1、胚胎干細胞的生物學特性及臨床應用【關鍵詞】，胚胎干細胞【摘要】胚胎干細胞可在體外增殖傳代培養，具有穩定的二倍體核型和多能干細胞表血特 異標記，可分化為各種類型的永久細胞系。具有無限增殖、自我更新和多向分化潛能的胚胎 細胞在基礎研究和臨床應用方而具有廣闊前景?！娟P鍵詞】胚胎t細胞；端粒酶；分化胚胎干細胞（embryonic stem cell, esc）具有胚胎細胞和體細胞的某些特性，既進行休 外培養、擴增、轉化和制作基因突變模型等遺傳操作，又可分化成各種組織細胞。esc在 移植醫學、組織工程、藥理學及發冇學等研究領域具有重要的科學意義和巨大的應川前景, 對于有效地治療多種疾病，維護和促進人類健

2、康具有口大的潛在價值。1生物學特性esc是來自著床前胚胎或胎兒原始生殖細胞的、可在體外末分化狀態下長期增殖傳代培養 的、具有穩定的二倍體核型和多能干細胞表而特異標記的、可分化為三個胚層來源的各種紐 織及細胞類型的永久細胞系。esc鑒定的理論基礎是其生物學特性。1.1形態學特征esc在胰酶和無ca2+、mg2+培養液中形成相對扁平緊密的克隆群，并易解離為單一細胞； 其形態特征為：細胞體積小，核大，胞漿少，有一個或多個核仁，核質比高。esc在體外培 養時呈松散、扁平的集落狀牛長，集落內細胞界限隱約可見1。1.2核型分析esc具有正常穩定的二倍體核型。thomson等分離的5個esc系中hl、h13

3、、h14具有正 常的xy核型，h7、h9具有止常的xx核型，其中hl、h7、h13、h14細胞系經反復冷凍、 復蘇培養56個月仍維持正常的核型1； ami（等人從體外培養6個月的h9細胞系中克隆出2個esc系h9和h9.2,這2 個細胞系在體外繼續培養8個月后仍保持了止常的xx核型。1.3端粒酶活性端粒酶與控制細胞壽命有關，人的二倍體細胞不表達端粒酶活性，隨著年齡的增長，其染色 體端粒變短，在組織培養過程中，經過有限的增殖期后，即進人復制衰老狀態。人多數體細 胞的端粒酶活性都不高，并在5080代有限的增殖后進入老化階段。esc則表達高度端粒 酶活性，esc即使長期培養1年，傳代300代仍表現有

4、高端粒酶活性。esc系高水平端粒 酶活性的表達，表明其復制壽命要長于體細胞的復制壽命3。1.4轉錄因子oct-4的表達oct4是一種發冇全能性的標志基因，為poc區域的一個轉錄兇子。受精卵所表達的oct/ 對建立esc系是必需的。用pt-pcr分析es細胞的mrna,結果表明：es細胞表達oct-4, 克隆pcr產物并測序，顯示了其與人oct-4序列的一致性。1.5體內外分化能力thomson等將分離的5個es細胞系分別注射到免疫缺陷小鼠體內，結果在小鼠身上長出了 畸胎瘤1。這種畸胎瘤包括消化道上皮細胞（內胚層）；骨組織、平滑肌和橫紋?。ㄖ信邔樱荷?經表皮、神經節和復層鱗狀上皮(外胚層)。這

5、證明esc系具有誘導分化出3個胚層的潛能。 h9細胞系在體外自分化2周后，培養液內檢測到a-afp和hcg,表明有內胚層和滋養層 分化5 。2 esc的應用前景具有無限增殖、自我更新和多向分化潛能esc在基礎研究和臨床應用方而具有廣闊前景:(1)建立體外分化模型及各種基因改變的esc系，通過對胚胎發冇各吋期基因表達的研究, 認識畸形胎兒發生機制，為esc體外定向誘導分化奠定基礎6 ； (2)作為基因治療的理想載體5 ； (3)定向培養為分化細胞，以制造組織和器官，用于某些疾病的細胞治療及機體損傷 修復和器官移植7 ； (4)用于研究某種新藥模型或化學物質的毒性及效能的評估，這對藥理學、農業化肥

6、 工業等領域的發展有重要意義8 03問題與展望esc的研究己取得了令人矚目的成就，但要真正用于臨床治療還需解決以下4個問題。3.1 esc系的建立和純化有關esc株分離成可在體外存活的單個細胞是非常棘手的問題。當前尚未能婕立單細胞分 化的細胞系培養條件，使esc保持多種分化細胞的基因表達。3.2定向誘導分化細胞的建立已證實來自鼠esc的多種分化細胞類型門，但這些細胞尚未能證實在體內外具有生理功能，如理想的胰島分化細胞應該表現為對 葡萄糖墩感的胰島素正常分泌等o3.3疾病模型有效性的證實臨床移植治療效果的實現要求植入細胞以功能形式整合入受體組織，如梗死心肌細胞或瘢痕 組織需耍esc定向分化為心肌

7、細胞并整合入心臟組織，實現有效協調的機械收縮，并形成組 織血管化。3.4植入后分化細胞的致瘤性體內外分化研究表明未分化esc移植后產生非轉移性良性畸胎瘤7,并且在免疫缺陷動物表現為依賴未分化干細胞數量的腫瘤生長，因此移植后細胞應該 為有絲分裂后終末分化細胞。山于esc與人類健康直接相關的細胞移植和組織工程密切相關，esc工程正成為新興的商 業竟爭熱點，并將產生巨大的經濟效益和社會影響。但esc要真正在人類醫學中得到應用， 特別是要解決基因組改造、移植排斥、定向誘導分化、細胞純化及體外組織構建等問題，尚 需相當長時間。因此，esct程學將是新世紀蓬勃發展、不斷取得突破性成果的牛命科學?！緟⒖嘉墨I

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