干细胞的研究进展(2)

　　1.2 成体干细胞的生物学特征 　　干细胞在分化为特化细胞之前常产生一种或几种祖细胞，然后由祖细胞分化产生特化细胞。与胚胎干细胞相比较，成体干细胞有以下几个特点：(1)成体干细胞体积小，细胞器稀少，RNA含量较低，在增殖过程中处于相对静止状态，在组织结构中位置相对固定。(2)成体干细胞数量很少，其基本功能是参与组织更新，创伤修复及维持机体内环境稳定。研究结果表明，即使在含量丰富的骨髓中，每10，000～15，000个骨髓细胞中只有一个造血干细胞［6］，人和动物皮肤中的干细胞含量仅为7%～8％［7］。Reynolds等［8］实验证明成体哺乳动物脑内的神经干细胞数量极少，仅占室下带区中相对静止细胞数的0.1%～1%。(3)成体干细胞常处于一个有干细胞细胞基质，对干细胞的增殖和分化起调控作用的各种信号分子的特定微环境或称生物位（nich）中，干细胞是自我复制还是分化为功能细胞取决于所在的微环境和自身的功能状态。(4)成体干细胞没有确定的来源。有科学家推测，成体干细胞是胚胎发育过程中保存下来的未分化的细胞［6］，这揭示成体干细胞与胚胎干细胞可能会有更多的相似性与同源性。

　　2 干细胞的可塑性

干细胞的可塑性主要是指成体干细胞的可塑性。人们把成体干细胞具有分化为其他类型组织细胞的能力的这种现象称为干细胞的可塑性（plasticity）［9］，横向分化（transdifferentiation）［10］或转决定（transdetermination）［11］。

　　1995年，Pereira等［12］证明，小鼠骨髓细胞在体外培养后具有向骨、软骨和肺基质转化的能力。1999年,Bjornson等［13］将胚胎和成年小鼠神经干细胞,以及在体外克隆的神经干细胞移植给亚致死剂量照射的小鼠,结果证明神经干细胞可转化为造血细胞。同年Jackson等［14］用 Hoechst333422-lowSP纯化的小鼠造血干细胞进一步证明它可迁移到肌肉损伤部位,在参与肌肉再生的同时也参与血管的再生。2002年Vescovi 等［15］报道神经干细胞除有向神经元、星形细胞与少突胶质细胞分化能力以外,还可分化为造血细胞谱系。 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
　　
　　肝干细胞也是干细胞可塑性的主要可靠证据之一。2000年Alison等［16］和Lagasse等［17］分别报道HSC可在体内分化成肝细胞。2001年Shen等［18］在骨髓移植的试验中发现,肝脏干细胞能表达供体造血细胞的遗传标志。
　　
　　这一系列的证据表明干细胞存在可塑性。然而，近几年来，部分研究学者对干细胞的可塑性提出了不同的看法:(1)细胞自发融合导致“可塑性”。英国科学家2002年,Ying等［19］的研究结果表明, 胚胎干细胞在体外与神经或HSC共同培养时,能自发地发生神经或HSC与胚胎干细胞之间的融合,诱导NSC或HSC“横向分化”为胚胎样干细胞,然后展现出胚胎干细胞的表型特征与相应功能。同年美国科学家Terada等［20］用充分的证据证明,骨髓细胞的多向分化是因为与胚胎干细胞融合所致,而不是骨髓细胞直接横向分化的结果。这两者的研究结果都表明，是由于发生了细胞融合，使所谓的成年组织干细胞具有了“可塑性”潜能。(2)成体干细胞的横向分化是成体组织中余存的胚胎原始干细胞所致。2002年Jiang等［21］的研究结果证实,在成体组织中余存着一种数量稀少的胚胎样原始干细胞,表达胚胎干细胞的标志如Oct-4、Rex-1及SSEA-1,体外培养条件也类似于胚胎干细胞,所谓的成体组织干细胞的“可塑性”很可能是这些细胞所为。(3)2002年，在Science和Nature上连续刊发的几篇文章指出，成体干细胞可塑性可能是实验设计不严谨，判断错误所致，认为所谓的成体干细胞可塑性缺乏科学依据。

　　3 干细胞的分离培养

　　由于干细胞的数目很少，因此需要在体外对干细胞进行非分化性增殖。干细胞的分离培养的理论基础是其生物学特征，包括形态和结构特征及其生物学表型。

　　干细胞的分离培养实验主要是建立在老鼠的实验上，早在二十世纪七八十年代就已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养成功。近年来，国内在这方面的研究也取得了一定的进展，主要是在神经干细胞等成体干细胞的研究上。2002年陈雷等［22］应用无血清培养技术从胎鼠脊髓分离到的神经系统的干细胞具有不断分裂增殖的能力, 可被神经干细胞特异性抗体所标记, 并在血清条件下分裂为神经系统多种细胞。2004年冯玉萍等［23］用胰酶消化加机械吹打分离大鼠大脑皮质及皮质下组织,之后用悬浮培养法、有限稀释法获得来源于同一细胞的亚细胞系克隆; 2005年肖美玲等［24］用同样的方法分离新生昆明种小鼠(出生24 h 内) 的大脑组织，利用无血清培养基悬浮培养细胞,获得具有自我增殖能力的细胞克隆,两者经用免疫细胞化学法鉴定为神经干细胞。