专家谈多能干细胞研究新进展

http://www.sina.com.cn 2007年12月18日 09:26  科学时报

  作者:韩忠朝

  12月5日~8日,法国医学科学院院士大会在巴黎举行。会议期间,法国医学科学院外籍院士、中国医学科学院韩忠朝教授应邀在法国巴黎血管与血液研究所作了《多能干细胞研究新进展》的学术报告。韩忠朝在报告中介绍了全能胚胎干细胞和多能干细胞的国内外研究进展和应用前景,以及我国科学家在利用造血干细胞治疗血管疾病等研究中取得的最新研究成果。

  已可望获取各种多能干细胞

  干细胞技术作为生命科学最热门的研究领域之一,其研究和应用近年来不断取得新的进展,掀起了一波又一波的热潮,人们对它的认知程度也越来越高。

  在一个生命个体的生长发育过程中,干细胞可以按发育阶段分为胚胎、胎组织和成体干细胞三类干细胞。胚胎干细胞是早期胚胎发育过程中,可形成一个生命个体并能传代的细胞,胚胎干细胞可以分化形成人体各种不同类型组织细胞,是一种全能干细胞。胎组织干细胞是指不同胎龄的胎儿组织器官以及胎盘脐带组织及血液中的多能干细胞,用于维持胎儿在母体内的发育和生长。成体干细胞位于出生后体内分化成熟的组织器官之中,是能够分化形成相应组织的多功能干细胞,通过分化增殖和更新衰老细胞来构筑相应的器官,维持正常生理功能。

  利用现代医疗技术对损伤或衰老的人体组织器官进行修复和替换,永葆青春健康活力一直是人类的夙愿。随着干细胞科学技术的发展,现已发现人类离实现这一目标的距离正在变得越来越近了。科学家们一方面致力于胚胎干细胞的研究,期待新的临床适用型全能胚胎干细胞技术的问世;另一方面积极寻找取材方便、数量充足、使用安全、疗效确切的多能干细胞。现在除了可从骨髓和血液中分离出干细胞,研究人员还有望从人的胎盘、脐带、肌肉、大脑、皮肤、

脂肪、滑膜等多种组织中获取各种多能干细胞,以满足人类健康的需求。

  造血干细胞率先实现突破

  造血干细胞是来源于造血组织中的多能干细胞。造血干细胞移植是近半个世纪来临床医学取得的重大进展领域之一,目前已成为治愈恶性血液病最有效的方法,也是治疗某些免疫异常性疾病、遗传性疾病、代谢性疾病,尤其某些实体瘤和放射病的重要途径。

  20世纪60年代,

北京大学陆道培院士开始了我国的造血干细胞移植研究,目前国内在该领域的实验及临床研究进展十分迅速,已在我国绝大多数省市
医院
相继推广,成为治疗白血病、部分恶性实体瘤等的主要治疗方式之一。造血干细胞移植按造血干细胞来源可分为骨髓移植、外周血造血干细胞移植和胎盘/脐带血造血干细胞移植。按移植物免疫学特征可分为自体移植、异基因移植、同基因移植和异种移植。据统计,目前全世界范围内每年进行异基因造血干细胞移植3万多例,自体造血干细胞移植约5万例,且每年以10%~15%的幅度在增长。

  近年来,造血干细胞研究的一个重要进展是造血干细胞在血管疾病治疗中的应用。早在100多年前,就有人提出造血细胞和血管细胞来源于一个共同的干细胞——血液血管干细胞。血液血管干细胞可以发育分化成造血干细胞和血管干细胞,后两者进一步分化增殖形成血细胞和血管两大系统。但近年来的研究发现,造血干细胞和血管干细胞的界限并不清晰、功能上有重叠,而且能相互转化。两者实质上是一群处于不同分化阶段的多能干细胞。

  依托于中国医学科学血液学研究所院的国家干细胞工程技术研究中心,在大量实验研究的基础上,在国际上首次开展外周血干细胞移植治疗动脉硬化性闭塞症,糖尿病足等重度下肢缺血性疾病的研究,并取得了显著疗效,使众多患者避免了截肢的痛苦。这些研究成果以及近日与沈阳解放军463医院合作的临床研究结果发表在Diabetets Care和Thrombosis & Haemostasis 等国际知名医学杂志后,受到国内外同行的关注。此外,北京宣武医院等多家医院开展骨髓干细胞移植治疗重度下肢缺血也取得了很好的效果,造血干细胞用于心脑血管病的治疗研究也正在不断深入。

  间充质干细胞的巨大应用前景

  除造血干细胞外,另一类显示其巨大临床应用潜能的多能干细胞是间充质干细胞。

  间充质干细胞是来源于发育早期中胚层和外胚层的一类多能干细胞,最初在骨髓中发现,因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。如间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于组织工程。

  间充质干细胞的临床研究已经在许多国家开展,美国批准了17项临床试验,中国批准了两项临床试验。目前,对于间充质干细胞用于治疗数十种难治性疾病的治疗研究,除了用来促进恢复造血,与造血干细胞共移植提高白血病和难治性贫血等以外,还用于心脑血管疾病、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、脑及脊髓神经损伤、老年痴呆以及红斑狼疮和硬皮病等自身免疫性疾病的治疗研究,已经取得的部分临床试验结果令人鼓舞。

  迄今的研究表明,脐带来源的间充质干细胞不但能够成为骨髓间充质干细胞的理想替代物,而且具有更大的应用潜能。脐带间充质干细胞表达多种胚胎干细胞的特有分子标志,具有分化潜能大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制、易于工业化制备等特征,因此有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。

  目前除中国外,脐带间充质干细胞这一技术只有加拿大、英国、美国和巴西等少数国家掌握。2004年国家发展与改革委员会批准组建细胞产品国家工程研究中心,作为国家级细胞产品专业科研机构,我们发明了一种从脐带中分离和培养扩增间充质干细胞的专利技术,并构建了世界第一家脐带间充质干细胞库。细胞产品国家工程研究中心的主要工作是采用细胞工程、生物制药工程、基因工程等技术进行干细胞产品的开发、临床应用及其科研成果工程化研究,建立了国际标准的干细胞分离、监测和保存工艺技术和质量控制体系,干细胞组织定向分化研发技术平台;利用干细胞库和组织定向分化研发技术平台研制细胞治疗产品并形成产业化体系。

  世界范围内干细胞技术的迅猛发展,给人类健康带来了巨大的福音,但干细胞技术普遍用于临床,仍有很长的路要走。在干细胞技术方面,我国的研究水平在某些方面与国外相比差距不是很大。我们必须清楚地认识到,多能干细胞与全能胚胎干细胞的研究同等重要,除了紧紧跟上世界上胚胎干细胞研究的步伐,还应加大对多能组织干细胞技术和临床研究的支持力度,充分利用和发挥我国的干细胞资源优势和临床研究优势,坚持自主创新,坚持科学前沿和社会需求两手抓、两手都要硬的原则,才有可能使我国在世界上新一轮生命科学技术的竞争中保持优势。

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