胚胎干细胞-综述.doc

PAGE / NUMPAGES ????? ? 摘要:　胚胎干细胞包括来自囊胚内细胞群的ES细胞和来自胚胎原始生殖嵴的EG细胞,其中ES细胞维持不分化传代培养已达80代。由于这些细胞具有高度复制能力及多向性分化潜能,近年来的研究使人们对胚胎干细胞的培养条件、表面分子标记和鉴定方法、诱导分化及其应用前景,以及当前研究方面存在的主要问题有了进一步的认识。????????关键词:　ES细胞;　EG细胞;　培养;　应用　　引　　言????? 干细胞是一种具有无限自我复制能力和向多种细胞分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞,前者指早期胚胎的多能干细胞(pluripotent cell),后者指在己特异分化的组织中具有干细胞特点的细胞如造血干细胞、成骨干细胞、神经干细胞等。在过去的20年中,由于培养技术、分离技术的提高以及对干细胞特征如细胞表面抗原、遗传标记认识的加深,鼠和人的干细胞己建系上百株。无论胚胎干细胞还是成体干细胞均己展示出很好的临床应用前景,同时也将为基因功能研究、药物研究提供良好的工具。所以干细胞研究已成为生命科学的研究热点。本文作者主要就胚胎干细胞的研究进展作一综述。 　　1　ES细胞????? 　　从受精开始,两个高度分化的生殖细胞———精子、卵子结合成双原核的受精卵,双原核受精卵不是干细胞,但它是真正的全能细胞(totipotent cell),能分化成机体及相关组织如胎盘的所有细胞。在小鼠受精后3.5天、人受精后5天,胚胎发育至囊胚阶段,经历第一次分化,胚胎分化出内细胞团细胞(inner cell mass,ICM)和滋养层细胞(trophetoderm cell,TE)。其中ICM能培养成ES细胞(embryo stem cell,ES),它能自身复制,也能够分化包括生殖细胞在内的多种细胞,是多能干细胞。20世纪80年代初期,两组科学家几乎同时分别直接从鼠囊胚中分离出ES细胞[1,2]。这些细胞在白血病抑制因子(leukemia inhibiting factor,LIF)存在的条件下可维持不分化而自我复制。此后,科学家们一直致力于家畜及人类的ES细胞系的建立。直至1998年,Thomson等[3]首次报道在体外受精5天的人囊胚中成功分离出hES细胞,体外培养维持不分化状态均传代30代以上,开创了胚胎干细胞研究的新纪元。????? 　　2　EG细胞?????? 　　胚胎干细胞的另一重要来源是胚胎原始生殖嵴细胞,又称胚胎生殖细胞(embrionicprimordial germ cell,EG细胞)。内细胞团形成后,首先分化成原始内胚层(primitive endoderm),接着分化形成外胚层(epiblast)的生殖层(germlayer),它是未来男、女性生殖细胞的前体。随着胚胎发育,这些细胞迁移至生殖嵴。当原肠胚形成(gastrulation),ICM分化多能性消失,而EG细胞分化多能性能则维持较长时间。?????? 　　1992年,两组科学家直接从受精后8~12天的鼠胚中成功分离出mEG细胞[4,5],事实上,这些细胞有的来自迁移至生殖嵴前的生殖层细胞,有的是在上述细胞迁移至生殖嵴后获得1998,Shamblott[6]率先报道了从受精后5~9周的人胚胎中成功分离出hEG细胞并建系。在体外分化潜能方面,EG细胞具有ES细胞的很多特点,与hES细胞成功分离建系一样,hEG细胞系的成功建立成为1998年生命科学研究的重大事件。?????? 　　3　胚胎干细胞的分离培养条件?????? 　　小鼠胚胎干细胞体外分离、培养条件的探索为人胚胎干细胞的研究提供了丰富的经验。目前hES、hEG细胞分离、培养基本采用了类似小鼠的方法,即采用免疫外科分离方法,从囊胚分离ICM,在无Ca2+、Mg2+的培养液中将分离出的ICM置于饲养细胞上(feeder cell),饲养细胞多为经过照射,不能进行有丝分裂的鼠成纤维细胞[3]。最近亦有人成纤维细胞作为饲养细胞的报道[7]。EG细胞的获得多采用机械研磨加酶消化的方法,将特定时期的胚胎细胞转至有饲养层细胞的培养条件中[6\〗。人和鼠胚胎干细胞体外培养维持不分化所需的细胞因子不同,mES、mEG细胞需要LIF存在,LIF与LIF受体与膜蛋白gp130受体形成的异质性受体二聚体结合,激活受体相关的JAK蛋白激酶,使受体及相关蛋白磷酸化,从而促进转录因子STAT3二聚体形成并转移至核内,通过它与DNA靶部位结合,控制分化基因的转录,促进自我复制[8]。维持hES、hEG细胞不分化的因素不是LIF而是鼠胚胎成纤维细胞[9]。但具体通过何种机制作用,目前尚不清楚。此外,hES、hEG细胞培养液中还需要成纤维细胞生长因子(fi-broblast gr