郑大中科博生：干细胞的发展历程
20世纪初就有科学家提出“干细胞”这个概念,然而直到1963年,才由加拿大研究员恩尼斯特·莫科洛克和詹姆土,堤尔首次通过实验证实了干细胞的存在。他们发现小鼠的骨髓中存在可以重建整个造血系统的原始细胞,即造血干细胞。从发现造血干细胞开始，至今干细胞发展经历的王要事作如下：
1968 ,Edwards和Bavister在体外获得了第一个人卵子。
20世纪70年代,EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的干细胞作为胚胎发育研究的模型,虽然甘染色体的数目属于异常。
1978年,第一个试管婴儿,Louise Brown在英国诞生。
1981年,Evan, Kaufman和Martin从小鼠胚泡内细胞群成功分离出小鼠胚胎干细胞(embryonic stemcells, ESC)。他们建立了小鼠ESC体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍体,像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物,再将ESC注入小鼠体内,能形成畸胎瘤
1984 ~1988年, Andrews等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、可鉴定的(克隆细胞,称之为胚胎癌细胞( embryonicarcinona cells,C胞)。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元样细胞和其他类型的细胞。
1989年, Pera等分离了一个人胚胎癌细胞系,此细胞系能产生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的(比正常细胞染色体多或少),他们在体外的分化潜能是有限的
1994年,通过体外受精和患者捐献的人胚泡处于2-原核期。胚泡内细胞群在培养中得以保存其周边有滋养层细胞聚集,ES样细胞位于中央。
1998年,美国有两个小组分别培养出了人的多能干细胞(pluripotent stem cells) James A. Thomson在Wisconsin大学领导的研究小组从人胚胎组织中培养出了干细胞株。他们使用的方法是:人卵体外受精后,将胚胎培育到囊胚阶段,提取inner cell mass胞,建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面标记和酶活性,证实它们就是多能干细胞。用这种方法,每个胚胎可取得15-20个干细胞用于细胞培养。John
D. Gearhart在Johns Hopkins大学领导的另一个研究小组,也从人胚胎组织中建立了干细胞株。他们的方法是:从受精后5-9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞(primordial germ cell)。由此培养的细胞株,证实具有多能干细胞的特征
2000年,由Pera, Trounson和 Bongso领导的新加坡和澳大利亚科学家从治疗不育症的夫妇捐赠的胚泡内细胞群中分离得到人ESC,这些细胞体外增殖,保持正常的核型,自发分化形成来源于三个胚层的体细胞系,将其注入免疫缺陷小鼠体内产生畸胎瘤
2003年,中国科学家建立了人类皮肤细胞与兔子卵细胞种间融合的方法,为人胚胎干细胞研究提供了新的途径。
2004年, Massachusetts Advanced Cell Technology报道克隆小鼠的干细胞可以通过形成心肌细胞修复心衰小鼠的心肌损伤。这种克隆细胞比来源于骨髓的成体干细胞修复作用更快、更有效,可以取代40%的瘢痕组织和恢复心肌功能。这是首次显示克隆干细胞在活体动物体内修复受损组织。
2006年, Takahashi和Yamanaka用逆转录病毒将四种转录因子(0ct4, Soxz, Kl4, Mdy )转入小鼠真皮成纤维细胞获得具有ESC特征的多潜能干细胞。这些细胞被命名为诱导多能干细胞(induced pluripotent stercells, iPs细胞)。
2007年,美国Whitehead研究所Jaenisch研究组重复并改进了Yamanaka的iPS工作。他们建立的小鼠iPSC不仅在体外培养条件下可以无限扩增和分化为体内的任何种类细胞,并且在注入囊胚后参与嵌合体的发育和生殖细胞的形成。
2012年,由于用逆转录病毒将四种转录因子(Oct4, Sox2, K14,cMyc)转专入小鼠真皮成纤维细胞获得具有ESC特征的多潜能干细胞。因此,日本的Yamanaka与英国的Gordon共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
2013年,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,大大地推动了再生医学的发展
我国对干细胞技术领域的研究非常重视,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)2中明确提、出,“基于千细胞的人体组织工程技术”将成为未来15年中国前沿技术的重点研究领域,包括干细胞临床基、研究、植物细胞全能E与器官发生等方面的研究,尤其在伦理学方面中国对干细胞技术的研究直很好的支持度,中国目前在干细胞的基础性研究、移植和肝血临床应用方面,处于世界上的相对领先地位,并发i、重要作用。目前,正在泛开展的试验性干细胞治疗疾病有脊髓损伤脑中,大脑损位和大脑性麻痹等,t得干细胞研究成为中国与世E各国最为接近的研究领域和产业发展。
目前,干细胞技术的应用,在药物研发、疾病治疗和再生医学等领域的潜力得到了国际高度重视,掀起了干细胞研究新的热潮。