国内外干细胞工程研究进展与发展趋势

近年来，干细胞生物工程技术发展很快，尤其是胚胎干细胞（ES细胞）已成为生命科学研究的前沿和热点课题。干细胞生物工程技术的研究应用将会极大地推动细胞生物学、发育生物学、遗传学、胚胎学等基础学科的发展，并将为生物制药工业、临床医学和畜牧业生产带来巨大革命，从而为人类创造无限财富，尤其是在临床医学中的应用必将形成一种全新的治疗方法，为无数患者带来新生，提高人的生存质量，延长人的寿命。美国、英国、日本、以色列、印度、澳大利亚、新加坡等国投入大量的人力和财力进行研究，意欲抢占这一科技制高点。

一、国外干细胞的研究进展

(1)人类干细胞

1998年，美国首次报道得到人类胚胎干细胞系。目前，虽然科学家已建立人类ES细胞系，美国NIH登记注册的人类ES细胞系已达72株，但真正能供其他实验室做研究的细胞不到10株。而且各个细胞株特性并不完全相同，每个细胞株有自己的特性。Schuldiner称H1株是WiCell公司向世界科学家所能提供的5株人类ES细胞系中的唯一一株细胞，其余细胞株难于维持和扩增。Vogel等（2002）报道，目前能提供的ES细胞全世界仅16株，美国国内仅4株，远不能满足科学家研究的要求。

成体干细胞的研究，国外近年也取得了飞速的进展：在几乎所有的成体组织中都发现了干细胞；并且表明成体干细胞具有更广的分化潜能，可以“横向分化”；一些成体干细胞（造血干细胞、角膜干细胞和皮肤干细胞等）已进入临床试验阶段。

(2)动物干细胞

1981年，Evans和Kaufman首次分离得到小鼠ES细胞。此后，多位学者采用不同方法、不同材料分别在小鼠、猪、牛、绵羊、家兔等多种哺乳动物类ES细胞。应用ES细胞先后得到转基因动物和克隆动物，并已显示出实践应用的潜力。

二．我国干细胞的研究进展

(1)人类干细胞

国内，1997年西北农林科技大学由原始生殖细胞得到人类胚胎干细胞。1998年中山大学医学院用体外受精胚胎得到胚胎干细胞。中南大学、中山大学报道已建立人类胚胎干细胞系（2002）。中科院动物所用流产儿原始生殖细胞分离克隆出人类胚胎干细胞，传5代（2001）。据说，上海第二医科大学用人成纤维细胞和兔卵母细胞重组胚分离克隆出胚胎干细胞（2001）。

在人类成体干细胞研究方面，国内，以下单位取得了较好的进展：天津血研所（血液干细胞），军事医学科学院（间质干细胞），中山大学医学院（角膜干细胞、间质干细胞），复旦大学医学院（神经干细胞），北京大学干细胞研究中心（间质干细胞和实验动物胚胎干细胞）。还有上海二医大、四川大学医学院和第1-4军医大学等在有关研究方面亦作了较好的研究工作。西北农林科技大学在在皮肤干细胞、骨髓间质干细胞、胰岛干细胞、角膜干细胞等成体干细胞研究上已取得重要进展。如将山羊皮肤干细胞传至25代冻存并体外诱导分化成类毛囊，神经胶质样细胞和成骨样细胞等；进行了以人羊膜为支架，分别以山羊皮肤干细胞和冷冻保存的家兔角膜缘干细胞为种子细胞，构建人工角膜，经动物试验效果明显，该成果已申请2项专利。山羊皮肤干细胞建系的的研究及山羊皮肤干细胞为种子细胞，构建人工皮肤亦取得较好的进展，该成果已申请3项专利。人类流产儿胰岛干细胞传50代以上并冻存大量细胞，有望尽快作治疗人类糖尿病临床试验，该研究已申请1项专利。

(2)动物干细胞

80年代末，90年代初，中国科学院上海细胞所和北京大学先后得到小鼠胚胎干细胞系。1995年，西北农林科技大学得到牛和猪ES细胞。1996年，东北农业大学得到兔ES细胞。后中国科学院上海细胞所、中国农科院畜牧所和东北农业大学先后开展了猪ES细胞的研究。

三、干细胞研究趋势与前景

干细胞工程技术已经成为世界生命科学研究领域的热点课题之一，而ES细胞具有较成体干细胞更广的分化潜能和可塑性，因此备受科学家的青睐。尽管hES细胞研究会涉及到人类伦理道德的许多敏感问题，引起了相当多的争议和反对，但由于ES细胞及其衍生的组织器官（治疗性克隆）的临床应用潜力必将产生一种全新的治疗技术，给成千上万的重大疾病患者（帕金森氏症、中风、脊髓损伤、糖尿病、心肌梗塞等）带来新生。因此，许多国家（美、英、日、以色列、澳大利亚、印度、新加坡、瑞典等）竟相抢占这一高科技领域。

人类ES细胞作为“万能供者细胞”可能为许多“不治之症”带来新生的希望，具有广阔的应用前景和产业化市场开发前景。因此，许多高风险投资金融机构纷纷投资，目前，已有数十家以干细胞研究应用为主体的生物公司在美国成立或上市，成为生物工程制药行业的主力军之一。至2001年中，干细胞概念已成为美国纳斯达克股市上的独立股，15家干细胞研究公司的总市值达300亿美元。目前，利用ES细胞实施治疗性克隆，以培养各种组织器官已经成为世界各国科学家研究开发的焦点和核心。以生物技术与医疗技术相融合的再生医疗技术已成为世界高新技术增长的一个新亮点，其竞争日益加剧。据报道，美国有40余家风险公司从事干细胞的研究开发，其中Geron、ACT等公司已把它推向商业化阶段。据估计，再生医疗的潜在市场约800亿美元，如果加上其相关医药产业等，2020年前后全球干细胞市场规模可达4000亿美元。

胚胎干细胞以其特有的魅力，吸引着越来越多的科学家投入此研究。我国对此项研究也给予了大力资助。国家“973”、国家“863”、国家自然科学基金重点项目等重大科研项目已多次资助，也产生了较好的进展。天津市、北京大学、湖南省、陕西省等先后成立组建了干细胞工程技术研究中心。2002年，国家科技部以天津血液研究所为依托成立了国家干细胞工程技术研究中心，2003年，以西北农林科技大学陕西省干细胞工程技术研究中心为依托成立了国家干细胞工程技术研究中心陕西分中心。但由于此项研究国际上竞争激烈，新技术、新方法日新月异，我国从事此项研究的单位还相对较少，因此，应当进一步加大资助强度，组织各有关单位、各行业联合协同攻关，建立一批干细胞研究基地，以使我国在此重要研究领域占有一席之地。

成体干细胞（骨髓间质干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞、角膜干细胞、胰岛干细胞等）由于具有更广泛的分化潜能，取材应用较ES细胞具有一定的优越性，在临床医学具有简洁、有效的优势，近年来发展很快。一些成体干细胞（神经干细胞、造血干细胞、角膜干细胞和皮肤干细胞等）已进入临床试验阶段。预计在不远的将来，干细胞再生医学将可能成为治疗人类重大疑难疾病的一个有效手段。

动物ES细胞的研究，除作实验动物和发育生物学基础研究应用外，主要目的在于克隆动物和制作转基因动物。

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