)胚胎干细胞
胚胎干细胞
自1981年Evans和Kaufman首次成功分离小鼠ES细胞，中国外研究人员已在仓鼠、大鼠、兔、猪、牛、绵羊、山
胚胎干细胞进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。
许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高似一浪。
ES细胞的形态学特征
胚胎干细胞ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构，细胞核大，有一个或几个核仁，胞核中多为常染色质，胞质胞浆少，结构简单。体外培养时，细胞排列紧密，呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色，ES细胞呈棕红色，而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限，形成的克隆细胞彼此界限不清，细胞表面有折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样，多数呈岛状或巢状。小鼠ES细胞的直径7μm～18μm，猪、牛、羊ES细胞的颜色较深，直径12μm～18μm。
ES细胞的分化
ES细胞的全能性指ES细胞在解除分化抑制的条件下能参与包括生殖腺在内的各种组织的发育潜力，即ES细胞具有发育成完整动物体的能力，可以为细胞的遗传操作和细胞分化研究提供丰富的试验材料。ES细胞发育全能性的标志是ES细胞表面表达时相专一性胚胎抗原（Stagespecificembryonicant，SSEA），而且可以检查到OTC4基因的表达，这两种蛋白是发育全能性的标志。ES细胞中AKP及端粒酶活性较高，可用于ES细胞分化与否的鉴定。ES细胞的多能性是指ES细胞具有发育成多种组织的能力，参与部分组织的形成。将ES细胞培养在不含分化抑制物的培养基上，可以形成类胚体。将ES细胞在特定培养基进行培养，可以定向分化成特定组织，如ES细胞在含有白血病抑制因子（LIF）和维生素A酸（RA）的培养基上，可以分化形成全壁内胚层，将ES细胞与胚胎细胞共培养或将ES细胞注入囊胚腔中，ES细胞就会参与多种组织的发育。
小鼠ES细胞
胚胎干细胞小鼠ES细胞的分离方法基本成熟，且已广泛应用于生命科学研究的各个领域。1981年Evans首次分离得到小鼠ES细胞，他以手术切除受精后2.5d小鼠卵巢并结合激素注射干扰子宫环境，从而使胚胎延迟着床，再回收胚胎，将其体外培养于STO细胞饲养层上，结果得到了小鼠ES细胞系。MartinGR以免疫外科法剥离小鼠囊胚滋养层细胞，得到内细胞团(ICM)并将其置于STO细胞饲养层上，培养基为小鼠PSA-1ES细胞条件培养基，结果也得到小鼠ES细胞。此后，Axelord等用微滴法得到小鼠ES细胞系；Kaufman等用单倍体延迟着床小鼠囊胚建立同源二倍体ES细胞系；Wobus等首次用原代小鼠成纤维细胞作饲养层建立了小鼠ES细胞系；Smith等首次使用大鼠肝细胞条件培养基作为分化抑制物建立了小鼠ES细胞系。BrookFA等进一步完善了小鼠ES细胞的分离方法，以致从许多品系小鼠包括近交系和突变系，都可获得ES细胞。
分离小鼠ES细胞并非只能从囊胚，也并非必须依赖饲养层细胞。Dhhaise等将52枚8-细胞小鼠胚胎消化成单个分裂球并培养于小鼠原代成纤维细胞饲养层上，所用培养基为DMEM/F12，并添加100mL/L的胎牛血清、100mL/L的新生犊牛血清和0.1mmol/L的2-巯基乙醇，5天后，出现多个干细胞集落，消化传代后建立了一个ES细胞系MSB1。将MSB1注入SCID(severecombinedimmunodeficientmice)小鼠，能产生包含三胚层分化物的畸胎瘤，注入52枚囊胚产生了2个活的个体(1雄，1雌)，但雄性个体无生殖能力。Tojo等用同样方法从杂交小鼠(C57BL/6×DBA/2)8-细胞胚也得到了ES细胞。小鼠ES细胞具有无限增殖的自我更新能力。SudaY等将小鼠ES细胞传250代以上没有出现转化的迹象，它们仍具有正常的二倍体核型；在生殖系嵌合体中能产生正常的配子；作为核供体能重组克隆胚胎。上述结果表明小鼠ES细胞是永生性的。
羊ES细胞
胚胎干细胞Handyside等以绵羊皮肤成纤维细胞和胎儿成纤维细胞作饲养层，从7日龄～8日龄绵羊囊胚分离类ES细胞，结果得到内胚层样细胞而无ES细胞出现。Tsuchiya用免疫外科法分离8d～9d绵羊囊胚ICM，培养于STO细胞饲养层上，得到2个类ES细胞系，传至4代。Tillmann等用胎牛肝成纤维细胞作饲养层分离得到传至20代的绵羊类ES细胞和40代的山羊类ES细胞。Modinski等将绵羊ES细胞与囊胚嵌合得到2只嵌合体绵羊。Campbell等用第1代～第3代的类ES细胞作核供体进行核移植，得到了4只绵羊。
兔ES细胞
GravesKH等从兔子附植前囊胚分离得到ES细胞，并进行了初步鉴定，证明它们具有在饲养层上保持未分化状态的增殖能力，体外传代培养1年以上，仍具有正常的核型，且能形成包含三胚层分化物的胚体。之后，Niemann等以PMEF为饲养层，建立了9个兔ES细胞系。SchoonjansL等将兔ES细胞注入囊胚获得了包括生殖系在内的嵌合体兔子。陈颖等以PMEF为饲养层培养兔分割囊胚，结果得到传至7代的兔ES细胞，将第2代的兔ES细胞与囊胚进行嵌合，得到1只皮毛嵌合体仔兔，但未证实ES细胞是否参与了生殖系嵌合。
生产克隆动物
胚胎干细胞ES细胞从理论上讲可以无限传代和增殖而不失去其正常的二倍体基因型和表现型，以其作为核供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体，ES细胞与胚胎进行嵌合克隆动物，可解决哺乳动物远缘杂交的困难问题，生产珍贵的动物新种。亦可使用该项技术进行异种动物克隆，对于保护珍稀野生动物有着重要意义。
生产转基因动物
用ES细胞生产转基因动物，可打破物种的界限，突破亲缘关系的限制，加快动物群体遗传变异程度，可以进行定向变异和育种。利用同源重组技术对ES细胞进行遗传操作，通过细胞核移植生产遗传修饰性动物，有可能创造新的物种；利用ES细胞技术，可在细胞水平上对胚胎进行早期选择，这样可以提高选样的准确性，缩短育种时间。
用于器官组织移植
作为一种被称之为“种子细胞”的ES细胞，为临床的组织器官移植提供大量材料。人ES细胞经过免疫排斥基因剔除后，再定向诱导终末器官以避免不同个体间的移植排斥。这样就可能解决一直困扰着免疫学界及医学界的同种异型个体间的移植排斥难题。
用于细胞治疗人类胚胎干细胞群
细胞治疗是指用遗传工程改造过的人体细胞直接移植或输入病人体内，达到治愈和控制疾病的目的。ES细胞经遗传操作后仍能稳定地在体外增殖传代。以ES细胞为载体，经体外定向改造，使基因的整合数目、位点、表达程度和插入基因的稳定性及筛选工作等都在细胞水平上进行，容易获得稳定、满意的转基因ES细胞系，为克服基因治疗中导入基因的整合和表达难以控制，以及用作基因操作的细胞在体外不易稳定地被转染和增殖传代开辟了新的途径。
美国有关科学家指出，一些从成年动物体中提取的干细胞，并不如预想的那样能转化成各种器官组织。这表明，在干细胞医疗研究方面，成体干细胞还不能取代胚胎干细胞。有关研究报告将发表在《自然》杂志上。
胚胎干细胞美国科学家这番言论的根据是美国佛罗里达州与英国苏格兰两个独立研究小组的实验结论。佛州小组进行了有关老鼠干细胞研究的比较实验，一组试验利用从成年老鼠骨髓中提取的干细胞；另一组利用从老鼠胚胎中提取的干细胞。科研人员本来希望，从骨髓中提取的干细胞能够分化成原始细胞，如骨髓组织细胞，直至生长成所需要的其他组织或器官。结果是，骨髓干细胞起初分化顺利，但最终并没有分化成原始细胞，却产生了奇怪的类似人体肿瘤内的细胞。同样，苏格兰爱汀堡大学的科研小组，利用从脑细胞中提取的干细胞与胚胎干细胞进行分组比较实验，也发现了类似的问题。
科研人员认为，如果有关人体干细胞试验出现这样的情况，从成年人体的骨髓、大脑等提取的干细胞，分化形成的新细胞或转化的组织将不适用于治疗疾病，而胚胎干细胞的研究则显示出较好的医疗前景。
生物界认为，从成年动物体的骨髓、血液、体细胞等中所提取的干细胞，加以适当处理的话，就可以转变成为动物体其他部分的组织或器官。诸如，从血液中提出的干细胞，可以分化并转变成心脏、肾、肝脏等组织或器官。
有关专家评论说，即将在《自然》杂志上发表的报告，不仅将影响从事干细胞研究专家的研究思路，而且在美国也会再次引起有关干细胞研究的争论。美国从事干细胞研究的专家一直以来希望更多的从事人类胚胎干细胞的研究，但美国政府却希望科研人员更多的从事除胚胎以外其他来源的干细胞研究。
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[1]有问必答：http://www.120ask.com/question/2008-6-25/3447206.htm
[2]龙源期刊网：http://cn.qikan.com/Article/hbyy/hbyy200802/hbyy20080255.html
[3]医源世界：http://www.39kf.com/cooperate/qk/practicalmedication/0422/07/2005-08-03-86967.shtml
