【關鍵詞】 幹細胞；生物學特性；可塑性；分離培養；應用
Advances in study of stem cells
【Abstract】 Stem cells are non-specialized cells which have the ability of self-renewal and multiple differentiation potential. The application of stem cells has nearly involved in all the research field on life sciences and biomedicine in recent years. This article summarizes the biological characteristic of stem cells, and reviews the latest progress in the study on stem cell’s plasticity, isolation, culture in vitro, and its extensive application in basic research and clinical application. The prospects of stem cells are also discussed.
【Key words】 stem cells; biological characteristic; plasticity; isolation; culture in vitro; application
幹細胞（stem cells）是一類具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細胞羣體，即這些細胞可以透過細胞分裂維持自身細胞羣的大小，同時又可以進一步分化成爲各種不同的組織細胞，從而醫學界稱之爲“萬用細胞”。1981年英國的Evans和Kaufman用延緩着牀的胚泡首次成功地分離了小鼠胚胎幹細胞,從而在全球掀起了有關幹細胞的研究熱潮。1997年2月英國蘇格蘭羅斯林研究所威爾穆特博士等成功克隆出“多利”綿羊，1998年11月,美國Thomson［1］和Gearhart［2］分別用不同的方法獲得人胚胎幹細胞及胚胎生殖細胞,此後,幹細胞的研究便進入了一個全新的時代。1999年，有關幹細胞的研究被Science評爲1999年度十大科學進展之首。2000年12月幹細胞研究再次被《科學》雜誌評爲該年度世界十大科學成就之一。本文就近幾年來幹細胞的研究進展綜述如下。
1 幹細胞的生物學特性
根據幹細胞的發育階段，可將其分爲胚胎幹細胞（Embryonic Stem Cell,ES）和成體幹細胞（Adult Stem Cell，AS）。胚胎幹細胞即具有分化爲機體任何一種組織器官潛能的細胞,包括胚胎幹細胞、胚胎生殖細胞（Embryonic Germ Cell，EG）。成體幹細胞即具有自我更新能力,但通常只能分化爲相應組織器官組成的“專業”細胞,它是存在於成熟個體各種組織器官中的幹細胞,包括神經幹細胞（Neural Stem Ce11，NSC）、血液幹細胞（Hematopoietic Stem Cell，HSC）、骨髓間充質幹細胞（Mesenchymal Stem Cell，MSC）、表皮幹細胞（EPidexmis Stem Cell）、肝幹細胞（Hepatic Stem Cell）等。
1.1 胚胎幹細胞的生物學特性 胚胎幹細胞最早是直接從小鼠早期胚胎分離建系的,它們具有其自身的生物學特性。與其他細胞系相比較, 胚胎幹細胞的特點在於:（1）具有不斷增殖分化的能力，所以，在體外培養條件下可以建立穩定的幹細胞系，並保持高度未分化狀態和發育潛能性。1999年Soiter等［3］利用這個特性將ES/EBs及其分化細胞作爲有關藥物的針對篩選系統,進行藥物毒性檢測實驗。（2）具有高度的發育潛能和分化潛能。體內外可分化出外、中、內三個胚層的分化細胞，可以誘導分化爲成體細胞內各種類型的組織細胞。胚胎幹細胞含有正常二倍染色體，具有種系傳遞功能,能廣泛參與宿主胚胎各組織器官的生長髮育,並形成包括生殖系在內的合體後代生殖細胞。1995年Pacacio等［4］利用骨髓基質細胞或其培養液,將胚胎幹細胞在體外誘導分化爲造血幹細胞。1997年Baker等［5］在缺乏新黴素(geneticin,g418)的條件下,將Rosaβ-geo基因轉染胚胎幹細胞後能在體外誘導分化爲軟骨細胞。同年Deni等報告將胚胎幹細胞透過懸滴培養可分化出脂肪細胞。（3）能進行體外培養擴增,還可以對其進行遺傳操作選擇, 如匯入異源基因、報告基因或標誌基因，誘導某個基因突變等。擴增、遺傳操作及凍存均不喪失其多能性。凍存的細胞可在需要時隨時解凍,繼續培養不失其原有特性。