鄭大中科博生：幹細胞的發展歷程
20世紀初就有科學家提出「幹細胞」這個概念,然而直到1963年,才由加拿大研究員恩尼斯特·莫科洛克和詹姆土,堤爾首次通過實驗證實了幹細胞的存在。他們發現小鼠的骨髓中存在可以重建整個造血系統的原始細胞,即造血幹細胞。從發現造血幹細胞開始，至今幹細胞發展經歷的王要事作如下：
1968 ,Edwards和Bavister在體外獲得了第一個人卵子。
20世紀70年代,EC細胞注入小鼠胚泡產生雜合小鼠。培養的幹細胞作為胚胎髮育研究的模型,雖然甘染色體的數目屬於異常。
1978年,第一個試管嬰兒,Louise Brown在英國誕生。
1981年,Evan, Kaufman和Martin從小鼠胚泡內細胞群成功分離出小鼠胚胎幹細胞(embryonic stemcells, ESC)。他們建立了小鼠ESC體外培養條件。由這些細胞產生的細胞系有正常的二倍體,像原生殖細胞一樣產生三個胚層的衍生物,再將ESC注入小鼠體內,能形成畸胎瘤
1984 ~1988年, Andrews等人從人睪丸畸胎瘤細胞系Tera-2中產生出多能的、可鑑定的(克隆細胞,稱之為胚胎癌細胞( embryonicarcinona cells,C胞)。克隆的人EC細胞在視黃酸的作用下分化形成神經元樣細胞和其他類型的細胞。
1989年, Pera等分離了一個人胚胎癌細胞系,此細胞系能產生出三個胚層的組織。這些細胞是非整倍體的(比正常細胞染色體多或少),他們在體外的分化潛能是有限的
1994年,通過體外受精和患者捐獻的人胚泡處於2-原核期。胚泡內細胞群在培養中得以保存其周邊有滋養層細胞聚集,ES樣細胞位於中央。
1998年,美國有兩個小組分別培養出了人的多能幹細胞(pluripotent stem cells) James A. Thomson在Wisconsin大學領導的研究小組從人胚胎組織中培養出了幹細胞株。他們使用的方法是:人卵體外受精後,將胚胎培育到囊胚階段,提取inner cell mass胞,建立細胞株。經測試這些細胞株的細胞表面標記和酶活性,證實它們就是多能幹細胞。用這種方法,每個胚胎可取得15-20個幹細胞用於細胞培養。John
D. Gearhart在Johns Hopkins大學領導的另一個研究小組,也從人胚胎組織中建立了幹細胞株。他們的方法是:從受精後5-9周人工流產的胚胎中提取生殖母細胞(primordial germ cell)。由此培養的細胞株,證實具有多能幹細胞的特徵
2000年,由Pera, Trounson和 Bongso領導的新加坡和澳大利亞科學家從治療不育症的夫婦捐贈的胚泡內細胞群中分離得到人ESC,這些細胞體外增殖,保持正常的核型,自發分化形成來源於三個胚層的體細胞系,將其注入免疫缺陷小鼠體內產生畸胎瘤
2003年,中國科學家建立了人類皮膚細胞與兔子卵細胞種間融合的方法,為人胚胎幹細胞研究提供了新的途徑。
2004年, Massachusetts Advanced Cell Technology報導克隆小鼠的幹細胞可以通過形成心肌細胞修復心衰小鼠的心肌損傷。這種克隆細胞比來源於骨髓的成體幹細胞修復作用更快、更有效,可以取代40%的瘢痕組織和恢復心肌功能。這是首次顯示克隆幹細胞在活體動物體內修復受損組織。
2006年, Takahashi和Yamanaka用逆轉錄病毒將四種轉錄因子(0ct4, Soxz, Kl4, Mdy )轉入小鼠真皮成纖維細胞獲得具有ESC特徵的多潛能幹細胞。這些細胞被命名為誘導多能幹細胞(induced pluripotent stercells, iPs細胞)。
2007年,美國Whitehead研究所Jaenisch研究組重複並改進了Yamanaka的iPS工作。他們建立的小鼠iPSC不僅在體外培養條件下可以無限擴增和分化為體內的任何種類細胞,並且在注入囊胚後參與嵌合體的發育和生殖細胞的形成。
2012年,由於用逆轉錄病毒將四種轉錄因子(Oct4, Sox2, K14,cMyc)轉專入小鼠真皮成纖維細胞獲得具有ESC特徵的多潛能幹細胞。因此,日本的Yamanaka與英國的Gordon共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
2013年,美國哥倫比亞大學醫學研究中心的科學家首次成功地將人體幹細胞轉化成了功能性的肺細胞和呼吸道細胞,大大地推動了再生醫學的發展
我國對幹細胞技術領域的研究非常重視,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)2中明確提、出,「基於千細胞的人體組織工程技術」將成為未來15年中國前沿技術的重點研究領域,包括幹細胞臨床基、研究、植物細胞全能E與器官發生等方面的研究,尤其在倫理學方面中國對幹細胞技術的研究直很好的支持度,中國目前在幹細胞的基礎性研究、移植和肝血臨床應用方面,處於世界上的相對領先地位,並發i、重要作用。目前,正在泛開展的試驗性幹細胞治療疾病有脊髓損傷腦中,大腦損位和大腦性麻痹等,t得幹細胞研究成為中國與世E各國最為接近的研究領域和產業發展。
目前,幹細胞技術的應用,在藥物研發、疾病治療和再生醫學等領域的潛力得到了國際高度重視,掀起了幹細胞研究新的熱潮。