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胚胎干细胞的发展和表征与技术应用

来源:生物谷
摘要:2011年6月4日-5日,由华东干细胞库、中国细胞生物学学会干细胞生物学分会、北方干细胞库、南方干细胞库、中科院干细胞库联合主办,生物谷BioonGroup、再生泉共同承办的2011干细胞技术临床转化应用讲座与培训在同济大学逸夫楼顺利召开。干细胞是21世纪生命科学最受瞩目的研究领域之一。干细胞是一类具有自我更新、高度增殖......

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2011年6月4日-5日,由华东干细胞库、中国细胞生物学学会干细胞生物学分会、北方干细胞库、南方干细胞库、中科院干细胞库联合主办,生物谷BioonGroup、再生泉共同承办的2011干细胞技术临床转化应用讲座与培训在同济大学逸夫楼顺利召开。生物谷BioonGroup编辑为您提供此次会议独家新闻及会后跟踪报道。

干细胞是21世纪生命科学最受瞩目的研究领域之一。干细胞是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,它们可以通过细胞分裂维持自身细胞群的数量,同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞,从而构成机体各种复杂的组织和器官。人胚胎干细胞系的分离和体外成功培养具有极其重要的研究和临床应用价值。

会上,上海交通大学医学院基础医学院分子发育生物学研究室主任/  中科院干细胞生物学重点实验室主任/  上海交通大学上海干细胞研究所所长金颖教授向参会者介绍了人胚胎干细胞建系技术。

人胚胎干细胞可用于体外研究人类胚胎发生发育过程,有助于理解分化发育机理、认识生命和疾病现象;通过对其体外分化和定向分化的研究,识别某些靶基因,为人类新基因的发现及其功能的研究提供新的方法;人胚胎干细胞最为深远的潜在用途是通过定向分化诱导产生各种特化的细胞和组织,用于修复或替换丧失功能的组织和器官,为人类疾病的基因治疗开辟广泛的应用前景。而建立理想的人胚胎干细胞培养系统是开展上述研究的首要条件。

干细胞可以分为三种类型,①全能干细胞,它具有形成完整个体的分化潜能;②多能干细胞,它具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力;③专能干细胞,只能向一种类型活密切相关的两种类型的细胞分化。胚胎干细胞就属于全能干细胞,它具有与最早期胚胎细胞相似的形态特征和分化能力。

金颖教授告诉我们,人胚胎干细胞(human  embryonic  stem  cell,HES)起源于体外受精发育到囊胚期的内细胞团(inner  cell  mass,ICM)。由于受到伦理学上的限制,HES的研究不能获取足够新鲜的受精卵。临床上一般选择形态和质量上级别最高的胚胎进行人体,以获得高的妊娠率,每次取卵受精后,除了植入母体的胚胎外,多余的胚胎被冻存,研究人员在获得医疗机构及捐献者同意后,利用这些不良或者多余的胚胎建立HES系。

在获得胚胎,经冷冻复苏,分离内细胞团,常规脱带去滋养层后,将ICM接种于饲养层上,7~10d待克隆增殖后,初步分离ICM,在此接种于新鲜的饲养层后,继续传代。在HES的传代培养过程中,由于部分HES细胞自发分化,因此常利用机械发跳去部分化的HES细胞集落,将其划成小块传代。这种传代方法效率低,耗时长,人力耗费大,易污染,只适合小规模的HES培养。也可以选择用中性蛋白酶或胶原酶传代,可节省大量的时间和人力。

在体外细胞培养过程中,饲养层模拟体内环境,为HES提供各种因子,维持HES自我更新状态。小鼠胚胎成纤维细胞(mouse  embryonic  fibroblasts,MEF)饲养层是最常用的HES饲养层细胞。MEF能分泌LIF等多种细胞因子。HES一旦建系后,可能对所用的MEF品系具有一定的依赖性,因此要保证MEF的稳定性在HES配过程中非常重要。但是研究人员认为,饲养层细胞的应用使得培养条件复杂化,不利于明确各种因子和信号通路在维持HES自我更新中的作用。因此金颖教授指出,为消除动物源性污染,可以使用化学成分确定的培养基(chemical  difined  medium,CDM)作为培养基,并且刺激无动物源性污染的饲养层细胞在CDM上产生足量的因子,来弥补CDM的细胞因子不足,构建一个完全无动物源性,且安全有效的HES培养体系。

金颖教授的实验小组建立的7株HES系中2株HES细胞系参加了国际百株HES细胞系系统的研究项目,在此次干细胞技术临床转化应用讲座与培训会议上,金颖教授与大家一起分享了这一喜人成果。

ESC作为体外研究胚胎早期发育的优势模型,进行药物筛选的良好平台,以及参与未来细胞治疗领域的无限资源,开始带动世界范围内的干细胞研究热潮,已成为21世纪生物医学的热点,由生物谷BioonGroup承办干细胞技术临床转化应用讲座与培训积极的推动国内干细胞研究。
作者: 2011-6-11
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