幹細胞生物學下

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所屬分類:癌症治療

第三節幹細胞的應用前景及與醫學的關係

臨床治療

幹細胞的最大用途是用於臨床細胞移植治療各種疾病和構建人工組織或器官.。

幹細胞可以治療幾乎所有的疾病

因此,以後如果個人的某種臟器生了病,只要把相關的幹細胞注入這個臟器就會自動「補」好。美國生物學家、諾貝爾獎獲得者吉爾伯特認為:「用不了50年,人類將能夠培育人體的所有器官。」

幹細胞潛在的臨床應用

幹細胞的類型治療的疾病種類
ES骨髓幹細胞、神經幹細胞、肌肉幹細胞癌症病人放療、化療後血液系統重建、 癌症損傷組織的修復、免疫系統恢復。
ES骨髓基質幹細胞、脂肪幹細胞、相應組織幹細胞骨、軟骨損傷、牙損傷、軟骨發育不全(脆骨症) 骨關節炎、肺功能不全、心血管疾病。
ES骨髓基質幹細胞、胰腺幹細胞、皮膚幹細胞糖尿病、腎髒病。
ES骨髓基質幹細胞、神經幹細胞神經系統疾病、血液系統疾病
ES骨髓基質幹細胞、肝幹細胞肝炎及其他肝臟疾病
ES骨髓基質幹細胞各種組織幹細胞基因治療遺傳病
  1. 癌症的研究
  2. 心血管病的研究
  3. 糖尿病、消化系統疾病及腎臟疾病的研究
  4. 神經系統疾病的研究
  5. 感染性疾病的研究
  6. 基因治療

幹細胞是研究疾病的良好模型

幹細胞與組織工程

  1. 胚胎幹細胞
  2. 組織幹細胞(成體幹細胞)

作為新藥開發的工具細胞

常用的篩選藥物模型是:

  1. 動物模型,但動物用量大,藥物樣品需要量多,這大大提高了研製的成本。
  2. 用基因進行篩選,這可大大節約測試樣品藥物的用量,但大部分疾病並不是發生於基因層次,而是發生於細胞、亞細胞水平。這限制了應用範圍。

幹細胞為藥物篩選提供了極好的模型。首先,幹細胞可無限增殖,獲得大量的細胞,並能分化為具功能的各種特化細胞,為新藥藥效、毒性、藥理、藥物代謝、藥物動力學、耐藥性等提供了細胞水平的研究手段,提供了藥物安全性檢測的實驗手段。其次,幹細胞具有分化的潛能,誘導分化為需要的細胞,用於篩選相應系統的藥物。

製備克隆動物和轉基因動物的絕好材料

基礎理論的研究

  1. 研究哺乳動物早期胚胎髮育的良好模型。
  2. 發現新基因及基因功能的研究。

第四節幹細胞的產業化

很多疾病都可以用細胞移植或組織移植治療。

第五節幹細胞研究存在的問題

一、促幹細胞的增殖、抑制分化

二、定向誘導分化問題

三、異體幹細胞移植排斥反應問題

四、幹細胞的成瘤性問題

胚胎幹細胞

ES細胞體外誘導的幾種分化細胞

造血細胞、內皮細胞、神經細胞、胰腺細胞、心肌和其它肌肉細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞、肝細胞

成體幹細胞

幹細胞移植的適應症

惡性疾病非惡性疾病
惡性血液病造血系統疾病
急性非淋巴細胞白血病、急性淋巴細胞白血病、慢性粒細胞白血病、毛細胞白血病、少見類型白血病、MOS、多發骨髓病、HD等。再生障礙性貧血、PNH、骨髓纖維化遺傳性疾病先天性免疫缺陷病、先天性造血異常症、其它。
惡性非血液病自身免疫性疾病
乳腺癌、肺癌、卵巢癌、其他實體瘤SLE、多發性炭化、硬皮病。

造血幹細胞

造血幹細胞是血細胞的種子,體內所有血細胞,包括紅細胞、白細胞、血小板等,都由它分化發育而來。造血幹細胞又具有自我複制能力,即產生新的造血幹細胞以自我補充,從而生生不息。

造血幹細胞是體內各种血細胞的唯一來源,它主要存在於骨髓、外周血、臍帶血中、肌肉組織中發現了具有造血潛能的幹細胞。造血幹細胞的移植是治療血液系統疾病、先天性遺傳疾病以及多發性和轉移性惡性腫瘤疾病的最有效方法。

1、造血幹細胞的來源

在胚胎髮育的過程中,造血幹細胞是以卵黃囊全能間葉細胞分化而來的最原始造血細胞。胚胎髮育至3—5個月時肝臟和脾臟中含有大量的HSC。

臍血中亦含豐富的造血幹細胞、較原始,免疫原性弱。

成人時造血幹細胞主要分佈在骨髓中, 外周血中有少量造血幹細胞。

2造血幹細胞移植

造血幹細胞移植HSCT泛指將各種來源的正常造血幹細胞在患者接受超劑量化放療後,通過靜脈輸注移植入受體內,以替代原有的病理性造血幹細胞,從而使患者正常的造血及免疫功能得以重建。

3 造血幹細胞移植的分類

根據造血幹細胞的來源和供者造血幹細胞移植(HSCT)可分為:

骨髓移植:自體骨髓移植、異基因骨髓移植。

外周血幹細胞移植:自體外周血幹細胞移植、異基因外周幹細胞移植。

臍血幹細胞移植、胚胎幹細胞移植、混合幹細胞移植。

4 外周血造血幹細胞移植歷史

外周血造血幹細胞移植(PBSCT)是造血幹細胞移植的一種,又分為自體PBSCT和異基因PBSCT。

早在60年代初期,人們在為化療後的細胞減少患者輸注人體的細胞時,偶然發現在輸注慢性髓性白血病(CML)患者外周血後出現一過性ph染色體陽性細胞, 從而提示外周血中含有造血幹細胞。1975年Richman發現化療後惡性實體腫瘤患者化療後,外周血中造血細胞集落形成細胞呈一過性增加。1977年Goldman等對CML患者採集未經動員的外周血造血幹細胞並冷凍保存,在患者急變後行的外周血造血幹細胞移植,開創了外周血造血幹細胞移植的先河。1980年Rich為一例嚴重聯合免疫缺陷患者進行異基因外周血造血幹細胞移植。80年代後期,隨著血細胞分離技術的改進,造血細胞因子(如G-CSF、GM-CSF)的臨床應用,造血幹細胞的迅速發展,PBSCT得以迅速發展。

5 外周血造血幹/祖細胞的檢測方法

CD34+細胞測定CD34是80年代中期發現的一種細胞表面分子,在未成熟的造血細胞及所有具有造血潛能的集落形成細胞上表達。CD34+ 細胞在正常人骨髓MNC中約佔1-4%,未經動員的外周血MNC中約為0.2%,動員後的外周血MNC中可達1%。臨床應用結果證明,輸入一定量的CD34+ 細胞,可長期重建造血。同時輸入的CD34+細胞數同移植後造血植活速度呈正相關

6 骨髓移植與造血幹細胞移植

血幹細胞移植的原理與骨髓移植完全相同,只是造血細胞的採集方式不同。造血幹細胞絕大部分存在於骨髓中,骨髓移植是需要通過骨髓穿刺從骨髓腔中抽取骨髓,然後分離造血幹細胞輸入患者體內;

幹細胞移植則是採用促使造血幹細胞從骨髓中釋放到血液中,通過血細胞分離機,從外周血中採集造血細胞。施行骨髓移植術,志願捐獻者需要上局部麻醉,並在髂骨上多次鑽洞抽取骨髓混合液數百毫升;幹細胞移植術只需從志願者的靜脈中採血,並通過機器富集, 將血液回輸人體,只需50毫升的幹細胞,由於進出的總量平衡,採集後供者不會產生循環系統的紊亂,對人體很安全。

7 HSCT的適應症

早期的HSCT的主要適應症是各種原因的造血系統疾病,目前已廣泛應用於多種惡性疾病和非惡性疾病的治療,同時在基因治療中將發揮更大的作用。

8 造血幹細胞移植的前景

造血幹細胞的移植是治療血液系統疾病、先天性遺傳疾病以及多發性和轉移性惡性腫瘤疾病的最有效方法。臍血幹細胞移植已用於臨床,隨著臍血幹細胞移植技術的不斷完善,它可能會代替目前APBSCT的地位,為全世界更多的血液病及惡性腫瘤的患者帶來福音

骨髓幹細胞

神經幹細胞

關於神經幹細胞研究起步較晚,由於分離神經幹細胞所需的胎兒腦組織較難取材,加之胚胎細胞研究的爭議尚未平息,神經幹細胞的研究仍處於初級階段。返回治療性克隆是利用克隆技術、幹細胞技術和移植技術而進行的一種新技術

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沈 宜璇