：Scientific Progress and Future Research Directions）一书， 对相关概念作了统一定义[1,2]。

干细胞（Stem cell）是来自胚胎、胎儿或成人的是有持久或终身自我更新能力的细胞， 它能产生特异的细胞类型形成人体组织和器官细胞是动物机体内的一种发育全能性细胞根据其发育阶段 ，可分为胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell）和成体干细胞（Adult Stem Cell）胚胎干细胞包括 ES 细胞（Embryonic Stem Cell）、EG细胞（Embryonic Germ Cell）;成体干细胞包括神经干细胞（Neural Stem Ce11，NSC）、血液干细胞（Hematopoietic Stem Cell，HSC）、骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell，MSC）、表皮干细胞（EP idexmis Stem Cell）等多能干细胞（Pluripotent Stem cell）来自胚泡内层细胞团或胎儿生殖嵴， 具有自我更新能力且维持正常染色体组型的细胞多能干细胞能产生构成人体生长的所有细胞类型（中、内、外胚层250种以上细胞）[3]胚胎干细胞（Embryonic stem cell）是来自胚泡（blastocyst，胚胎早期 4~5天）内层细胞团（inner cell mass）的一组细胞， 从胚泡分离后可培养成胚胎干细胞。

实验室中这些细胞本身不能发育成胚胎胚胎生殖细胞（Embryonic germ cell）来源于5~9周胎儿性腺嵴上原始生殖细胞后期发育的中性腺嵴（primordial germ cell）产生卵子或精子，胚胎干细胞和胚胎生殖细胞都是多能干细胞，但它们的特性和特征不同[4]成体干细胞（adult stem cell）：是一种具有终生自我复制（identical copies）或自我更新（self - renewal）能力的未分化细胞 ，它分布于不同的组织，并可演变成为各种类型的组织细胞成体干细胞分裂产生祖细胞（progenitor）或前体细胞（precursor cell），然后再分化为具有特定形态和功能的“成熟”细胞，如具有收缩功能的肌细胞和有信息传导功能的神经样细胞，来源包括骨髓、血液、眼角膜和视网膜、脑、骨骼肌、齿髓、肝、皮肤、胃肠道黏膜层和胰腺等，其中造血干细胞已用于治疗某些疾病[5]1.2干细胞特征干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源，具有高度自我复制能力、高度增殖和多向分化潜能目前公认的干细胞所应具备的几点主要的细胞生物学特点：（1）具有自我更新能力与自我维持能力，也就是说它可以分裂，分裂后的子细胞与母细胞一样不但能保持其原有的各种细胞生物学特性，而且还可以不断地分裂下去。

干细胞一旦形成，在机体内终生都具有自我更新能力，不同于那些具有有限自我更新能力的祖细胞这对于维持机体组织器官的稳定性有很重要的意义2）具有多向分化的能力（多能性或全能性），即可以分化发育成各种胚层组织的细胞（ES细胞），或者可以分化成为本系统各谱系的细胞（特定组织干细胞，如造血干细胞）3）具有高度增殖能力，在体内干细胞的高度扩增具有非常重要的意义，如造血干细胞通过高度扩增补充由于细胞正常衰老而丧失的细胞；同时由于干细胞虽具有多能性但数量不多，因而只有通过体外扩增才能对其进行研究因此干细胞高度扩增不但对机体正常功能的维持起着非常重要的作用，而且对干细胞的研究和应用也有着非常重要的作用4）既具有生理性的更新能力，也具有对损伤或疾病导致的反应与修复能力，如骨髓间充质干细胞等5）干细胞的自我更新与分化需要特定的微环境，即nitches，也就是说干细胞往哪一种方向分化，必须在该细胞生存的特定微环境前提下进行分化已有诸多的实验表明，如将 ES细胞种植入小鼠大脑内，这些干细胞将向神经系统分化[6,7] 胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ESC）因为其特点成为关注和研究的热点ES细胞具有以下特性：① 全能性：在适宜条件下，胚胎干细胞可被诱导分化为各种细胞组织，这一特性使其在基础研究、移植治疗和基因治疗中具有诱人的应用前景；②无限增殖性：理论上，ES 细胞在体外适宜条件下，能在未分化状态下无限增殖，这为 ES 细胞进行的研究和应用提供了用之不竭的细胞来源；③遗传上可操作性：即可导入异源基因、报告基因或标志基因、诱导基因突变、基因打靶或导人额外的原有基因使之过度表达等，利用该特性可制作各种实验模型并进行各种基因功能分析[8]。

因此，ES 细胞已成为研究胚胎发生发育、细胞分化和组织形成、基因表达调控及遗传病和癌症发生和治疗等工作的理想模型，同时必将对人类一系列疾病的治疗提供更为有效的方法可塑性（plasticity）是指一定条件下来自于一种组织的成人干细胞产生另一种组织的特异性细胞的能力， 如骨髓成人干细胞产生类似于神经细胞[9]成人干细胞与胚胎干细胞的共同点是，都能自我复制，并能分化成特定细胞类型，移植时均有免疫排斥反应可塑性其实是干细胞在不同微环境条件下表现出的一种灵活性作用是干细胞为适应环境而具备的一种特性干细胞是自我复制还是分化成为功能细胞，主要由于细胞本身的状态和微环境因素所决定干细胞本身的状态，包括调节细胞周期的各种周期素，周期素依赖酶 ，基因转录因子，响细胞不对称分裂的细胞质因子微环境因素，包括干细胞与周围细胞，干细胞与外基质以及干细胞与各种可溶性因子的相互作用1.3干细胞的调控机制干细胞进行自我复制的关键步骤就是它的不对称性分裂研究发现，对干细胞调控的因素有内源性调控和外源性调控两种内源性调控因子主要有细胞内的一些结构蛋白和多肽因子，转录因子就是其中之一如核转录因子Kb（NF-Kb）可以直接刺激肌肉干细胞的增殖与分化，促进伤后的肌肉进行修复[10]。

又如哺乳动物胚胎细胞表达的转录因子Oct-4，在ES细胞的发生中，它通过诱导成纤维细胞生长因子（FGF-4）F的表达和分泌，影响干细胞周围的滋养层细胞成熟，从而调节干细胞的进一步分化[11]细胞端粒体的长度也与干细胞的增殖与分化有着密切的关系，研究发现敲除了端粒体基因的小鼠造血干细胞的自我复制能力有显著下降，雄性小鼠的精原细胞发育也受到障碍由于端粒体的长度影响染色体的功能，从而影响到细胞的分化与增殖外源性调控因子主要有一些细胞因子一般而言至少有两种细胞因子在不同的组织甚至不同的种属中调节干细胞的增殖和分化，如转化生长因子TGF和Wnt（编码一组调节胚胎发育的分泌蛋白）家族，。