人胚胎幹細胞[人胚胎幹細胞]

基本信息

• 中文名：人胚胎幹細胞

簡介

所謂胚胎幹細胞是指一類起源於胚胎，處於未分化狀態，可以長期自我分化和自我更新，具有在一定條件下分化形成各種組織細胞潛能的細胞。

相關信息

胚胎幹細胞的概念最早可追溯到畸胎瘤( teratocarcinoma)細胞。在對小鼠畸胎瘤的研究中，科學家發現其中存在未分化的多能幹細胞，這些多能細胞在一定的條件下可分化成為多種類型的細胞。由於畸胎瘤是由原始生殖細胞（primordial germ cell，PGC）癌變形成，因此這種細胞被稱為胚胎癌細胞(embryonic carcinoma cell, ECC)。胚胎癌細胞具有良好的多能性，但同時具有某些惡性腫瘤的特徵，使套用受到限制。1981年，Evans等首次成功地從著床前的小鼠囊胚中分離內細胞團(in-ner cellular mass，ICM)，培養建立了多能( pluripotent)幹細胞系‘6）。這些細胞不但具有良好的多能性，而且具有正常的二倍體核型，胚胎幹細胞( embryonic stem cell，ES)系由此宣告誕生。此後研究人員又嘗試從原始生殖細胞中直接分離未分化的多能性細胞，並獲得成功，它們同樣可以在體外長期培養並保持分化潛能，這種源自原始生殖細胞的多能性細胞被稱為胚胎生殖細胞(embryonic germ cell, EGC)。上述三種幹細胞直接或間接來源於胚胎，從廣義上講應該均稱為胚胎幹細胞。不過，由於囊胚內細胞團源性的胚胎幹細胞（ES細胞）來源豐富，細胞核型正常，基因型與正常個體相同，最具套用前景，所以胚胎幹細胞咆基本是指ES細胞。

人胚胎幹細胞（human embryonic stem cell，hES）是一種源於人囊胚內細胞團，經體外分離、培養獲得的原始多能幹細胞。由於其人源性，人胚胎幹細胞受到高度關注t．是幹細胞研究中3最新的熱點。1998年，Thomason等首次利用臨床上自取願捐獻的體外受精—胚胎移植( in-vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET)胚胎建立了5個人胚胎幹細胞系。此後各國科學家進一步開展了大量的工作，到目前為止，國際上已有美國、英國、新加坡、澳大利亞、瑞典、日本、中國、韓國等10餘個實驗室報告建立了約120株人胚胎幹細胞系，其中78株在美國NIH登記註冊。

人胚胎幹細胞的分離和體外培養成功具有極其重要的研究和臨床套用價值，其可用於體外研究人類胚胎髮生髮育的過程，有助於理解分化發育的機制、認識生命和疾病的現象。通過對人胚胎幹細胞體外分化和定向分化的研究，將其用來修復或替換喪失功能的組織和定向分化的研究，可識別某些靶基因，為人類新基因的發現及其功能的研究提供新方法。人胚胎幹細胞最為深遠的潛在用途是通過定向分化誘導產生各種特化的細胞和組織，將其用來修復或替換喪失功能的組織和器官，從而治療許多疾病，如帕金森病、老年痴呆症、脊髓損傷、腦卒中、燒傷、心臟病、糖尿病、白血病、骨關節炎等。經過遺傳工程改造的人胚胎幹細胞，還可為人類疾病的基因治療開闢更廣泛的套用前景。在生物學特徵上，人胚胎幹細胞具有哺乳動物胚胎幹細胞的共性，也有·一定的特性。

“全能”的秘密

天然胚胎里的幹細胞是一種“全能”細胞，可以分化成所有類型的細胞。瑞士科學家發現，胚胎細胞全能特性的秘密在於一種蛋白質。

瑞士蘇黎世大學發布的新聞公報說，這種蛋白質稱為Pramel7，它存在於早期胚胎細胞里，可以阻止基因組裡的DNA（脫氧核糖核酸）代碼被掛上“封存”的化學標籤，保持基因組的開放性。

所有細胞都攜帶生物體的全套遺傳信息，但已分化的細胞，比如血液、骨骼和神經細胞等都只調用與自身功能相關的那部分DNA代碼，其餘代碼會掛上甲基團，基因表達被抑制。甲基化程度越低，基因組就越開放，細胞分化潛力越大。

受精卵處於囊胚階段時，裡面有一團被稱為“內細胞群”的細胞，它們具有真正的全能特性。提取這些細胞，在實驗室培養皿中讓它們無限繁殖但不分化，得到的胚胎幹細胞分化潛力也很強，但比內細胞群還是有所不如。

研究人員在《自然·細胞生物學》雜誌上報告說，控制Pramel7蛋白質合成的基因在內細胞群里非常活躍，但在人工培養的胚胎幹細胞里活躍程度較低。加強該基因在人工胚胎幹細胞里的表達，可以降低整個基因組的甲基化水平。

Pramel7蛋白質僅在胚胎髮育的最初幾天發揮作用，但對維持正常發育至關重要。實驗發現，如果關閉相關基因，基因組甲基化水平會急劇升高，幹細胞停止發育，導致胚胎死亡。

這一發現可能有助提高人工胚胎幹細胞的分化潛力，用於醫學研究和器官修復。研究小組希望在此基礎上開發出用幹細胞治療嚴重骨骼損傷的方法。