再生医学中国研究进展讲解.docx

1、再生医学中国研究进展讲解再生医学在中国：必要性与研究成果中国拥有超过13亿人口，迫切需要开展组织修复与再生医疗技术研究，服务于广大民众卫生保健的需求。据国家卫生部报道，在城镇地区因机体损伤、意外事故或者其它因素导致的人数占住院治疗人数的9%，该比例仅次于呼吸道疾病（12%）和消化道疾病（10%）。包括遗传性疾病、代谢性疾病和慢性疾病等原因导致的创伤，据估计每年大约有超过1亿的病人需接受组织修复和再生性治疗。再生医学在中国甚至全球都是一个历史悠久的医疗话题，拥有深刻的现代意义。过去20几年来，科学家在遗传学、发展生物学、干细胞生物学以及组织工程学等领域取得了重要研究成果，逐步提高了我们对再生医学

2、的认知，并将有关研究成果用于临床治疗。在中国，这些学科的融合促使组织修复与再生医学成为医学研究与治疗中最活跃的领域之一。有关基础性研究成果正逐步应用于临床并改变着医疗方式。在中国，有三大领域发展得尤为迅速：干细胞生物学、组织构造与再生以及创伤性治疗的组织工程医疗产品的研究。如近年来通过利用诱导性多功能干细胞（iPSCs）产生的复制性四倍体胚胎互补性iPS小鼠。同时，成体干细胞的分离与培养技术的发展使得因外伤或糖尿病引起的血管损伤后皮肤汗腺的再生。组织工程学领域也取得一些进展，尤其是在自定义矩阵以及机体相关调控因子功能的认识等领域，使得骨组织、软骨组织、神经组织、血管以及肌腱能够重建。且相关研究

3、成果已进入临床试验阶段，试验结果令人欣慰。创伤的愈合阶段要达到机体不同组织的同步再生是一个关键性研究领域，科学家正在探索防止疤痕形成的方法，包括利用皮肤干细胞不需经过iPSC阶段而直接分化成不同组织类型的技术方法。在中国开展的再生医学研究紧跟全球医学研究趋势，并且逐步将基础性研究理论转化为临床应用。国家政府也非常重视再生医学的研究。由中国科学院和中国组织工程学中长期发展战略研究规划的“2050蓝图”中，将再生医学列入重点发展方向。另外，中国国家食品与药品监督管理局已在组织转移性治疗技术管理章程中将干细胞研究列为三级医疗技术。此外，在2005年和2010年召开的香山科学会议中，均对再生医学研究中

4、的研究成果与需注意的问题展开讨论，为国家政府继续支持和资助再生医学研究奠定了坚实基础。在接下来的十年间，中国将开展以下再生医学领域的研究：运用诱导性干细胞技术开展不同组织类型的协同修复与再生研究；运用组织工程学开展大型组织的重建以及组织工程学医疗产品的大规模应用。以上研究成果均为医疗服务的提高灌注了希望，将开创一个更健康和谐的社会。付小兵，博士，中国工程院院士。中国人民解放军总医院基础医学院组织工程学重点实验室室主任。第一部分 干细胞与再生多功能干细胞的发展及其价值干细胞治疗非常有潜力取代其他对细胞有损伤的治疗方法。虽然免疫排斥一直有待于解决，但通过运用体细胞核转移技术建立源自病人自体细胞的同

5、源胚胎干细胞系是一中具有可行性的方案。这种体细胞核转移技术生成的胚胎干细胞，且使其分化为所需特定细胞类型，用于疾病治疗，称之为治疗性克隆。现已成功培育出小鼠核转移胚胎干细胞，且没有发现这种核转移胚胎干细胞与常规胚胎干细胞存在任何显著的差异。但是，体细胞核转移技术还有待于进一步成熟。因此，科学家正试图改良重构胚的培养条件，发现连续性培养法（细胞核转移阶段用M16培养介质，而在后两个细胞生长阶段用KSOM培养介质）可明显提高囊胚的生长速度。同时，也尝试通过使用小分子添加剂提高克隆效率，如使用组蛋白脱乙酰酶抑制剂CBHA，可显著提高SCNT重构胚技术中的囊胚生长速度（表1）。另外，同常用的组蛋白脱乙

6、酰酶抑制剂曲古抑菌素A相比，CBHA还可提高囊胚的质量。卵母细胞来源问题一直阻碍着人类治疗性克隆研究进程。我们正在探索重组受精胚胎的可行性。研究发现有丝分裂期间捕获到的小鼠2细胞期胚胎，经电转导融合后能有助于细胞核重组，从捐赠者胚叶细胞到体细胞均有效。研究表明，运用2细胞期电转导融合小鼠胚胎的技术，培育出源健康足月的母乳的克隆幼仔以及多功能胚胎干细胞，而胚胎或体细胞均源自捐赠者（3）。这种研究方法表明植入前胚胎可能成为人类治疗性克隆的重要资源。要将治疗性克隆技术从小鼠推广到人类，我们已经在这方面做了一系列研究。根据卵细胞形态学评估标准，我们已将分裂期的卵母细胞分成四个阶段。从中发现胚胎能从A和

7、B阶段的卵母细胞发育到囊胚阶段。但出于C和D阶段的胚胎却不能发育到囊胚阶段，大多数胚胎细胞均停滞在2-4细胞期（4）。而在国内，人们常把绝大多数的卵母细胞均分类到C和D阶段，者也许是造成治疗性克隆失败的原因。我国已将人类卵母细胞培育到囊胚阶段，并且还运用人类包皮细胞器从这些胚胎细胞中派生出一些人类单性生殖胚胎干细胞。胚胎干细胞具有正常的形态，能正常表达各种特定干细胞表面标记物，并且还能分化成三种胚芽层的派生物。这些技术的发展均能推动我国治疗性克隆的研究和临床应用（5）。2006年，我国科学家通过转录因子的表达成功从小鼠体细胞分化出鼠胚胎干细胞样诱导多功能干细胞，这是一个开创性的研究成果（6）。

8、但诱导胚胎干细胞所具备的多功能性是否与其胚胎干细胞所具有的功能一致，起初还不得而知。此外，通过四倍体互补分析技术培育出的动物还未经证实，且经严格审查证明这些细胞并非完全具有多功能潜能。现已经改良培育技术，能在一个月内诱导培育出iPSC，同时还能从鼠胚胎细胞和成纤维细胞派生一系列iPSC细胞系。这表明源自体细胞的iPSC拥有像胚胎干细胞类似的全能性（7）。为找到一种能有效快速地评价iPSC细胞的多功能性，我们从不同多功能水平进行了比较。我们鉴别了一个叫Dlk1-Dio3区域，它位于鼠基因组的保守性压印区，在全能性鼠干细胞被激活而在部分多功能干细胞中被抑制，可作为干细胞多功能性的标志（8）。安全问

9、题一直在iPSC临床应用中受广泛关注，我们通过四倍体互补分析技术观察成年iPSC的小鼠来评估iPSC是否有潜在的致瘤性。我们再iPSC F0代小鼠中鉴定出23.1%的致肿瘤的细胞，但在ESC诱导的小鼠中未发（表2），证明这些iPSC具有肿瘤倾向。用定量PCR的方法验证4个iPSC诱导因子（c-Myc, Klf4, Oct4 和Sox2）的内源性和转基因表达水平。研究发现在iPSC诱导的小鼠中，c-Myc活性因子的表达水平在肿瘤组织中明显高于肺肿瘤组织（P0.01），表明c-Myc活性因子的过量表达可能导致F0代的iPSC诱导小鼠肿瘤的发生（9）。随后又培育出含有或不含有小分子化合物的无c-My

10、c活性因子iPSC，且通过四倍体互补技术培育出幼仔（10）。对这些动物肿瘤产生的深入研究必将有望解决iPSC诱导型小鼠发生肿瘤的问题。再生医学领域种间嵌合体的应用多功能胚胎干细胞或诱导型多功能干细胞近年来一直受到医学领域的广泛关注，这很大程度上是由于其具有潜力分化成各种特定的细胞，用于细胞治疗（1，2）。但干细胞的体外分化过程中同样存在以下主要问题：（1）因为体外培育不能模拟体内高度复杂的环境，而导致只能产生有限的细胞类型；（2）体外培育分化出的细胞类型可能与与体内组份不同。（3）在体外培育出高度复杂的组织器官似乎看起来不大可能。其中有一种方法可能解决以上问题，比如说在囊胚期出于分化阶段时将其

11、进行替换。但是，由于受伦理道德和可操作性的限制，不能将人类胚胎干细胞或诱导型多功能干细胞替换进入人类囊胚中。鉴于此，我们希望能够找到在不同物种囊胚期分化出ES/iPS。有报道称通过在两个不同物种间聚合早期胚胎培育出中间嵌合体的可行性。现已获得三种嵌合体：小家鼠和卡氏小鼠；绵羊和山羊以及牛和印度牛（3-6）。而在这些嵌合体中，两个物种间在亲缘关系非常近，基因组差异性低于3%。因此，通过胚胎细胞融合技术是否能将进化关系远的两个物种作为亲本培育嵌合体还不得而知。我们首先从森鼠体内获取的胚胎干细胞，拥有48染色体核型态，且可表达一些多功能性标志物，包括碱性磷酸酶、Oct4, Nanog, 和Rex1（

12、图一A）。随后又发现森鼠胚胎干细胞经体外培养能够形成拟胚体，最后分化成三种胚芽层（7）。进一步的研究证实将森鼠胚胎干细胞注入裸小鼠会形成畸胎瘤，经组织病理学检查也发现畸胎瘤组织中存在三种胚芽层组织（7）。随后我们又通过显微注射法将森鼠胚胎干细胞引入鼠囊胚，其中有繁殖出的小鼠里约7%属于嵌合体小鼠，它们的被毛颜色不一（图1B）。另外，将绿色荧光蛋白标记的森鼠胚胎干细胞注入受体小鼠体内，有可见绿色荧光（图1C）。所有出生的嵌合小鼠均健康活跃。此外，解剖嵌合小鼠发现，内部脏器均发出可见的绿色荧光，这些组织有脑部、皮肤、肌肉、心脏、肾脏、脾脏、膀胱、肺脏、肝脏、胃、小肠以及睾丸（图1D）。通过对嵌合体

13、小鼠进行竞争性PCR，发现森鼠的细胞分别在多种组织中。这种细胞类型在一些气管如脑部和肌肉中的分布高达30-40%。一些嵌合体小鼠精液中也有5%的森鼠细胞类型，也就是说森鼠胚胎干细胞可能控制繁殖细胞系。此外还发现携带有绿色荧光蛋白的细胞能分化成多种功能性细胞，如神经细胞、寡树突胶质细胞、星形胶质细胞、神经干细胞、心肌细胞、内皮细胞以及角质细胞（如图2所示）。该研究结果具有以下意义：（1）森鼠胚胎干细胞能完全同鼠囊胚细胞群整合，尽管两物种间进化关系遥远，仍产生了嵌合体。（2）这些嵌合体小鼠个组织脏器中森鼠细胞类型均有高达40%的分布率。（3）该胚胎干细胞还能精确分化为多种细胞类型，并且还可与宿主组

14、织融合。这些研究结果说明通过将ES引入亲缘关系较远的动物，能在体内分化成特定的细胞类型，具有一定的可行性。运用遗传学原理进一步证实胚胎干细胞或宿主囊胚在理论上能增强或抑制胚胎干细胞分布在特定组织器官的比例。例如，将宿主囊胚人为地基因突变，会阻碍组织的定向发育（如Pdx1基因突变导致胰腺发育不良）。最近，Kobayashi等证实将鼠iPSC注入Pdx1基因缺失的小鼠囊胚中，会产生具有功能性的胰腺组织（9）。相反，如果ES细胞经人为改造携带有能抑制本身分化为特定细胞系的基因，ES细胞将不会在嵌合体组织中分布。例如，敲除控制ES细胞分化成神经组织的基因，将会抑制ES细胞进入脑部，这在一定程度上可以避

15、开伦理学问题。由于细胞生存率低和特异性分化能力弱，干细胞的总体效用和临床运用很大程度上受到限制（1）。最近的研究显示，利用体外分化和去分化技术重组间充质干细胞，能提高其在体内治疗的效果。最近的研究也表明，运用基因重组可在体外使得终末分化的哺乳动物细胞经去分化转变为诱导型多功能干细胞（2）。由此可见，这些重组细胞具有特异性再生治疗的潜能，但iPSC的所具备的治疗潜能受诸多因素的影响，如低效率、免疫原性、重组失误以及基因不稳定性导致癌症的发生等等（3）。究竟在没有基因干预的条件下诱导细胞去分化，最终获得具有治疗潜能的重组干细胞能否成为可能，我们对此展开了系列调查。当研究成年鼠骨髓间充质干细胞的可塑

16、性时发现这种细胞在体外出现去分化现象（4）。在体外经诱导和分化的5羟色胺敏感性神经元，在去掉神经元诱导介质后能装变为形态和表型上与间充质干细胞类似的细胞。这些去分化的MSC细胞在体外可经进一步的诱导型增殖，最终分化为5羟色胺敏感性神经元，这意味着这些成体干细胞的可塑性要比过去想象的要好。随后又有证据表明单克隆的MSCs能分化为亲缘关系远的细胞系（5,6）。所以干细胞的直接分化毫无疑问地成为MSC可塑性研究的主要手段，而去分化则是改变细胞命运以及再分化为其他细胞系的先决条件，如从神经元分化为内皮细胞，反之亦然（6）。在体外研究细胞的分化命运时发现一个有趣的现象：经理去分化的干细胞表现出较强的分化

17、潜能，也就是说当干细胞进入再分化阶段时，倾向于分化为神经元干细胞，并且神经元的标志物表达水平也随之提高。以上说明去分化的MSC可能与原始MSC细胞类型具有差异性。图1. 散点图表示用鼠全基因组微阵列方法检测的DeMSCs和MSCs中不同基因的差异性表达水平。红色表示DeMSCs上调基因（650/41012,1.5%）；绿色表示MSCs下调基因（1240/41012,3%）；黄色标志基因表达水平差异不显著。最近，我们对去分化的MSC的特征展开研究，并且将其与未分化的MSC进行比较（7）。研究发现去分化的MSC保留其免疫表型特征和中胚层结构，进一步的基因表达水平分析发现有650（1.5%）个基因的

18、表达水平上调，1240（3.0%）个基因表达水平下调，这远远是未分化的MSC细胞基因表达水平的2倍（如图一所示），也就是说去分化的MSC细胞是经过重组编程的。此外，还发现84个与细胞凋亡信号相关额基因中有13个基因的表达水平有很大差异，去分化的MSC细胞中bc1-2家族蛋白的表达水平也上调。去分化的MSC细胞的生存指数研究也表明在氧化应激的条件下，去分化的MSC细胞能分化为多种细胞类型。我们还发现在去分化的MSC细胞中的神经元标志物的表达水平要比未分化的MSC细胞中的表达水平高，这就是说去分化的MSC细胞保留着神经元细胞的某种特性，可能在分化为神经元细胞。这种去分化的MSC细胞具备以上特征能够

19、持续传代3到4代，我们对此展开了去分化的MSC体内治疗的研究，比如以缺氧缺血性脑损伤为模型（HIBD，一种当前无法治疗的慢性神经性损伤疾病）（8）。研究结果显示移植3天后，均能在注射部位检测到绿色荧光蛋白标记的MSC和去分化MSC细胞，但第七天时只能检测到去分化MSC细胞的踪迹（如图2A,2B所示），这也再次证实了去分化MSC细胞拥有较强的神经元分化能力。更重要的是，用穿梭试验来评估小鼠的认知能力显示：经去分化MSC治疗的小鼠表现出的认知能力比MSC治疗的小鼠强。总之，MSC细胞具有可重组性，通过人为干预性操作课具有体内治疗潜能。图2. 试验设计原理及HIBD病理模型的治疗效果。为促使神经元的

20、分化，鼠骨髓源性的单克隆MSCs首先经由DEME/F12/10%FBS/10-7M, ATRA以及10 ng/ml de bFGF组成的介质预处理。所有细胞用PBS洗涤后转移至神经元诱导介质(MNM, DEME/2% DMSO/200Um; BHA/25Mm, KCl/2mM,丙戊酸10uM, 司克林1uM,氢化可的松5ug/ml 胰岛素)中培养24-48h。建立HIBD病理模型5天后，将GFP-MSCs or GFP-DeMSCs注入小鼠右后侧脑室。细胞移植后7天在脑部并未检测到GFP表达的MSCs（A），而在DeMSCs处理的小鼠脑部检测到强烈的绿色荧光（B）。穿梭试验评估小鼠学习记忆能力

21、发现经细胞移植1到2个月后，经去分化MSC治疗的小鼠表现出的认知能力比MSC治疗的小鼠强。该研究为MSC介导的细胞治疗提供的一个新颖、具有临床实用价值的研究方法。与iPSC相比，去分化诱导的细胞重组可能是再生医学领域一种更简便、安全有效的治疗途径。有趣的是，诱导iPSC的基因在去分化MSC细胞中的变异性不大，说明两者之间存在不同的机理机制。特别是miR-34a基因的表达水平上调，与细胞存活和分化为神经元有关，这暗示在干细胞重组干预中还涉及到表观遗传学机制。进一步的研究将提高MSC细胞的体外重组效率，最大化去分化MSC的治疗效果，因此有望成为再生医学领域中的一种新型有效的治疗策略。非人类灵长类动

22、物：重要的再生医学动物模型世界上有超过400多种非人类灵长类动物（NHPs），中国作为拥有为数不多的野生非人类灵长类动物栖息地国家之一，也是24种非人类灵长类动物的故乡。NHPs 与人类之间的基因关系比其他动物近。并且在生理解剖学方面与人类非常相似，特别是中枢神经系。因此，NHP可作为人类研究人类疾病的唯一理想的动物模型。过去二十年来，干细胞领域取得的长足进步已经离用工程细胞替换受损组织的目标更进一步。然而，基于多功能干细胞的治疗方法应用到临床之前还有许多科技问题急于解决（1）。而干细胞治疗的安全效果评估须通过NHPs动物试验，才能进入人类临床试验阶段，因此NHPs作为一种理想的模式动物。当前

23、，人工饲养NHP数量最多的当数美国和中国。仅中国就有总数超过二十万的猴子，起主要有恒河猴和猕猴组成，而中国的饲养条件已达到国际动物福利标准。如专长于NHP疾病模型的开发与合作研究的昆明生物医学国际，因其拥有世界一流的NHP饲养管理条件，已获得国际实验动物评估认证管理委员会（AAALAC）的认证。以下三个例子说明中国NHP研究概况。基因组学研究进展随着基因组测序技术的快速发展，NHP基因组测序工作已开始，如经过中国西南地区几个研究小组的合作研究，已将中国恒河猴和食蟹厚的全基因组进行测序（2）。该两种动物是生物医学领域常用的NHP动物模型，特别是在神经科学、药物开发领域、人类疾病有关的可用药物控制

24、基因同源序列和人类错配等位基因的鉴定，除此之外还有新型药物的开发等。此外，人类与NHPs的相似之处还表现在细胞水平上。最近的研究证明恒河猴胚胎干细胞的microRNA特征与人类非常相似，相似度远远超过了小鼠，说明运用NHPs作为细胞治疗临床前动物模型具有可行性（3）。母婴过早分离的研究关于人类早期心理承受力模型的最新研究表明，恒河猴母婴过早分离能导致下丘脑-垂体-肾上腺轴功能紊乱和行为异常，这种有害效应是否能通过后天社会生活得到纠正还不得而知。在这项研究中，我们比较了经1.5年和3年正常社会生活的由母亲抚养和由同伴抚养的恒河猴的皮质醇水平（年龄分别是2岁和3.5岁）。结果表明由同伴抚养的猴的毛

25、发皮质醇水平要比有母亲抚养的猴的毛发皮质醇水平低。而血浆皮质醇水平测试发现受强烈压力下的由同伴抚养的猴的皮质醇水平出现顶峰的时间后延。另外，由同伴抚养的猴经过3年的正常社会生活也会出现行为异常的现象。由同伴抚养的猴还出现运动迟缓和打堆现象，同时还出现一成不变的行为（重复性的动作，包括踱步、允吸、自挠、摇摆身体、跳跃以及吧唧嘴）（如图1所示）。这些试验结果首次证明与啮齿类动物相比（4,5），由母亲抚养的恒河猴的毒性效应持续时间长，且经正常社会生活不能得到补救（6）。因此，由母亲抚养的恒河猴可作为人类早期不利成长环境的理想动物模型。图1. 由同伴抚养和猴（n=13,11）与由母亲抚养的猴(n=22

26、,20)头发皮质醇水平比较（ug/dL,mean withSEM）。A图表示2岁，B图表示3.5岁。C图表示3.5岁试验猴持续性的一成不变的行为比较，D图表示3.5岁试验猴的坐姿行为比较。以上结果显示由母亲抚养的恒河猴的毒性效应持续时间长，且经正常社会生活不能得到补救。转基因NHPs的研究转基因技术的运用使得人们可以诱导NHPs发生与人类有关的疾病或症候群。该研究增进了我们对遗传疾病病因的认识，并且有望发展成为一门新型治疗策略。到目前为止，关于培育转基因猴的报道甚少（7-9）。猴转基因的效率低下是当前转基因治疗的绊脚石。最近，我们探索出一种培育转基因恒河猴的方法，该方法主要运用了编码增强型绿色

27、荧光蛋白的猴免疫缺陷病毒（SIV）为基础的慢病毒载体，以及感染早期卵裂阶段胚胎的方法。重要的是，转染胚胎并不影响其发育。此外，在胚胎基因组激活之前或之中进行转染并不影响转基因表达的水平和稳定性。其中还从三重受孕的母体获得了一个转基因胎儿。另外，从四个单独受孕的母体获得了4个胎儿，其中有两个全身带有增强型绿色荧光蛋白标记（如图2所示）（10）。这些结果表明SIV载体培育转基因猴的可行性及其在非人类灵长类动物转基因技术中的有效性。当前我们正探索用于人类神经退行性疾病（帕金森和阿尔茨海默病）的转基因猴。图2.转基因恒河猴。A图表示带有荧光标记的转基因猴（2岁）；B图表示共聚焦显微技术分析转基因猴冰冻

28、切片GFP表达水平（绿色）：脑(a), 肝脏 (b), 气管 (c), 心脏 (d), 胃(e), 肾脏 (f) 。运用动物模型子宫移植研究干细胞生物学小鼠胚胎干细胞（ESCs）首次在1981得到分离（1,2），而人类多功能干细胞则是在1998年从囊胚中培养而来（3）。随后因其在疾病治疗和再生医学领域得到广泛研究和运用。2006年，诱导型多功能干细胞的分离有望作为个性化治疗的工具（4）。分离自内源性细胞群的ESCs可作为体外早期胚胎研究的有力工具，但其在体内的分化、分布以及多功能干细胞的迁移等方面还不得而知。通过干细胞移植建立动物模型可能是一个研究以上过程的有用步骤。运用子宫干细胞移植技术在同

29、源性或异源性细胞水平上研究多种组织迁移和分化功能，为建立动物模型探究体内移植干细胞的生物学功能奠定一定的基础。简单的说来，运用超声波技术（能显示腹膜腔的横断面）或剖腹技术将同源性或异源性细胞注射入经孕育45-55天（孕期为145天）的山羊胎儿的腹膜腔内（如图1所示）。与剖腹手术相比，运用超声波技术建立子宫干细胞移植模型有着较低的流产率（5）。这将是一种安全有效的方法。运用该技术已将包括人类造血干细胞、鼠胚胎干细胞以及鼠诱导型多功能干细胞在内的多种干细胞类型移植入山羊胚胎（5-7）。图1 子宫移植法构建体内干细胞动物模型的实验步骤。通过移植人脐带血细胞建立重组山羊模型时得到如下研究结果：将移植细

30、胞作GFP标记后移植入受体山羊体内，通过GFP荧光技术、荧光活化细胞分选技术以及免疫组织化学法均能在不同器官检测到带GFP标记的细胞，这些器官有肾脏、肌肉、脾脏、心脏以及肺脏（如图2所示）。此外还发现所有组织中均检测到带GFP标记的细胞具有成簇分布的特征（如图2D所示）。经PCR技术检测人类特异性基因证实了人类细胞在受体山羊组织中确实存在（如图2 A所示）。经RT-PCR技术和IHC技术分析表明了不同造血干细胞和非造血干细胞器官中人类组织特异性RNA和蛋白质已得到表达，这些器官包括肺脏、肾脏、脾脏和肝脏（如图2B、2C所示）。而血液和肝脏组织中全基因组RNA表达水平的检测也证实了人类基因在受体

31、山羊中表达。虽然人类/山羊重组体的出现为活体组织干细胞生物学研究提供了理想的动物模型。但是 ，在这个条件下转基因干细胞的生物学功能研究受其具有异体基因背景的影响。为避免这种情况的出现，一种经同源性干细胞移植的转基因小鼠已经培育。因其具有体积小、饲养周期短以及遗传背景清楚的特征，小鼠可作为体内干细胞生物学研究的候选动物模型。通常将怀孕中期（怀孕14.5天小鼠的干细胞群经腹腔手术的方法注入胚胎体内。现已发展出一种新型子宫内移植方法和经改良的手术方法，运用该法已成功实现孕12.5天小鼠的干细胞移植，这是一门重要的技术攻关，提高了培育转基因小鼠的效率（8）。图2. 重组干细胞山羊模型的分子水平分析（引

32、自参考文献7）.运用经人工或自然突变的干细胞注入健康胚胎可用同源性或异源性细胞移植法培育出特定的病理模型。通过移植人类脐带血细胞Lin-CD34+如胚胎山羊子宫内，在转化过程中携带BCR-ABL逆转录病毒，可构建慢性粒细胞白血病（CML）动物模型，能有效模拟CML早期病理状态（未发表），并有望作为CML病理机制和药物开发研究的理想工具。如果将健康干细胞注入易感胎儿体内，能保护动物免受疾病感染，该疗效可使得IUSCT作为遗传病产前治疗的工具，或者保护胎儿免受组织损伤。例如以经化学试剂CCl4诱导肝脏损伤的小鼠为例，子宫移植的造血干细胞分化成为人类肝样细胞过程中，经检测证实其可表达人类肝脏特异性蛋白以及参与肝脏组织损伤的部分修复（9），这为人类肝细胞样细胞的再生研究提供了新的方法。同时也表明了子宫移植技术可用于肝脏疾病或损伤的治疗，具有良好的治疗前景。总之，通过IUSCT建立的重组动物模型为研究免疫耐受和干细胞移植、归巢、分化、基因表达以及非病理条件下的可塑性研究提供了新的工具。同时也有助于多数人类遗传病产前诊治或细胞组织修复、异体器官移植的预防。相信在不久的将来，随着干细胞生物学的深入研究，IUSCT技术将成为基因缺陷和疾病的临床治疗的再生医学诊治方法。骨间质干细胞在再生医学领域的治疗前景间质干细胞是成体干细胞中的一种，过去十年以