干细胞的相关研究进展
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（山东理工大学生命学院）
摘要：干细胞，原始且未特化的细胞，它是未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能、存在于所有多细胞组织里的细胞，它可以利用自我更新来提供更多干细胞。对哺乳动物来说，干细胞分为两大类：胚胎干细胞与成体干细胞。在成体组织里，干细胞与先驱细胞担任身体的修复系统，补充成体组织。在胚胎发展阶段，干细胞能分化为任何特化细胞，但仍会维持新生组织的正常转移。
关键词：干细胞 胚体干细胞 成体干细胞
Stem cell research progress
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(shandong university of science and technology of
college of life)
Abstract: stem cells, original and not specialized cells, it is not fully differentiation, with all kinds of tissue organ regeneration of the potential function, in all multicellular organization cell, it can use the self-renewal to provide more stem cells. For mammals, stem cells can be divided into two categories: embryonic stem cell and adult stem cells. In the adult group, stem cells and cell precursors as body repair system, supplementary adult tissue. In the embryonic stage of development, stem cells can differentiate into any specialized cells, but still will maintain the normal transfer new organization. Keywords: stem cell embryonic body stem cells adult stem cells
干细胞的发现史
干细胞的研究被认为开始于1960年代，在加拿大科学家恩尼斯特·莫科洛克和詹
姆士·堤尔的研究之后。
体外培养的神经干细胞
1959年，美国首次报道了通过体外受精（ⅣF）动物。
60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells,EG细胞），此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells,EC细胞）是一种干细胞。 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。
70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。
培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其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分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。
1984—1988年，Anderews 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（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma
cells,EC细胞）。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EC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，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于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（pluripotent）干细胞：James A. Thomson在Wisconsin
干细胞
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细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面marker 和酶活性，证实他们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20干细胞用于培养。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，证实具有全能干细胞的特征。 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ES细胞，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
入免疫缺陷小鼠错开内产生畸胎瘤。 2003，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细小血管的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。
胚胎干细胞生成机制
当来自美国威斯康星大学麦迪逊分校的James Thomson及研究团队成功从胚泡中获得一群称为“内细胞团”的细胞时，标志着取得了突破性的进展。胚泡是一种极早期的胚胎，此处研究人员是通过在实验室中操控精子和卵子的受精而获得的。在临床上，辅助生殖中心的科学家们通常会制造出比预备受孕父母预期的更多的胚胎，按照父母的
意愿，受孕后剩余的胚胎通常会被冻存起来
或丢弃。在这种情况下，父母可以将多余的胚泡供科学研究。如果将胚泡植入到子宫内，内细胞团将会形成胎儿或滋养外胚层，并最终形成附组织例如胎盘。在不植入子宫的情况下，研究人员可将内细胞团转变为细胞培养物。
为了做到如此，研究人员需分离出内细胞团，并将这些细胞置于平底皿中培育成细胞系。营养丰富的培养液和一些小鼠细胞作为滋养或支持细胞，是培育这些细胞的必要条件。分离的细胞持续地生长。
事实上，干细胞的部分定义就是它能够几乎无限地分裂，生成越来越多的干细胞。相比之下，普通细胞受到端粒的限制，在经历一定次数的分裂后就会死亡。细胞的DNA复制机器无法达到DNA链的最顶端，因此随着每次细胞分裂端粒会逐渐缩短。而干细胞中包含一种端粒酶，能够构建端粒备份，使细胞获得永生。
然而，除了能够永久分裂，干细胞还必须即具备多能性，能够形成所有的细胞类型。在胚胎发育过程中，机体所有的器官和组织都是分别由三个胚层：内胚层、中胚层和外胚层发育形成。多能细胞能够形成所有三个胚层。只能形成一个胚层的细胞就已经走上了分化的道路，而不再具多能性。
科学家们通常利用将细胞注入小鼠的方法来检测细胞的多能性。一旦进入小鼠体内，多能干细胞会形成畸胎瘤(包含三个胚层的细胞团)。Thomson的细胞通过了检测。他们发现了生成胚胎干细胞的机制。 胚胎干细胞转变为多种细胞类型的障碍 科学家们现在获得了大量可无限分裂，并具有多能性的胚胎干细胞。他们知道如何分离这些细胞，如何在实验室操作这些细胞，他们知道如何在适当的培养条件下使细胞维持健康。但是为什么他们还不能将胚胎干细胞转变为治疗疾病所需的细胞类型呢? 目前科学家面临的困难很多。比如不同的细胞类型需要不同的条件和分子指令，科学家现在还没有弄清楚怎样将干细胞转诱导为人类身体里全部的这两百多种细胞。而且，并不是所有人都是赞成进行胚胎干细胞这项研究，因此人道伦理也成为研究人员们所要解决的重要问题之一。
当前，干细胞和再生医学的研究已成为自然科学中最为引人注目的领域。中国在干细胞低温超低温气相、液相保存技术、定向温度保存技术及超低温干细胞保存抗损伤技术等处于世界领先水平。干细胞理论的日臻完善和技术的迅猛发展必将在疾病治疗和生物医药等领域产生划时代的成果，是对传统医疗手段和医疗观念的一场重大革命。 采用干细胞治疗有着多种优势：低毒性（或无毒性），即使不完全了解疾病发病的确切机理治疗也可达到较好的治疗效果，自身干细胞移植可避免产生免疫排斥反应，对传统治疗方法疗效较差的疾病多有惊人的效果。
相关研究
2012年8月13日，据媒体报道，一种新发现的干细胞类群可能是使人类拥有更高层次思维的关键，干细胞可能增强人体的创造力。科学家对此类干细胞家族进行鉴定，发现它们也许能促进人体神经元对抽象思维以及创造性活动的应答。
科学家在小鼠胚胎中发现了该干细胞家族，还发现这种干细胞在胚胎中以大脑皮层的上层的形式存在。而在人体中，大脑同样的区域支配着抽象思维、对未来预先计划以及解决问题的能力。实验室培养的该类干细胞可能有利于为精神分裂症以及自闭症等大
脑疾病找到新的治疗方式。[
干细胞牛人利用胚胎干细胞生成视网膜组织：
Sasai领导他的研究小组再度取得重大的突破性成果，成功地利用人类胚胎干细胞生成的第一个视网膜组织。相关论文发表在《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上 日本神户理化学研究所进化生物学中心的干细胞生物学家Yoshiki Sasai近年来成为干细胞研究领域的领军人物。Sasai曾成功地将神经干细胞诱导生成精细结构，并利用干细胞培育出视杯、大脑皮层精细组织层和初级的生成激素的垂体。布鲁塞尔自由大学干细胞科学家Luc Leyns评价他的一系列论文是近年来最令人着迷的干细胞论文。 近日Sasai领导他的研究小组再度取得重大的突破性成果，成功地利用人类胚胎干细胞生成的第一个视网膜组织。相关论文发表在《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。 Sasai和同事们曾经开发出一种新型的细胞培养方法，将胚胎干细胞进行悬浮而非贴壁培养。在这样的条件下，当给予适当的生长因子组合时，培育的胚胎干细胞会自身形成复杂的三维结构。
在去年的Nature杂志上，Sasai研究小组报告称以这种方式培育的小鼠胚胎干细胞重演了发育机制，自动形成了称作视杯的杯状分层结构，这一结构类似于胚眼(embryonic eye)，包含成熟视网膜的所有细胞类型，包括感光细胞。
在最新的研究中，研究小组利用人类胚胎干细胞重复了这些实验，并发现了它们在形成类似眼睛的结构机制上的主要差异。这些来自人类胚胎干细胞的结构比来自小鼠细胞的结构更大更厚，反映了两个物种之间的大小差异。且和来自小鼠细胞的结构不同的是，人类结构往往边缘更为弯曲。 重要的是，研究人员证实人类胚胎干细胞需要显著更长的时间来形成胚眼，相比于小鼠细胞的20天，人类胚胎干细胞需要超过100天的时间，大概反映了正常妊娠时间的差异。这使得在技术上实验极具挑战，因为在较长的几周时间内维持稳定的细胞培养物是很困难的。
Sasai和同事们注意到在第一个月培育良好的细胞培养往往会生成形成良好的视网膜组织。为了在这一关键阶段维持培养物稳定，他们开发了一种新型冷冻保存法在这一关键的中间阶段储存组织。
冷冻保存方法涉及在培育18天后从杯状结构中切割出视网膜组织，然后让其继续悬浮培养12天。在冰上对组织进行短暂地冷冻后置于液氮中保存。在这种状态下组织可以保存相当长一段时间，仍然保持健康，并可在解冻后继续生长。
Sasai说：“我们现在打算通过将这些组织移植到动物眼睛中来测试它们的功能。最简单的就是应用于视网膜色素变性(retinitis pigmentosa)的患者，由于感光细胞逐渐退化导致这些患者失明。”
国内学者Cell子刊揭示小鼠造血干细胞发育新位点
来自军事医学科学院、西南大学生命科学学院等研究机构的研究人员发表了题为“Mouse Embryonic Head as a Site for Hematopoietic Stem Cell Development”，首次证实了小鼠胚胎头部是造血干细胞(HSCs)发生的一个新位点。来自军事医学科学院的杨晓(Xiao Yang)研究员和刘兵(Bing Liu)研究员是这篇文章的共同通讯作者。杨晓研究员是国内基因敲除研究领域的领军人物。因其杰出的科研成果曾荣获“中国青年科技奖”、“中国青年女科学家奖”、“求是杰出青年实用工程奖”、日本JALAS国际奖等奖励。并于2006年入选新世纪百千万人才工程国家级人选。
哺乳动物造血包括原始造血和永久造血，而永久造血是由多能的造血干细胞所维持的。造血干细胞是具有高度自我更新能力和多向分化潜力的造血前体细胞，可形成血液各系的血细胞，并可重建致死量照射破坏的造血系统。造血干细胞的起源问题长期以来
是造血领域的争论焦点。过往认为，它起源于胚外的卵黄囊。近年来的一些证据表明造血干细胞最早起源于胚内中胚层中的主动脉-性腺-中肾
(aorta-gonad-mesonephros,AGM)区。 在这篇文章中，研究人员证实除了AGM区，E10.5E11.5小鼠头部也存在有真正的HSCs。在HSCs进入胚体循环前，具有长期、高水平、多谱系重建和自我更新能力。血管内细胞团的出现以及功能上证实一种分类内皮细胞群具有造血能力表明妊娠中期头部存在造血作用。此外，研究人员通过一种诱导VE-cadherin-Cre转基因进行谱系追踪证实了头部内皮的造血能力。采用利用一种空间限制谱系标记系统，研究人员揭示了脑血管内皮对于出生后HSCs和多谱系造血作用的生理学贡献。
新论文证实胚胎头部是一种从前未知的发育胚胎中HSC发生的新位点。造血干细胞是首先被应用于临床治疗的一群干细胞，由于它们具有自我更新、多向分化、来源相对广泛、采集和体外处理容易等特点，使它们具有广阔
的应用前景。科学家们已经对其在血液病治疗方便的实际应用进行了较为深入的研究与尝试。然而，要进一步地利用好这种极具潜力的干细胞，就必须更深入地了解它们的起源。新研究为更深入地研究造血干细胞的发生发育机制指明了新方向。v
Nature：干细胞（Stem Cell）的未来:近日，来自美国威斯康星州莫里奇研究所的Nirupama Shevde在3月1日出版的《Nature》上发表论文，题为“Stem Cells: Flexible friends”，概述了干细胞的发现、发展以及当下的研究进展，提出干细胞研究腾飞的障碍和困难。机体内的每个细胞都具有相同的一组基因。眼细胞不同于干细胞是因为它们开启和关闭的基因存在差异。在视网膜细胞中，感光的基因被开启，编码消化
蛋白的基因被关闭。在干细胞中，情况则正好相反。科学家们在利用胚胎细胞治疗失明以前，就已经知道了患者所需的视网膜细胞中哪些基因需要被开启，哪些则需要关闭。利用化合物和蛋白培育胚胎干细胞使它们分化为视网膜细胞，研究人员获得了无限供应的细胞。能够做到这一点，是研究人员数十年科研努力的结果。
三维细胞培养基更有效诱导干细胞分化为胰岛细胞:来自丹麦哥本哈根大学干细胞中心的科学家在诱导干细胞成为胰岛素细胞研究中做出了重用贡献。从长远来看，这种方法可以通过细胞治疗来改善糖尿病的治疗方法。该成果发表在科学期刊“Cell Reports”上。
干细胞具有使受损的组织重新生长和修复的功能。因此，让这种重要的细胞能够在一个三维环境中良好的生长，对于未来使用干细胞疗法来治疗疾病是至关重要的。“我们发现使用二维细胞培养方法产生的细胞质量不够好。将细胞放在一个三维培养环境中，并给予他们适当的生长条件，我们得到了生长良好的细胞。因此，我们在实验室中
开发出一种使用明胶模拟胚胎内环境的三维培养基。”来自哥本哈根的安妮教授这样说。她与来自瑞士和比利时的同事一起完成这个项目。这个国际研究小组希望他们研究的三维细胞生长环境能够有效促进干细胞治疗糖尿病的发展。从长远来看，这项研究也可以用于培养干细胞治疗肝或肺内脏器官的疾病。
干细胞分化为特定细胞
这个研究小组研究发现在早期胚胎中组织的三维结构影响干细胞发展成为进一步的特殊细胞的机制。“我们发现胰腺看起来像一个美丽的带有分支的小树。在胚胎期干细胞沿着这些分支，需要产生能够分泌胰岛素的细胞结构。我们研究发现在实验室中用干细胞诱导的β细胞在三维培养方式中明显比使用平皿培养的效果好，”教授解释说。“尝试使用二维培养方式开发功能性β细胞，多数只能得到较少的功能细胞。我们使用三维培养环境来培养细胞产率都是比较满意的，这种方法为使用细胞疗法治疗糖尿病迈出了重要的一步。“这项研究得到诺和
诺德基金会，瑞士国家科学基金会，美国国
立卫生研究院(NIH)和美国的支持。 研究鉴定出成体干细胞产生人体不同组织时的表观遗传变化：在一项研究中，西班牙巴塞罗那市Bellvitge生物医学研究所癌症表观遗传学与生物学项目(Cancer
Epigenetics and Biology Program at the Bellvitge Biomedical Research Institute, IDIBELL)主任Manel Esteller和同事们鉴定出成体干细胞产生人体不同组织时发生的表观遗传变化。相关研究结果于2012年10月1日在线刊登在American Journal of Pathology期刊上。
人体中每个细胞的基因组都是一样的。然而，组织和器官的活性以及它们的功能故障并不能够充分地通过基因组来加以解释。然而，表观遗传学能够解释其中一部分。最为常见的表观遗传标记是加入甲基基团到DNA之上。因此，表观基因组就是获得一个有机体中的所有表观遗传标记。
成体干细胞拥有很大的潜力来再生受损的器官，而且使用它们也能够避免利用胚胎干
细胞时相关联的伦理问题，同时也可避免利
用诱导性干细胞时产生的技术问题。在这项研究中，研究人员从身体脂肪中分离出干细胞，然后将它们转化为肌细胞和骨细胞。因此，他们必须知道在实验室中产生的这些细胞与一个人体内存在的拥有多少类似之处以及它们是否能够安全地被移植到病人体内。这项研究证实实验室细胞培养物的表观基因组与骨骼肌细胞中的非常相似，而且它
们在本性上是自发存在的，不过它们并不是完全相同的。
这项研究的重点在于在实验室中产生的肌细胞和骨细胞跟来源自肿瘤组织(分别是横纹肌肉瘤和骨肉瘤)的肿瘤表观基因组并不相同，因此从生物学角度上来看，它们是安全的。Manel Esteller强调这项研究证实了利用表观遗传学可以确定用于再生医学来对抗不同疾病的已分化组织的成熟度和生物安全性。
Cell Stem Cell解廷潘磊等—揭示干细胞衰老奥秘:来自著名的美国密苏里州斯托瓦斯医学研究所（Stowers Institute for Medical Research），中科院生物物理研究所传染病与免疫学中心，堪萨斯大学医学院，中西大学（Midwestern University）的研究人员揭示了干细胞衰老的奥秘，发表在最新出版的《细胞－干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。文章由中科院海外评审专家解廷（斯托瓦斯医学研究所）领导完成，第一作者是斯托瓦斯医学研究所与中科院生物物理研究所联合培养的博士生潘磊（Lei Pan，音译）。
目前普遍认为人类组织衰老与干细胞活性下降和数目减少有关，这些变化在许多譬如皮肤皱纹和器官功能下降等的衰老表现中起着重要的作用。
至今为止对于干细胞衰老调控的理解还比较少，但是解廷实验室已经证明了干细胞功能中年龄依赖性下降有关的特殊因素，以及这些因素的微环境：niche。
潘表示，“在这项研究中，我们利用果蝇卵巢生殖干细胞（germline stem cells，GSCs）作为研究模型，证明干细胞功能中年龄依赖
性的下降和其niche在干细胞整个衰老过程中扮演着十分重要的角色”，“我们检测了干细胞衰老调控的三个因素，发现并证明衰老过程是受到外在和内在因素调控的”。 研究小组首先聚焦在一个称为骨形态发生蛋白(bone morphogenic protein，BMP)的蛋白家族——其在许多组织的发育过程中扮演着重要的角色，他们发现当niche微环境的BMP信号活性随着年龄下降的时候，干细胞增值的能力也会随之降低，干细胞数量也减少了。相反当BMP信号增加，干细胞的寿命以及增值能力也都有所提升。 研究人员也发现干细胞与niche之间的关联也起到一定作用：强的关联可以延长干细胞的寿命，而降低关联则会增加干细胞衰老。研究报告最后强调了GSCs或者niche中的一个酶（减少自由氧）的过量表达如何延长干细胞的寿命，以及增加干细胞增值的能力。解廷认为，“对成人组织中由于干细胞功能下降导致细胞损耗的长期无效替换也许是人类衰老的一个主要原因”，“如果我们能了解如何通过操纵干细胞和/或niche的功能，来减缓干细胞衰老，我们也许就能够减缓人类衰老，治疗年龄相关性的疾病”。 人脂肪干细胞复合胶原/壳聚糖支架在生物反应器中扩增的研究:研究表明脂肪组织是多潜能干细胞的又一新来源,脂肪组织来源的干细胞可被用于细胞治疗及组织工程.然而,传统的培养方法很难满足临床需求.为获得大量的脂肪干细胞以满足临床需求,现将脂肪干细胞接种到胶原/壳聚糖支架上,
比较细胞在静态环境和在转瓶中动态扩增的情况.通过CCK-8检测细胞增殖情况;并分析葡萄糖和乳酸的代谢情况;14 d后扫描电镜观察细胞在支架内的生长情况;流式细胞仪检测干细胞相关表面标记表达;RT-PCR检测干细胞相关转录因子的表达;并检测扩增后的干细胞的多向分化潜能.结果表明:在动态微环境中扩增14 d后,与静态条件下相比,支架内的细胞具有更强的增殖活性和更好的多向分化潜能.所扩增的细胞能够保持原有干细胞的特性.结论:所设计的支架-转瓶培养系统是一个简便有效的扩增脂肪干细胞的方法.
基础应用
干细胞的调控是指给出适当的因子条件，对干细胞的增殖和分化进行调控，使之向指定的方向发展。 1、内源性调控
干细胞自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化，包括调节细胞不对称分裂的蛋白，控制基因表达的核因子等。另外，干细胞在终末分化之前所进行的分裂次数也受到细胞内调控因子的制约。
（1）细胞内蛋白对干细胞分裂的调控。
（2）转录因子的调控。
2、外源性调控
除内源性调控外，干细胞的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素的影响。
（1）分泌因子间质细胞能够分泌许多因子，维持干细胞的增殖，分化和存活。 （2）膜蛋白介导的细胞间的相互作用。 （3）整合素（Integrin）与细胞外基质。 科研应用
胚胎干细胞 1、器官修补更新 2、人造器官与组织的来源 3、新药开发 4、基因功能研究
5、基因治疗的工具
6、毒理、药理研究
7、癌症研究
医疗运用
干细胞移植治疗技术，被誉为人类有史以来的飞跃式医疗手段，
实现人体各个器官修复和更新。 主要治疗项目：
1、器官修复：干细胞能在短时间内修复各种器官组织，为各类疾病提供非常有效的治疗效果。
2、肿瘤：把成人神经干细胞注射到老鼠大脑中的研究可以神奇地成功治疗肿瘤。由于脑癌的扩散迅速，运用传统的技术几乎不可能治愈。哈佛医学院的研究人员注射了由基因工程得到的成人干细胞，用以把另外注射的无毒性物质转化成抗癌剂。几天之内，成人干细胞迁移到癌变区域，注射物可以减少百分之八十的肿块。[1]
3、骨骼：骨髓间充质干细胞是具有自我更新能力并可以分化成为成骨细胞的一种干细胞。多项基于动物骨髓的研究和一些初步的临床数据显示了它们在重建骨骼方面的贡献。在整形外科方面，一些由创伤引起的，由癌症引起的或感染引起的骨细胞的损失，如进行手术弥补人造关节会引起一些不便，而进行干细胞的自体移植正可以解决这方面的问题。
神经干细胞
4、脱发：毛发囊泡也具有干细胞，2004年11月，一些研究人员预言说，这些毛囊干细胞的研究可以促使4－5年内脱发通过毛发克隆技术被治愈。治疗可能可以简单地向毛囊干细胞发出信号从而向附近那些因年长而萎缩的毛囊细胞发出化学信号，使它们轮流再生制造健康的头发。
5、治疗不孕：研究人员发现从成年女性身上获取的干细胞在实验室中可以自发生成新的卵子。在小鼠身上进行的实验显示这些卵子可以进一步发育。有关这项研究的论文已经发表在《自然-医学》杂志上。一位英国专家对此表示，这项研究将改写教科书，并以此为不育症的治疗带来“令人兴奋的可能性”[2] 。
6、糖尿病：干细胞移植可用于治疗糖尿病的。干细胞治疗糖尿病是在血液内提取相应干细胞体外分离、纯化、扩增后经静脉注射或介入等方式输入到患者体内，在胰腺组织微环境的诱导下分化增殖为胰岛样细胞并分泌胰岛素，促进受损胰岛组织细胞的再生、修复，从而达到功能重建的目的，起到
治疗糖尿病的作用。
[5]Hybridization of Testis-Derived
研究意义
分化后的细胞，往往由于高度分化而完全丧
Stem Cells with Somatic Cells and
Embryonic Stem Cells in Mice
Masanori Takehashi;;Masako Tada;;Mito Kanatsu-Shinohara;;Hiroko Morimoto;;Yasuhiro Kazuki;;Mitsuo Oshimura;;Takashi Tada;;Takashi Shinohara Biology of Reproduction 2012-6 英国皇
失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老家学会期刊
和死亡。然而， 动物体在发育的过程中，[6]Tokushige Nakano, Satoshi Ando, Nozomu 体内却始终保留了一部分未分化的细胞，这Takata, Masako Kawada, Keiko Muguruma,
Kiyotoshi Sekiguchi, Koichi Saito, Shigenobu
就是干细胞，干细胞的衰老是机体衰老或人
Yonemura, Mototsugu Eiraku, Yoshiki
类衰老的重要因素，因而，人体干细胞移植Sasai,Self-Formation of Optic Cups and Storable （或注射）对阻止人类衰老意义重大。干细Stratified Neural Retina from Human ESCs, Cell 胞又叫做起源细胞、万用细胞，是一类具有
Stem Cell, Volume 10, Issue 6, 771-785, 14 June 2012
[7]Cedric Cortijo, Mathieu Gouzi, Fadel
自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说，Tissir, Anne Grapin-Botton ,Planar Cell 动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞Polarity Controls Pancreatic Beta Cell 的更新，从而保证动物体持续生长发育的。 Differentiation and Glucose Homeostasis, Cell
Reports, 21 November 2012
参考资料：
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2012.02.05
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Extrinsically in the Drosophila Ovary Cell Stem Cell, Vol 1, 458-469, 11 October 2007
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[12]辛风霞, 李文涛, 钱卓磊，《黄芪有效组
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胞诱导分化研究进展武汉大学学报(医学版)
2012.03.15
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神经营养因子引发精原干细胞自我更新的信号通路生物物理学报2012.01.31
[16]中国科技网：实验证明修改血液干细胞基因可清除黑色素 2011.12.05
[17]新浪科技：美科学家用干细胞培育出人类卵子 有望治疗不孕 2012。02.29
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关键词：干细胞 胚体干细胞 成体干细胞
Stem cell research progress
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Abstract: stem cells, original and not specialized cells, it is not fully differentiation, with all kinds of tissue organ regeneration of the potential function, in all multicellular organization cell, it can use the self-renewal to provide more stem cells. For mammals, stem cells can be divided into two categories: embryonic stem cell and adult stem cells. In the adult group, stem cells and cell precursors as body repair system, supplementary adult tissue. In the embryonic stage of development, stem cells can differentiate into any specialized cells, but still will maintain the normal transfer new organization. Keywords: stem cell embryonic body stem cells adult stem cells
干细胞的发现史
干细胞的研究被认为开始于1960年代，在加拿大科学家恩尼斯特·莫科洛克和詹
姆士·堤尔的研究之后。
体外培养的神经干细胞
1959年，美国首次报道了通过体外受精（ⅣF）动物。
60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells,EG细胞），此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells,EC细胞）是一种干细胞。 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。
70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。
培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其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分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。
1984—1988年，Anderews 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（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma
cells,EC细胞）。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EC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，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于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（pluripotent）干细胞：James A. Thomson在Wisconsin
干细胞
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细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面marker 和酶活性，证实他们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20干细胞用于培养。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，证实具有全能干细胞的特征。 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ES细胞，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
入免疫缺陷小鼠错开内产生畸胎瘤。 2003，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细小血管的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。
胚胎干细胞生成机制
当来自美国威斯康星大学麦迪逊分校的James Thomson及研究团队成功从胚泡中获得一群称为“内细胞团”的细胞时，标志着取得了突破性的进展。胚泡是一种极早期的胚胎，此处研究人员是通过在实验室中操控精子和卵子的受精而获得的。在临床上，辅助生殖中心的科学家们通常会制造出比预备受孕父母预期的更多的胚胎，按照父母的
意愿，受孕后剩余的胚胎通常会被冻存起来
或丢弃。在这种情况下，父母可以将多余的胚泡供科学研究。如果将胚泡植入到子宫内，内细胞团将会形成胎儿或滋养外胚层，并最终形成附组织例如胎盘。在不植入子宫的情况下，研究人员可将内细胞团转变为细胞培养物。
为了做到如此，研究人员需分离出内细胞团，并将这些细胞置于平底皿中培育成细胞系。营养丰富的培养液和一些小鼠细胞作为滋养或支持细胞，是培育这些细胞的必要条件。分离的细胞持续地生长。
事实上，干细胞的部分定义就是它能够几乎无限地分裂，生成越来越多的干细胞。相比之下，普通细胞受到端粒的限制，在经历一定次数的分裂后就会死亡。细胞的DNA复制机器无法达到DNA链的最顶端，因此随着每次细胞分裂端粒会逐渐缩短。而干细胞中包含一种端粒酶，能够构建端粒备份，使细胞获得永生。
然而，除了能够永久分裂，干细胞还必须即具备多能性，能够形成所有的细胞类型。在胚胎发育过程中，机体所有的器官和组织都是分别由三个胚层：内胚层、中胚层和外胚层发育形成。多能细胞能够形成所有三个胚层。只能形成一个胚层的细胞就已经走上了分化的道路，而不再具多能性。
科学家们通常利用将细胞注入小鼠的方法来检测细胞的多能性。一旦进入小鼠体内，多能干细胞会形成畸胎瘤(包含三个胚层的细胞团)。Thomson的细胞通过了检测。他们发现了生成胚胎干细胞的机制。 胚胎干细胞转变为多种细胞类型的障碍 科学家们现在获得了大量可无限分裂，并具有多能性的胚胎干细胞。他们知道如何分离这些细胞，如何在实验室操作这些细胞，他们知道如何在适当的培养条件下使细胞维持健康。但是为什么他们还不能将胚胎干细胞转变为治疗疾病所需的细胞类型呢? 目前科学家面临的困难很多。比如不同的细胞类型需要不同的条件和分子指令，科学家现在还没有弄清楚怎样将干细胞转诱导为人类身体里全部的这两百多种细胞。而且，并不是所有人都是赞成进行胚胎干细胞这项研究，因此人道伦理也成为研究人员们所要解决的重要问题之一。
当前，干细胞和再生医学的研究已成为自然科学中最为引人注目的领域。中国在干细胞低温超低温气相、液相保存技术、定向温度保存技术及超低温干细胞保存抗损伤技术等处于世界领先水平。干细胞理论的日臻完善和技术的迅猛发展必将在疾病治疗和生物医药等领域产生划时代的成果，是对传统医疗手段和医疗观念的一场重大革命。 采用干细胞治疗有着多种优势：低毒性（或无毒性），即使不完全了解疾病发病的确切机理治疗也可达到较好的治疗效果，自身干细胞移植可避免产生免疫排斥反应，对传统治疗方法疗效较差的疾病多有惊人的效果。
相关研究
2012年8月13日，据媒体报道，一种新发现的干细胞类群可能是使人类拥有更高层次思维的关键，干细胞可能增强人体的创造力。科学家对此类干细胞家族进行鉴定，发现它们也许能促进人体神经元对抽象思维以及创造性活动的应答。
科学家在小鼠胚胎中发现了该干细胞家族，还发现这种干细胞在胚胎中以大脑皮层的上层的形式存在。而在人体中，大脑同样的区域支配着抽象思维、对未来预先计划以及解决问题的能力。实验室培养的该类干细胞可能有利于为精神分裂症以及自闭症等大
脑疾病找到新的治疗方式。[
干细胞牛人利用胚胎干细胞生成视网膜组织：
Sasai领导他的研究小组再度取得重大的突破性成果，成功地利用人类胚胎干细胞生成的第一个视网膜组织。相关论文发表在《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上 日本神户理化学研究所进化生物学中心的干细胞生物学家Yoshiki Sasai近年来成为干细胞研究领域的领军人物。Sasai曾成功地将神经干细胞诱导生成精细结构，并利用干细胞培育出视杯、大脑皮层精细组织层和初级的生成激素的垂体。布鲁塞尔自由大学干细胞科学家Luc Leyns评价他的一系列论文是近年来最令人着迷的干细胞论文。 近日Sasai领导他的研究小组再度取得重大的突破性成果，成功地利用人类胚胎干细胞生成的第一个视网膜组织。相关论文发表在《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。 Sasai和同事们曾经开发出一种新型的细胞培养方法，将胚胎干细胞进行悬浮而非贴壁培养。在这样的条件下，当给予适当的生长因子组合时，培育的胚胎干细胞会自身形成复杂的三维结构。
在去年的Nature杂志上，Sasai研究小组报告称以这种方式培育的小鼠胚胎干细胞重演了发育机制，自动形成了称作视杯的杯状分层结构，这一结构类似于胚眼(embryonic eye)，包含成熟视网膜的所有细胞类型，包括感光细胞。
在最新的研究中，研究小组利用人类胚胎干细胞重复了这些实验，并发现了它们在形成类似眼睛的结构机制上的主要差异。这些来自人类胚胎干细胞的结构比来自小鼠细胞的结构更大更厚，反映了两个物种之间的大小差异。且和来自小鼠细胞的结构不同的是，人类结构往往边缘更为弯曲。 重要的是，研究人员证实人类胚胎干细胞需要显著更长的时间来形成胚眼，相比于小鼠细胞的20天，人类胚胎干细胞需要超过100天的时间，大概反映了正常妊娠时间的差异。这使得在技术上实验极具挑战，因为在较长的几周时间内维持稳定的细胞培养物是很困难的。
Sasai和同事们注意到在第一个月培育良好的细胞培养往往会生成形成良好的视网膜组织。为了在这一关键阶段维持培养物稳定，他们开发了一种新型冷冻保存法在这一关键的中间阶段储存组织。
冷冻保存方法涉及在培育18天后从杯状结构中切割出视网膜组织，然后让其继续悬浮培养12天。在冰上对组织进行短暂地冷冻后置于液氮中保存。在这种状态下组织可以保存相当长一段时间，仍然保持健康，并可在解冻后继续生长。
Sasai说：“我们现在打算通过将这些组织移植到动物眼睛中来测试它们的功能。最简单的就是应用于视网膜色素变性(retinitis pigmentosa)的患者，由于感光细胞逐渐退化导致这些患者失明。”
国内学者Cell子刊揭示小鼠造血干细胞发育新位点
来自军事医学科学院、西南大学生命科学学院等研究机构的研究人员发表了题为“Mouse Embryonic Head as a Site for Hematopoietic Stem Cell Development”，首次证实了小鼠胚胎头部是造血干细胞(HSCs)发生的一个新位点。来自军事医学科学院的杨晓(Xiao Yang)研究员和刘兵(Bing Liu)研究员是这篇文章的共同通讯作者。杨晓研究员是国内基因敲除研究领域的领军人物。因其杰出的科研成果曾荣获“中国青年科技奖”、“中国青年女科学家奖”、“求是杰出青年实用工程奖”、日本JALAS国际奖等奖励。并于2006年入选新世纪百千万人才工程国家级人选。
哺乳动物造血包括原始造血和永久造血，而永久造血是由多能的造血干细胞所维持的。造血干细胞是具有高度自我更新能力和多向分化潜力的造血前体细胞，可形成血液各系的血细胞，并可重建致死量照射破坏的造血系统。造血干细胞的起源问题长期以来
是造血领域的争论焦点。过往认为，它起源于胚外的卵黄囊。近年来的一些证据表明造血干细胞最早起源于胚内中胚层中的主动脉-性腺-中肾
(aorta-gonad-mesonephros,AGM)区。 在这篇文章中，研究人员证实除了AGM区，E10.5E11.5小鼠头部也存在有真正的HSCs。在HSCs进入胚体循环前，具有长期、高水平、多谱系重建和自我更新能力。血管内细胞团的出现以及功能上证实一种分类内皮细胞群具有造血能力表明妊娠中期头部存在造血作用。此外，研究人员通过一种诱导VE-cadherin-Cre转基因进行谱系追踪证实了头部内皮的造血能力。采用利用一种空间限制谱系标记系统，研究人员揭示了脑血管内皮对于出生后HSCs和多谱系造血作用的生理学贡献。
新论文证实胚胎头部是一种从前未知的发育胚胎中HSC发生的新位点。造血干细胞是首先被应用于临床治疗的一群干细胞，由于它们具有自我更新、多向分化、来源相对广泛、采集和体外处理容易等特点，使它们具有广阔
的应用前景。科学家们已经对其在血液病治疗方便的实际应用进行了较为深入的研究与尝试。然而，要进一步地利用好这种极具潜力的干细胞，就必须更深入地了解它们的起源。新研究为更深入地研究造血干细胞的发生发育机制指明了新方向。v
Nature：干细胞（Stem Cell）的未来:近日，来自美国威斯康星州莫里奇研究所的Nirupama Shevde在3月1日出版的《Nature》上发表论文，题为“Stem Cells: Flexible friends”，概述了干细胞的发现、发展以及当下的研究进展，提出干细胞研究腾飞的障碍和困难。机体内的每个细胞都具有相同的一组基因。眼细胞不同于干细胞是因为它们开启和关闭的基因存在差异。在视网膜细胞中，感光的基因被开启，编码消化
蛋白的基因被关闭。在干细胞中，情况则正好相反。科学家们在利用胚胎细胞治疗失明以前，就已经知道了患者所需的视网膜细胞中哪些基因需要被开启，哪些则需要关闭。利用化合物和蛋白培育胚胎干细胞使它们分化为视网膜细胞，研究人员获得了无限供应的细胞。能够做到这一点，是研究人员数十年科研努力的结果。
三维细胞培养基更有效诱导干细胞分化为胰岛细胞:来自丹麦哥本哈根大学干细胞中心的科学家在诱导干细胞成为胰岛素细胞研究中做出了重用贡献。从长远来看，这种方法可以通过细胞治疗来改善糖尿病的治疗方法。该成果发表在科学期刊“Cell Reports”上。
干细胞具有使受损的组织重新生长和修复的功能。因此，让这种重要的细胞能够在一个三维环境中良好的生长，对于未来使用干细胞疗法来治疗疾病是至关重要的。“我们发现使用二维细胞培养方法产生的细胞质量不够好。将细胞放在一个三维培养环境中，并给予他们适当的生长条件，我们得到了生长良好的细胞。因此，我们在实验室中
开发出一种使用明胶模拟胚胎内环境的三维培养基。”来自哥本哈根的安妮教授这样说。她与来自瑞士和比利时的同事一起完成这个项目。这个国际研究小组希望他们研究的三维细胞生长环境能够有效促进干细胞治疗糖尿病的发展。从长远来看，这项研究也可以用于培养干细胞治疗肝或肺内脏器官的疾病。
干细胞分化为特定细胞
这个研究小组研究发现在早期胚胎中组织的三维结构影响干细胞发展成为进一步的特殊细胞的机制。“我们发现胰腺看起来像一个美丽的带有分支的小树。在胚胎期干细胞沿着这些分支，需要产生能够分泌胰岛素的细胞结构。我们研究发现在实验室中用干细胞诱导的β细胞在三维培养方式中明显比使用平皿培养的效果好，”教授解释说。“尝试使用二维培养方式开发功能性β细胞，多数只能得到较少的功能细胞。我们使用三维培养环境来培养细胞产率都是比较满意的，这种方法为使用细胞疗法治疗糖尿病迈出了重要的一步。“这项研究得到诺和
诺德基金会，瑞士国家科学基金会，美国国
立卫生研究院(NIH)和美国的支持。 研究鉴定出成体干细胞产生人体不同组织时的表观遗传变化：在一项研究中，西班牙巴塞罗那市Bellvitge生物医学研究所癌症表观遗传学与生物学项目(Cancer
Epigenetics and Biology Program at the Bellvitge Biomedical Research Institute, IDIBELL)主任Manel Esteller和同事们鉴定出成体干细胞产生人体不同组织时发生的表观遗传变化。相关研究结果于2012年10月1日在线刊登在American Journal of Pathology期刊上。
人体中每个细胞的基因组都是一样的。然而，组织和器官的活性以及它们的功能故障并不能够充分地通过基因组来加以解释。然而，表观遗传学能够解释其中一部分。最为常见的表观遗传标记是加入甲基基团到DNA之上。因此，表观基因组就是获得一个有机体中的所有表观遗传标记。
成体干细胞拥有很大的潜力来再生受损的器官，而且使用它们也能够避免利用胚胎干
细胞时相关联的伦理问题，同时也可避免利
用诱导性干细胞时产生的技术问题。在这项研究中，研究人员从身体脂肪中分离出干细胞，然后将它们转化为肌细胞和骨细胞。因此，他们必须知道在实验室中产生的这些细胞与一个人体内存在的拥有多少类似之处以及它们是否能够安全地被移植到病人体内。这项研究证实实验室细胞培养物的表观基因组与骨骼肌细胞中的非常相似，而且它
们在本性上是自发存在的，不过它们并不是完全相同的。
这项研究的重点在于在实验室中产生的肌细胞和骨细胞跟来源自肿瘤组织(分别是横纹肌肉瘤和骨肉瘤)的肿瘤表观基因组并不相同，因此从生物学角度上来看，它们是安全的。Manel Esteller强调这项研究证实了利用表观遗传学可以确定用于再生医学来对抗不同疾病的已分化组织的成熟度和生物安全性。
Cell Stem Cell解廷潘磊等—揭示干细胞衰老奥秘:来自著名的美国密苏里州斯托瓦斯医学研究所（Stowers Institute for Medical Research），中科院生物物理研究所传染病与免疫学中心，堪萨斯大学医学院，中西大学（Midwestern University）的研究人员揭示了干细胞衰老的奥秘，发表在最新出版的《细胞－干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。文章由中科院海外评审专家解廷（斯托瓦斯医学研究所）领导完成，第一作者是斯托瓦斯医学研究所与中科院生物物理研究所联合培养的博士生潘磊（Lei Pan，音译）。
目前普遍认为人类组织衰老与干细胞活性下降和数目减少有关，这些变化在许多譬如皮肤皱纹和器官功能下降等的衰老表现中起着重要的作用。
至今为止对于干细胞衰老调控的理解还比较少，但是解廷实验室已经证明了干细胞功能中年龄依赖性下降有关的特殊因素，以及这些因素的微环境：niche。
潘表示，“在这项研究中，我们利用果蝇卵巢生殖干细胞（germline stem cells，GSCs）作为研究模型，证明干细胞功能中年龄依赖
性的下降和其niche在干细胞整个衰老过程中扮演着十分重要的角色”，“我们检测了干细胞衰老调控的三个因素，发现并证明衰老过程是受到外在和内在因素调控的”。 研究小组首先聚焦在一个称为骨形态发生蛋白(bone morphogenic protein，BMP)的蛋白家族——其在许多组织的发育过程中扮演着重要的角色，他们发现当niche微环境的BMP信号活性随着年龄下降的时候，干细胞增值的能力也会随之降低，干细胞数量也减少了。相反当BMP信号增加，干细胞的寿命以及增值能力也都有所提升。 研究人员也发现干细胞与niche之间的关联也起到一定作用：强的关联可以延长干细胞的寿命，而降低关联则会增加干细胞衰老。研究报告最后强调了GSCs或者niche中的一个酶（减少自由氧）的过量表达如何延长干细胞的寿命，以及增加干细胞增值的能力。解廷认为，“对成人组织中由于干细胞功能下降导致细胞损耗的长期无效替换也许是人类衰老的一个主要原因”，“如果我们能了解如何通过操纵干细胞和/或niche的功能，来减缓干细胞衰老，我们也许就能够减缓人类衰老，治疗年龄相关性的疾病”。 人脂肪干细胞复合胶原/壳聚糖支架在生物反应器中扩增的研究:研究表明脂肪组织是多潜能干细胞的又一新来源,脂肪组织来源的干细胞可被用于细胞治疗及组织工程.然而,传统的培养方法很难满足临床需求.为获得大量的脂肪干细胞以满足临床需求,现将脂肪干细胞接种到胶原/壳聚糖支架上,
比较细胞在静态环境和在转瓶中动态扩增的情况.通过CCK-8检测细胞增殖情况;并分析葡萄糖和乳酸的代谢情况;14 d后扫描电镜观察细胞在支架内的生长情况;流式细胞仪检测干细胞相关表面标记表达;RT-PCR检测干细胞相关转录因子的表达;并检测扩增后的干细胞的多向分化潜能.结果表明:在动态微环境中扩增14 d后,与静态条件下相比,支架内的细胞具有更强的增殖活性和更好的多向分化潜能.所扩增的细胞能够保持原有干细胞的特性.结论:所设计的支架-转瓶培养系统是一个简便有效的扩增脂肪干细胞的方法.
基础应用
干细胞的调控是指给出适当的因子条件，对干细胞的增殖和分化进行调控，使之向指定的方向发展。 1、内源性调控
干细胞自身有许多调控因子可对外界信号起反应从而调节其增殖和分化，包括调节细胞不对称分裂的蛋白，控制基因表达的核因子等。另外，干细胞在终末分化之前所进行的分裂次数也受到细胞内调控因子的制约。
（1）细胞内蛋白对干细胞分裂的调控。
（2）转录因子的调控。
2、外源性调控
除内源性调控外，干细胞的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素的影响。
（1）分泌因子间质细胞能够分泌许多因子，维持干细胞的增殖，分化和存活。 （2）膜蛋白介导的细胞间的相互作用。 （3）整合素（Integrin）与细胞外基质。 科研应用
胚胎干细胞 1、器官修补更新 2、人造器官与组织的来源 3、新药开发 4、基因功能研究
5、基因治疗的工具
6、毒理、药理研究
7、癌症研究
医疗运用
干细胞移植治疗技术，被誉为人类有史以来的飞跃式医疗手段，
实现人体各个器官修复和更新。 主要治疗项目：
1、器官修复：干细胞能在短时间内修复各种器官组织，为各类疾病提供非常有效的治疗效果。
2、肿瘤：把成人神经干细胞注射到老鼠大脑中的研究可以神奇地成功治疗肿瘤。由于脑癌的扩散迅速，运用传统的技术几乎不可能治愈。哈佛医学院的研究人员注射了由基因工程得到的成人干细胞，用以把另外注射的无毒性物质转化成抗癌剂。几天之内，成人干细胞迁移到癌变区域，注射物可以减少百分之八十的肿块。[1]
3、骨骼：骨髓间充质干细胞是具有自我更新能力并可以分化成为成骨细胞的一种干细胞。多项基于动物骨髓的研究和一些初步的临床数据显示了它们在重建骨骼方面的贡献。在整形外科方面，一些由创伤引起的，由癌症引起的或感染引起的骨细胞的损失，如进行手术弥补人造关节会引起一些不便，而进行干细胞的自体移植正可以解决这方面的问题。
神经干细胞
4、脱发：毛发囊泡也具有干细胞，2004年11月，一些研究人员预言说，这些毛囊干细胞的研究可以促使4－5年内脱发通过毛发克隆技术被治愈。治疗可能可以简单地向毛囊干细胞发出信号从而向附近那些因年长而萎缩的毛囊细胞发出化学信号，使它们轮流再生制造健康的头发。
5、治疗不孕：研究人员发现从成年女性身上获取的干细胞在实验室中可以自发生成新的卵子。在小鼠身上进行的实验显示这些卵子可以进一步发育。有关这项研究的论文已经发表在《自然-医学》杂志上。一位英国专家对此表示，这项研究将改写教科书，并以此为不育症的治疗带来“令人兴奋的可能性”[2] 。
6、糖尿病：干细胞移植可用于治疗糖尿病的。干细胞治疗糖尿病是在血液内提取相应干细胞体外分离、纯化、扩增后经静脉注射或介入等方式输入到患者体内，在胰腺组织微环境的诱导下分化增殖为胰岛样细胞并分泌胰岛素，促进受损胰岛组织细胞的再生、修复，从而达到功能重建的目的，起到
治疗糖尿病的作用。
[5]Hybridization of Testis-Derived
研究意义
分化后的细胞，往往由于高度分化而完全丧
Stem Cells with Somatic Cells and
Embryonic Stem Cells in Mice
Masanori Takehashi;;Masako Tada;;Mito Kanatsu-Shinohara;;Hiroko Morimoto;;Yasuhiro Kazuki;;Mitsuo Oshimura;;Takashi Tada;;Takashi Shinohara Biology of Reproduction 2012-6 英国皇
失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老家学会期刊
和死亡。然而， 动物体在发育的过程中，[6]Tokushige Nakano, Satoshi Ando, Nozomu 体内却始终保留了一部分未分化的细胞，这Takata, Masako Kawada, Keiko Muguruma,
Kiyotoshi Sekiguchi, Koichi Saito, Shigenobu
就是干细胞，干细胞的衰老是机体衰老或人
Yonemura, Mototsugu Eiraku, Yoshiki
类衰老的重要因素，因而，人体干细胞移植Sasai,Self-Formation of Optic Cups and Storable （或注射）对阻止人类衰老意义重大。干细Stratified Neural Retina from Human ESCs, Cell 胞又叫做起源细胞、万用细胞，是一类具有
Stem Cell, Volume 10, Issue 6, 771-785, 14 June 2012
[7]Cedric Cortijo, Mathieu Gouzi, Fadel
自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说，Tissir, Anne Grapin-Botton ,Planar Cell 动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞Polarity Controls Pancreatic Beta Cell 的更新，从而保证动物体持续生长发育的。 Differentiation and Glucose Homeostasis, Cell
Reports, 21 November 2012
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