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研究人员用干细胞培养出听觉细胞(干细胞是指的什么?)-pg电子试玩入口

佚名 2024-05-05 01:59:04

研究人员用干细胞培养出听觉细胞

德国法兰克福大学医院1日发表公报说,该校与美国斯坦福大学研究人员历时10年,以老鼠为实验对象,利用干细胞培养出与人类耳蜗内毛细胞相似的细胞,从而向利用再生医疗方式治疗失聪迈出了重要一步。

人类耳蜗中大约有1.5万个对听觉和平衡感非常重要的耳蜗内毛细胞,它们能够将振动转换成声音信号传导到脑中。然而这些细胞无法再生,如果它们因为噪音、药物或者自然衰老等原因死亡,将造成患者失聪。传统治疗方法包括使用助听器和移植耳蜗等。

德美研究人员以老鼠为实验对象,利用干细胞培育出与人类耳蜗内毛细胞非常相似的细胞,而且显微镜观察发现,这种细胞也能传导声音振动。

研究人员下一步将利用人类细胞进行实验。他们表示,如果这一方法获得成功,将有望以更自然的方式恢复失聪患者的听觉,从而代替使用助听器和移植耳蜗等传统治疗方法,这对失聪患者将是一大福音。

干细胞是指的什么?

具体如下:
1、干(gàn)细胞(stemcell)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonicstemcell,es细胞)和成体干细胞(somaticstemcell)。
2、根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞(totipotentstemcell,tsc)、多能干细胞(pluripotentstemcell)和单能干细胞(unipotentstemcell)(专能干细胞)。干细胞(stemcell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。2013年12月1日,美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞。2014年4月,爱尔兰首个可用于人体的干细胞制造中心获得爱尔兰药品管理局的许可,在爱尔兰国立戈尔韦大学成立。
3、中文名 干细胞

4、外文名 stemcells,sc
5、研究开始时间 1960年代
6、种类 全能干细胞、万能干细胞等

干细胞能分化成神经元细胞吗?

造血干细胞已经经过分化,只能进行多能分化,不能进行全能分化——故不能分化成神经细胞。

ps:
干细胞(stem cell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称之为“万用细胞”。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。
在胚胎的发生发育中,单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中,正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的,具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织。
然而,这个观点目前受到了挑战。
最新的研究表明,组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能,这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。
干细胞具有自我更新能力(self-renewing),能够产生高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞 。
·1.1 胚胎干细胞
胚胎干细胞(embryonic stem cell, es细胞)。
胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团(inner cell mass)的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年martin evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。
进一步说,胚胎干细胞(es细胞)是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。研究和利用es细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。es细胞的研究可追溯到上世纪五十年代,由于畸胎瘤干细胞(ec细胞)的发现开始了es细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠es细胞为研究对象展开的,如:德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由es细胞培养出的神经胶质细胞。此后,密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术,使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着es细胞的研究日益深入,生命科学家对人类es细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末,两个研究小组成功的培养出人类es细胞,保持了es细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类es细胞治疗各种疾病成为可能。然而,人类es 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议,出于社会伦理学方面的原因,有些国家甚至明令禁止进行人类es细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看,人类es细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响,因此要求展开人类es细胞研究的呼声也一浪高似一浪。
·1.2 成体干细胞
成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。最近研究表明,以往认为不能再生的神经组织仍然包含神经干细胞,说明成体干细胞普遍存在,问题是如何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体,与干细胞相互作用,控制干细胞的更新和分化。
·1.3 造血干细胞
造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源,它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。今年年初,协和医大血液学研究所的庞文新又在肌肉组织中发现了具有造血潜能的干细胞。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。
在临床治疗中,造血干细胞应用较早,在20世纪五十年代,临床上就开始应用骨髓移植(bmt)方法来治疗血液系统疾病。到八十年代末,外周血干细胞移植(pbsct)技术逐渐推广开来,绝大多数为自体外周血干细胞移植(apbsct),在提高治疗有效率和缩短疗程方面优于常规治疗,且效果令人满意。与两者相比,脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制,对hla配型要求不高,不易受病毒或肿瘤的污染。
在今年初,东北地区首例脐血干细胞移植成功,又为中国造血干细胞移植技术注入新的活力。随着脐血干细胞移植技术的不断完善,它可能会代替目前apbsct的地位,为全世界更多的血液病及恶性肿瘤的患者带来福音
·1.4 神经干细胞
神经干细胞关于神经干细胞研究起步较晚,由于分离神经干细胞所需的胎儿脑组织较难取材,加之胚胎细胞研究的争议尚未平息,神经干细胞的研究仍处于初级阶段。理论上讲,任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应,如:给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经干细胞,可治愈部分患者症状。除此之外,神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面,对判断药物有效性、毒性有一定的作用。 实际上,到目前为止,人们对干细胞的了解仍存在许多盲区。2000年年初美国研究人员无意中发现在胰腺中存有干细胞;加拿大研究人员在人、鼠、牛的视网膜中发现了始终处于“休眠状态的干细胞” ;有些科学家证实骨髓干细胞可发育成肝细胞,脑干细胞可发育成血细胞。
随着干细胞研究领域向深度和广度不断扩展,人们对干细胞的了解也将更加全面。21世纪是生命科学的时代,也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代,干细胞的应用将有广阔前景。
·1.5肌肉干细胞(muscle stem cell)
可发育分化为成肌细胞(myoblasts),后者可互相融合成为多核的肌纤维,形成骨骼肌最基本的结构。

造血干细胞(hemopoietic stem cell)又称多能干细胞。是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。也可以说它是一切血细胞(其中大多数是免疫细胞)的原始细胞。由造血干细胞定向分化、增殖为不同的血细胞系,并进一步生成血细胞。人类造血干细胞首先出现于胚龄第2~3周的卵黄囊,在胚胎早期(第2~3月)迁至肝、脾,第5个月又从肝、脾迁至骨髓。在胚胎末期一直到出生后,骨髓成为造血干细胞的主要来源。具有多潜能性,即具有自身复制和分化两种功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中,造血干细胞多处于增殖周期之中;而在正常骨髓中,则多数处于静止期(g0期),当机体需要时,其中一部分分化成熟,另一部分进行分化增殖,以维持造血干细胞的数量相对稳定。造血干细胞进一步分化发育成不同血细胞系的定向干细胞。定向干细胞多数处于增殖周期之中,并进一步分化为各系统的血细胞系,如红细胞系、粒细胞系、单核-吞噬细胞系、巨核细胞系以及淋巴细胞系。由造血干细胞分化出来的淋巴细胞有两个发育途径,一个受胸腺的作用,在胸腺素的催化下分化成熟为胸腺依赖性淋巴细胞,即t细胞;另一个不受胸腺,而受腔上囊(鸟类)或类囊器官(哺乳动物)的影响,分化成熟为囊依赖性淋巴细胞或骨髓依赖性淋巴细胞,即b细胞。并分别由t、b细胞引起细胞免疫及体液免疫。如机体内造血干细胞缺陷,则可引起严重的免疫缺陷病。

神经干细胞(neural stem cell,nscs)是一类具有分裂潜能和自我更新能力的母细胞,它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。需要强调的是,在脑脊髓等所有神经组织中,不同的神经干细胞类型产生的子代细胞种类不同,分布也不同。

科学家利用多能干细胞,生成包含视杯的大脑类器官,这是什么原理

目前,脑细胞、心脏细胞和肝细胞都可以由多能干细胞制成,但某些类型的细胞,尤其是独特的精子细胞,仍然很难由多能干细胞制成。然而,这是日本科学家首次利用小鼠多能干细胞成功分化为功能性精子,并产生后代进行连续繁殖。研究人员希望这项研究将为男性生殖细胞分化提供新的可能性。随着生命科学的发展,人类想要更好地认识自己,战胜各种疾病,不能仅仅满足于在动物模型上做实验。人体器官的复制和重建已经成为科学家们迫切想要解决的问题之一。

于是,类似的器官诞生了。器官可以说是神奇的?通才?,可以帮助我们更好地了解生物发育,帮助我们治病。有了类似的器官,研究人员可以深入观察人体的变化,测试药物的功能,并在实验室水平上开发再生疗法。2017年6月19日,美国威尔的研究人员利用来自家族性腺瘤性息肉病(fap)患者皮肤成纤维细胞的诱导多能干细胞构建了结肠样器官。

研究证实,构建的结肠样器官具有结肠组织的生物学特性,包括干细胞、短期扩增细胞、分化细胞等。研究人员利用构建的结肠样器官进一步在体外测试了xav939、雷帕霉素和遗传霉素,并证实了它们在开发结直肠癌靶向药物中的应用潜力。2017年7月6日,美国研究人员利用人类多能干细胞培养结肠样器官。

研究者以动物模型为基础,进行分子和遗传筛选,并结合多个数据库,发现bmp信号在肠上皮细胞中起调节作用。通过短暂激活骨形态发生蛋白信号,干细胞被成功地促进发育成结肠样器官(hco)。进一步发现,这类器官移植到实验小鼠体内6 ~ 10周后,其形态、结构、分子和细胞特征与人结肠相似。

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