說(shuō)起胚胎干細(xì)胞，很多人對(duì)此都是非常陌生的，在生活中也是很少聽到關(guān)于胚胎干細(xì)胞的相關(guān)內(nèi)容。下面我們就一起來(lái)看看到底什么是胚胎干細(xì)胞，看看胚胎干細(xì)胞有哪些特征，看看胚胎干細(xì)胞的功能。下面我們一起來(lái)了解一下。
胚胎干細(xì)胞是早期胚胎(原腸胚期之前)或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，它具有體外培養(yǎng)無(wú)限增殖、自我更新和多向分化的特性。無(wú)論在體外還是體內(nèi)環(huán)境，ES細(xì)胞都能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類型。
胚胎干細(xì)胞研究在美國(guó)一直是一個(gè)頗具爭(zhēng)議的領(lǐng)域，支持者認(rèn)為這項(xiàng)研究有助于根治很多疑難雜癥，因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞可以分化成多種功能的APSC多能細(xì)胞，被認(rèn)為是一種挽救生命的慈善行為，是科學(xué)進(jìn)步的表現(xiàn)。而反對(duì)者則認(rèn)為，進(jìn)行胚胎干細(xì)胞研究就必須破壞胚胎，而胚胎是人尚未成形時(shí)在子宮的生命形式。由胚胎來(lái)源的原始(未分化)細(xì)胞，它們具有分化成為眾多特異細(xì)胞類型的潛能。
特性
形態(tài)學(xué)特征
ES細(xì)胞具有與早期胚胎細(xì)胞相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞核大，有一個(gè)或幾個(gè)核仁，胞核中多為常染色質(zhì)，胞質(zhì)胞漿少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。體外培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞排列緊密，呈集落狀生長(zhǎng)。用堿性磷酸酶染色，ES細(xì)胞呈棕紅色，而周圍的成纖維細(xì)胞呈淡黃色。細(xì)胞克隆和周圍存在明顯界限，形成的克隆細(xì)胞彼此界限不清，細(xì)胞表面有折光較強(qiáng)的脂狀小滴。細(xì)胞克隆形態(tài)多樣，多數(shù)呈島狀或巢狀。小鼠ES細(xì)胞的直徑7μm～18μm，豬、牛、羊ES細(xì)胞的顏色較深，直徑12μm～18μm。
分化
ES細(xì)胞的全能性指ES細(xì)胞在解除分化抑制的條件下能參與包括生殖腺在內(nèi)的各種組織的發(fā)育潛力，即ES細(xì)胞具有發(fā)育成完整動(dòng)物體的能力，可以為細(xì)胞的遺傳操作和細(xì)胞分化研究提供豐富的試驗(yàn)材料。ES細(xì)胞發(fā)育全能性的標(biāo)志是ES細(xì)胞表面表達(dá)時(shí)相專一性胚胎抗原，而且可以檢查到Oct4基因的表達(dá)，這兩種蛋白是發(fā)育全能性的標(biāo)志。ES細(xì)胞中AKP及端粒酶活性較高，可用于ES細(xì)胞分化與否的鑒定。
ES細(xì)胞的多能性是指ES細(xì)胞具有發(fā)育成多種組織的能力，參與部分組織的形成。將ES細(xì)胞培養(yǎng)在不含分化抑制物的培養(yǎng)基上，可以形成類胚體。將ES細(xì)胞在特定培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，可以定向分化成特定組織，如ES細(xì)胞在含有白血病抑制因子(LIF)和維生素A酸(RA)的培養(yǎng)基上，可以分化形成全壁內(nèi)胚層，將ES細(xì)胞與胚胎細(xì)胞共培養(yǎng)或?qū)S細(xì)胞注入囊胚腔中，ES細(xì)胞就會(huì)參與多種組織的發(fā)育。
功能
胚胎干細(xì)胞具有多能性，特點(diǎn)是可以通過(guò)細(xì)胞分化成多種組織(所有組織，包括生殖系細(xì)胞)的能力，但無(wú)法獨(dú)自發(fā)育成一個(gè)個(gè)體(利用四倍體融合技術(shù)可以得到完全由所用ES細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的個(gè)體)。它可以發(fā)育成為外胚層、中胚層及內(nèi)胚層三種胚層的細(xì)胞組織。這里我們所說(shuō)的多能性與我們平常所理解的多種分化潛能的細(xì)胞存在著不同，英文單詞中很好區(qū)分，一個(gè)是pluripotency;一個(gè)是multipotency。
我們這里理解的多能性是可分化成三胚層的任意細(xì)胞，而多種潛能細(xì)胞則只能分化成為有限的幾種細(xì)胞。在無(wú)外界提供分化的刺激之下(即可在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下生長(zhǎng))，胚胎干細(xì)胞在經(jīng)過(guò)多重細(xì)胞分裂之后，仍然能保有萬(wàn)能分化性(但有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在培養(yǎng)過(guò)程中ES細(xì)胞也會(huì)發(fā)生變化)。成人干細(xì)胞能否保有萬(wàn)能分化性，直到現(xiàn)在仍然有爭(zhēng)議(目前一般不采用體外傳代來(lái)擴(kuò)增成體干細(xì)胞)。
不過(guò)，有研究已示范了多能干細(xì)胞可以從成纖維細(xì)胞等很多細(xì)胞中產(chǎn)生出來(lái)，這也就是目前很熱的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞，目前越來(lái)越多的數(shù)據(jù)顯示這種多能干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞還是存在很大差異的。
應(yīng)用
生產(chǎn)克隆動(dòng)物
ES細(xì)胞從理論上講可以無(wú)限傳代和增殖而不失去其正常的二倍體基因型和表現(xiàn)型，以其作為核供體進(jìn)行核移植后，在短期內(nèi)可獲得大量基因型和表現(xiàn)型完全相同的個(gè)體，ES細(xì)胞與胚胎進(jìn)行嵌合克隆動(dòng)物，可解決哺乳動(dòng)物遠(yuǎn)緣雜交的困難問(wèn)題，生產(chǎn)珍貴的動(dòng)物新種。亦可使用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行異種動(dòng)物克隆，對(duì)于保護(hù)珍稀野生動(dòng)物有著重要意義。
生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物
用ES細(xì)胞生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，可打破物種的界限，突破親緣關(guān)系的限制，加快動(dòng)物群體遺傳變異程度，可以進(jìn)行定向變異和育種。利用同源重組技術(shù)對(duì)ES細(xì)胞進(jìn)行遺傳操作，通過(guò)細(xì)胞核移植生產(chǎn)遺傳修飾性動(dòng)物，有可能創(chuàng)造新的物種;利用ES細(xì)胞技術(shù)，可在細(xì)胞水平上對(duì)胚胎進(jìn)行早期選擇，這樣可以提高選樣的準(zhǔn)確性，縮短育種時(shí)間。
用于器官組織移植
作為一種被稱之為“種子細(xì)胞”的ES細(xì)胞，為臨床的組織器官移植提供大量材料。人ES細(xì)胞經(jīng)過(guò)免疫排斥基因剔除后，再定向誘導(dǎo)終末器官以避免不同個(gè)體間的移植排斥。這樣就可能解決一直困擾著免疫學(xué)界及醫(yī)學(xué)界的同種異型個(gè)體間的移植排斥難題。
用于細(xì)胞治療
細(xì)胞治療是指用遺傳工程改造過(guò)的人體細(xì)胞直接移植或輸入病人體內(nèi)，達(dá)到治愈和控制疾病的目的。ES細(xì)胞經(jīng)遺傳操作后仍能穩(wěn)定地在體外增殖傳代。以ES細(xì)胞為載體，經(jīng)體外定向改造，使基因的整合數(shù)目、位點(diǎn)、表達(dá)程度和插入基因的穩(wěn)定性及篩選工作等都在細(xì)胞水平上進(jìn)行，容易獲得穩(wěn)定、滿意的轉(zhuǎn)基因ES細(xì)胞系，為克服目前基因治療中導(dǎo)入基因的整合和表達(dá)難以控制，以及用作基因操作的細(xì)胞在體外不易穩(wěn)定地被轉(zhuǎn)染和增殖傳代開辟了新的途徑。
細(xì)胞替代治療和基因治療的載體
胚胎干細(xì)胞最誘人的前景和用途是生產(chǎn)組織和細(xì)胞，用于“細(xì)胞療法”，為細(xì)胞移植提供無(wú)免疫原性的材料。任何涉及喪失正常細(xì)胞的疾病，都可以通過(guò)移植由胚胎干細(xì)胞分化而來(lái)的特異組織細(xì)胞來(lái)治療。如用神經(jīng)細(xì)胞治療神經(jīng)退行性疾病(帕金森病、亨廷頓舞蹈癥、阿爾茨海默病等)，用胰島細(xì)胞治療糖尿病，用心肌細(xì)胞修復(fù)壞死的心肌等。
胚胎干細(xì)胞還是基因治療最理想的靶細(xì)胞。這里的基因治療是指用遺傳改造過(guò)的人體細(xì)胞直接移植或輸入病人體內(nèi)，達(dá)到控制和治愈疾病的目的。這種遺傳改造包括糾正病人體內(nèi)存在的基因突變，或使所需基因信息傳遞到某些特定類型細(xì)胞。
成體干細(xì)胞還是不如胚胎干細(xì)胞
美國(guó)有關(guān)科學(xué)家指出，一些從成年動(dòng)物體中提取的干細(xì)胞，并不如預(yù)想的那樣能轉(zhuǎn)化成各種器官組織。這表明，在干細(xì)胞醫(yī)療研究方面，成體干細(xì)胞還不能取代胚胎干細(xì)胞。
美國(guó)科學(xué)家這番言論的根據(jù)是美國(guó)佛羅里達(dá)州與英國(guó)蘇格蘭兩個(gè)獨(dú)立研究小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。佛州小組進(jìn)行了有關(guān)老鼠干細(xì)胞研究的比較實(shí)驗(yàn)，一組試驗(yàn)利用從成年老鼠骨髓中提取的干細(xì)胞;另一組利用從老鼠胚胎中提取的干細(xì)胞?？蒲腥藛T本來(lái)希望，從骨髓中提取的干細(xì)胞能夠分化成原始細(xì)胞，如骨髓組織細(xì)胞，直至生長(zhǎng)成所需要的其他組織或器官。結(jié)果是，骨髓干細(xì)胞起初分化順利，但最終并沒有分化成原始細(xì)胞，卻產(chǎn)生了奇怪的類似人體腫瘤內(nèi)的細(xì)胞。
科研人員認(rèn)為，如果有關(guān)人體干細(xì)胞試驗(yàn)出現(xiàn)這樣的情況，從成年人體的骨髓、大腦等提取的干細(xì)胞，分化形成的新細(xì)胞或轉(zhuǎn)化的組織將不適用于治療疾病，而胚胎干細(xì)胞的研究則顯示出較好的醫(yī)療前景。
近年來(lái)，生物界認(rèn)為，從成年動(dòng)物體的骨髓、血液、體細(xì)胞等中所提取的干細(xì)胞，加以適當(dāng)處理的話，就可以轉(zhuǎn)變成為動(dòng)物體其他部分的組織或器官。諸如，從血液中提出的干細(xì)胞，可以分化并轉(zhuǎn)變成心臟、腎、肝臟等組織或器官。
干細(xì)胞移植讓患者重新站立成為可能
據(jù)統(tǒng)計(jì)，顱腦損傷占全身外傷的20%，僅次于四肢傷殘居第二位，但其致死致殘率遠(yuǎn)高于其他損傷居第一位;而脊髓損傷我國(guó)每年也有1.4萬(wàn)～3.8萬(wàn)人發(fā)病。更重要的是，這些疾病往往因?yàn)榘橛袊?yán)重的后遺癥而成為家庭和社會(huì)的負(fù)擔(dān)，我國(guó)每年僅僅由于腦和脊髓的功能障礙所需要的醫(yī)療護(hù)理費(fèi)用就高達(dá)數(shù)十億元。
修復(fù)神經(jīng)干細(xì)胞步步為營(yíng)
干細(xì)胞是人體內(nèi)一類具有自我更新功能，并能分化成特殊種類細(xì)胞的細(xì)胞，在合適的環(huán)境下或給予適當(dāng)?shù)男盘?hào)誘導(dǎo)，干細(xì)胞可以分化成構(gòu)建人體的不同細(xì)胞。干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞和組織干細(xì)胞兩類，胚胎干細(xì)胞是指受精卵分裂到32個(gè)細(xì)胞前，每一個(gè)胚胎干細(xì)胞在一定的條件下都可以發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體;組織干細(xì)胞在一定條件下則可以分化成相應(yīng)的組織細(xì)胞。
據(jù)專家介紹，人體的許多組織都存在干細(xì)胞，但多數(shù)組織中的干細(xì)胞數(shù)量較少，而骨髓中的干細(xì)胞數(shù)目較多，提取方便。制備自體干細(xì)胞只需進(jìn)行骨髓穿刺即可。將干細(xì)胞從骨髓血液中分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)擴(kuò)增即可得到大量的自體干細(xì)胞。
自體干細(xì)胞移植技術(shù)對(duì)治療中樞神經(jīng)損傷和腦損傷疾病有較好效果，其機(jī)理主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)。
第一步，移植到體內(nèi)的部分干細(xì)胞，可定向分化為巨噬細(xì)胞，起到清道夫的作用，“吃掉”局部壞死的組織細(xì)胞;
在第二步就是在受創(chuàng)組織所處的環(huán)境改善后，局部血流量增加，并且局部血管系統(tǒng)可得以修復(fù)，可促使患者改善癥狀;
第三步就是把移植的干細(xì)胞定向分化為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞(神經(jīng)細(xì)胞的“幼稚”狀態(tài));
到了第四步才是神經(jīng)細(xì)胞的再生，包括受損神經(jīng)的存活和再生以及移植的干細(xì)胞定向分化為神經(jīng)細(xì)胞，新的神經(jīng)環(huán)路就此重生。
據(jù)專家說(shuō)，目前干細(xì)胞移植技術(shù)主要有兩種方式，也就是以下兩種。
一是將部分干細(xì)胞直接移植到體內(nèi)，由體內(nèi)的信號(hào)來(lái)引導(dǎo)這部分干細(xì)胞分化為成熟的合適的細(xì)胞;
二是他們?cè)谶M(jìn)行上面的移植手術(shù)的同時(shí)，也可以在病人的病灶部位安裝一個(gè)干細(xì)胞移植泵，將部分干細(xì)胞在體外進(jìn)行培養(yǎng)擴(kuò)增，使之在體外向所需的方向分化，而后分批用移植泵移植到病人體內(nèi)。這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用對(duì)病人的療效最佳。
結(jié)語(yǔ)：以上就是關(guān)于胚胎干細(xì)胞的內(nèi)容了，想必大家在看完了相關(guān)的內(nèi)容之后應(yīng)該對(duì)胚胎干細(xì)胞有了初步的了解，知道了胚胎干細(xì)胞的功能和作用。希望這些內(nèi)容能夠幫助到大家，祝大家都能有一個(gè)健康的身體。
（責(zé)任編輯：zxwq）
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