干细胞研究和应用中目前尚需解决和完善的一些方面干细胞的特性.docx

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干细胞研究和应用中目前尚需解决和完善的一些方面干细胞的特性

干细胞研究和应用中目前尚需解决和完善的一些方面

一、干细胞的特性

1）自我更新

2）分化成特定细胞、组织

二、干细胞的来源问题

ModelofEmbryonicandAdultStem-CellDifferentiationalongandacrossGerm-LayerBoundaries.

VariousModelsforGeneratingSolid-OrganTissueCellsthroughDifferentiationofBoneMarrow-DerivedandCirculatingAdultStemCells

⏹Inthefirstmodel,distinctstemcellsdifferentiate,eachintoitsownorgan-specificcell（PanelA）.Inthesecondmodel,primitivesomaticstemcellslocatedinhematopoietictissuedifferentiateintovariousorgan-specificcells（PanelB）.Inthethirdmodel,stemcells,suchashematopoieticstemcells,differentiatealongtheirpredeterminedpathway.Undercertain,probablyrareconditions,tissueinjuryoranotherstimuluscausessomestemcellstodeviatefromtheirpredeterminedpathwayandgeneratecellsofadifferenttissue-aprocessknownastransdifferentiation（PanelC）.Inthefourthmodel,maturecellsdedifferentiateintocellswithstem-cell-likecharacters

PossibleRolesofBoneMarrow-DerivedandCirculatingStemCellsintheRepairofSolid-OrganTissues

需要解决的问题：

1）干细胞在各种组织与器官的定位分布

Hematopoieticstemcells（HSC）造血干细胞：

骨髓、外周血、脐带间充质

Neuralstemcells神经干细胞

Hepaticstemcells肝脏干细胞

Musclestemcells肌肉干细胞

Adipocytestemcells脂肪干细胞

embryonicSC胚胎来源的干细胞

……..

2）干细胞的来源、转化及影响因素

创伤，炎症，肿瘤

3）干细胞起源、转移、归巢

细胞动员、细胞标记等

三、干细胞生长分化的调控问题

Sequence-specifictranscriptionfactorsactasdockingmoleculesfortherecruitmentofDNAandhistone-modifyingactivitiestotargetgenepromoters.ActivetranscriptionisassociatedwithhyperacetylationandmethylationofH3K4,H3K79andH3K36residuesinpromoterregions,whereasgenerepressionisassociatedwithDNAmethylation,hypoacetylationandmethylationofH3K9,H3K27andH4K20residues.Thesemodificationsaremediatedbychromatin-modifyingenzymesincludingDNAmethyltransferases（DNMTs）,histoneacetyltransferases（HATs）/histonedeacetylases（HDACs）,histonemethyltransferases（HMTs）andhistonedemethylases（HDMs）.

细胞形态学---细胞生物学---分子生物学---表观遗传学

干细胞生长分化的调控：

需要解决的问题

1、干细胞自我更新的调控机制：

表观遗传学，转录因子，蛋白质修饰（组蛋白甲基化，酰基化，磷酸化，sumolation。

。

。

2、干细胞分化的调控机制：

表观遗传学，转录因子，蛋白质表达。

。

。

3、干细胞的突变机制：

基因突变，基因silencing，移植和过度表达，DNA损伤修复机制缺陷，肿瘤监视基因缺陷。

二次、多次打击机制

三、关于iPS，诱导的多能干细胞

成体体细胞可以被诱导“返回”到多势能干细胞

iPS，诱导的多能干细胞需要解决的问题：

iPS是经基因转移方法经多个转录因子来实现的，

这些转录因子在细胞内呈高表达状态，才能保持

干细胞的“干”性，需要研究合理的方法和机制

将iPS在诱导成为所需要的成熟细胞。

某些转录因子的过度表达，将促进细胞自我更新能力，

及细胞增殖。

因此也存在致癌危险。

探索发现危险率

低的转录因子是iPS研究和应用的重要方面。

iPS产生后，如何将其诱导分化为所需功能细胞

是iPS应用的关键。

干细胞在疾病治疗中的应用和需要解决的问题

骨髓干细胞移植再生造血系统

肝干细胞介导的肝脏再生

心脏的造血干细胞治疗

糖尿病的干细胞治疗与细胞替代疗法

成体神经干细胞用于大脑修复

干细胞与皮肤再生

软骨再生的自体软骨细胞移植

应用骨髓干细胞的骨再生

干细胞与角膜再生

干细胞与肺组织再生

肾衰竭的干细胞治疗

应用脂肪来源的干细胞

应用遗传修饰细胞

调节T细胞的过继细胞免疫疗法

需要解决的问题:

骨髓干细胞移植是目前治疗疾病最成功的方法，其他干细胞治疗方法的

临床应用还很有限，治疗效果也不稳定，弄清处理好有关细胞的

必要条件将有助于发挥干细胞治疗的巨大潜能

宿主免疫排斥问题，如何合理有效地应用免疫抑制剂

异基因干细胞移植，引发严重的移植物抗宿主反应（GVHD）

移植物抗白血病反应（graftvsLeukemia,GVL）

HLA配型问题：

相合，半相合，不相和，对其成功率的影响

清髓移植，不清髓移植，移植成功率，免疫抑制剂使用问题，

移植后的并发症问题，

自体干细胞移植

体外培养和诱导技术方法的改进，首先要弄清干细胞转化、分化的机制

自体干细胞的体外增殖问题，1）数量放大。

2）保持“干”性。

3）无长期不良影响

体外诱导的细胞功能持续时间问题，干细胞生存环境的改善。

移植成功率的评价指标，监测，追踪移植细胞的方法及敏感性特异性。

实验动物模型的合理利用。

StemCellBasedCancerGeneTherapy