干细胞库的知识

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1、干细胞的定义干细胞(Stem cell, SC)是一类具有自我更新(self-renewing)能力的多潜能细胞，即干细胞保持未 定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官， 医学界称其为“万用细胞”，也有人通俗而形象地称其为“干什么都行的细胞”。干细胞来源于胚胎、胎 儿组织和成年组织。来自胚胎和胎儿组织的胚胎干细胞具有多潜能分化特性，可分化为成熟个体体内几乎 全部200多种以上的成熟细胞类型。而成年个体组织来源的成体干细胞(adult stem cell)有造血干细胞、 神经干细胞和胰腺干细胞等。干细胞的分类按照分化潜能的大小，干细胞基本上可

2、分为以下四种类型1. 全能性干细胞(totipotent stem cells)它具有形成完整个体的分化潜能。由卵和精细胞的融和产生。 受精卵细胞前几次分裂所产生的细胞也是全能干细胞。这些细胞可以无例外地生长出任何细胞类型。2. 万能干细胞，是全能干细胞的后裔，可以生长出除全能干细胞以外的任何细胞类型。3. 多能性干细胞(pluripotent stem cells)这种干细胞具有分化出多种组织细胞的潜能.但却失去了发 育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。骨髓多能造血于细胞是典型的例子，它可分化出至少12 种血细胞，但不能分化出造血系统以外的其它细胞。4. 单能干细胞也称专能或偏能干细

3、胞(unipotent stem cells)这类干细胞只能向一种类型或密切相关 的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞或叫卫星细胞。按照发生学来源，干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞1. 胚胎干细胞(embryonic stem cells， ESC)ESC有许多重要的生物学特性：(1)发育的全能性。可发育为构成机体的不同细胞类型中任何一种细胞的潜 能。ESC可诱导分化为下列细胞：造血干细胞、血管及内皮细胞、心肌细胞和肌肉细胞、神经细胞及其它 分化细胞。(2)无限扩增性。体外无限扩增性是ESC研究和应用的前提和关键，这为ESC提供了无限的细胞 来源。(3)可操作性

4、。2. 成体干细胞(adult stem cells, ASC)成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成 该类型组织的细胞。目前发现的成体干细胞主要有：造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干 细胞、肌肉卫星细胞、皮肤表皮干细胞、肠上皮干细胞、视网膜干细胞、胰腺干细胞等。成年个体组织中 的成体干细胞在正常情况下大多数处于休眠状态，在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生 和更新能力。干细胞特征在细胞分化的过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发 展适应过程中为了弥补这一不足保留了一部分未分化的

5、原始细胞，称之为干细胞。一旦生理需要，这些 干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。干细胞有以下特点： 干细胞本身不是终末分化细胞（即干细胞不是处于分化途径的终端）; 干细胞能无限增殖分裂； 干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态； 干细胞分裂产生的于细胞只能在两种途径中迭择其一一一或保持亲代特征，仍作为干细胞；或不可逆地 向终末分化。由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆地走向分化的终端成为功能专一 的分化细胞；另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。分化细胞的数目受分化前干细胞的数目和 分裂次数的控制，可以说，干细胞是具多向潜能和自我更新特点的增殖

6、速度较缓慢的细胞。干细胞的可塑性可塑性（plasticity）造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞等成体干细胞具有一定跨系、甚 至跨胚层分化的特性，称其为干细胞的“可塑性”。干细胞可塑性的揭示具有重要的理论意义和实用价值： 组织间叶干细胞可塑性的揭示，提示成年人组织干细胞可能存在广泛的分化潜能；人类组织工程细胞的 来源除去胚胎干细胞外，还可以从自体的体细胞中获得，而且不受组织相容性和伦理方面的限制。 造血干细胞的概念需要更新，造血干细胞不仅是CD34+/CD34-细胞，而且还应考虑来自体内其它组织的 干细胞，这些细胞在体外能长期培养和扩增，增殖潜能强，因而有可能用于骨髓移植；造血干细胞和非

7、造 血干细胞共移植（Co-transplantation）有可能用于器官再生。 成年组织干细胞可塑性的研究证明，干细胞的微环境（壁龛）对其转化具有非常重要的作用，一些内在和 外在的信号调节着这些干细胞的命运，这将为干细胞定向培养和应用带来新的前景。 干细胞的转化常发生于病理情况，向病理部位迁移，成为病理损伤的前体细胞，并分化为终末成熟细胞。 因此，不仅可利用它来修复组织的损伤，而且还可把它作为基因治疗的理想载体。什么是干细胞库？干细胞库是在约为一196C液氮中（深低温）储存干细胞或相关资料的场所。一个完善的干细胞库应具 备随时随地将健康干细胞提供临床使用的能力。按所储存的干细胞来源和采集方式，

8、干细胞库分为脐血干 细胞库、骨髓和外周血干细胞库。脐血干细胞库所做的工作是将新生儿的脐血采集后经过分离冷冻并储存起来。在每份脐血中，大约含 数百万个干细胞，足够供一个幼儿或少年患者使用。如果是在成年后发病，一份脐血所提供的干细胞数量 就不够用了，但是将来可以通过干细胞的扩增技术得到解决。骨髓和外周血干细胞库可分为资料库和实物库。资料库所做的工作是将健康者提供的骨髓或外周血干 细胞进行HLA配型和资料登记，待需要时再采集其骨髓。实物库则是在进行细胞配型和资料登记的同时， 采集和储存健康提供者可供移植用的骨髓或外周血干细胞。干细胞库按提供方式又分为公共库和自体库。公共库所储存的干细胞是他人的干细胞

9、，以满足需要移 植但自体干细胞没有被保存的病人的需求。自体库则是储存在自己出生或健康时采集的部分干细胞，以备 自己生病时用。目前，自体脐血储存多由父母为子女来做。国内外的脐血干细胞库美国脐血干细胞库的建立始于20世纪90年代初，现有46个脐血库，其中公共库18个，自体库28个。公 共库主要由政府、研究机构和大学出资创办，也有由红十字会和公共库创办的。自体库则主要由企业、基 金会和私人投资建立，至今保存的脐带血已经超过8万多份。到2000年6月，美国已为1200余位患者提供了 脐带血干细胞移植。英国、日本等许多国家也纷纷建立了脐血干细胞公共库和自体库。国际脐血库组织 (NETC0RD)公布，该组

10、织到2001年5月止，14个脐血库共储存了54379份脐血，已提供1986份脐血供临床移 植，其中成人移植了478例。我国的脐血干细胞库建立始于1998年，至到2001年8月9日，卫生部首批批准设置 了北京、天津、上海、山东等7家脐血干细胞库的申请。脐血干细胞能保存多久保存自体干细胞的关键是质量控制，因此没有质控能力的单位是不能进行干细胞储存的。国际上开展 对脐血的保存和移植应用研究不过十几年时间，目前在美国已有脐血保存一年后成功移植的病例。采集脐血有危险吗？脐带，一端连于胎儿腹壁之脐轮，另一端附着于胎盘的胎儿面，位于胎盘的中央或偏于一侧。足月胎 儿的脐带长约5060厘米，呈灰白色，横断面直径1.52厘米。中央有一条管腔较大、管壁较薄的脐静脉, 两边各有一条管腔较小、罐壁较厚的脐动脉。胎儿通过脐带和胎盘与母体相连，进行营养与代谢物质的交 换。脐带受压可危及胎儿生命。婴儿出生之后，脐带两头立即被结扎，同时将婴儿和脐带分开，由医生将注射器针头插入通往脐带的 脐静脉中，抽出脐带血。这一过程非常简单，只需几分钟，而且不同于传统的骨髓采集，不需要进行麻醉, 无痛，无副作用，在大多数妇产医院中皆可完成。脐血采集是在胎盘和母体及胎儿完全分离以后进行的， 因此对母亲和孩子都没有任何不良影响。