干細胞

1、干細胞的那些事兒,張 旭2011-3-31干細胞與再生生物學(xué)實驗室北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,關(guān)于干細胞的熱門話題胚胎干細胞人獸混合胚胎iPS細胞本實驗室的工作干細胞產(chǎn)業(yè)簡述,關(guān)于干細胞的熱門話題,胚胎干細胞人獸混合胚胎布什反對奧巴馬支持誘導(dǎo)多功能干細胞(iPS細胞),人獸混合胚胎,英國議會下院通過允許合成人獸混合胚胎法案圖為投票現(xiàn)場,英國首相戈登·布朗親臨現(xiàn)場投票,英國公共衛(wèi)生大臣普莉瑪洛

2、羅呼吁說：“（英國）每7對夫婦當(dāng)中就有1對需要獲得不孕不育方面的治療， 有35萬阿爾茨海默癥（老年癡呆癥）患者， 每周分別有5名新生兒患上、3名年輕人死于囊腫性纖維化 ——— 這些人都能從新法案中獲益?！?新聞回顧,20 May 2008,奧巴馬政府大力支持干細胞研究,2011年美國聯(lián)邦政

3、府撥款11億美元用于干細胞相關(guān)的研究(根據(jù)NIH數(shù)據(jù)),奧巴馬修改小布什對干細胞研究的禁令,干細胞領(lǐng)域的新篇章-iPS細胞,新聞回顧,iPS細胞: 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最熱門方向 2006? 現(xiàn)在：被引用2231次Yamanaka S2009 拉斯克獎(Lasker)得主 (拉斯克獎：美國生物醫(yī)學(xué)最高獎 美國的諾貝爾獎

4、 小諾貝爾獎(50%)),iPS細胞: 誘導(dǎo)多能性干細胞 是一種特殊的干細胞,近幾年評出的十大科技進展,新聞回顧,三次包括iPS細胞；iPS細胞在榜單上的位置分別如下：,2007 第二2008 第一2010 第九,凸顯了iPS細胞的重大意義、熱門、發(fā)展迅速,十二五 973重大科學(xué)問題,……,……,新聞回顧,08-

5、10年 973計劃中的干細胞項目,來源：科技部網(wǎng)站,。。。。。。共11項(生物醫(yī)學(xué)類共約80項)累計經(jīng)費：約2.75億人民幣,新聞回顧,,干細胞究竟是什么？干細胞為什么如此重要？人獸混合胚胎和iPSC有何用途？,干細胞的種類,顯微鏡下觀察,如何獲得人的胚胎干細胞？,,胚胎,1998年 James Thomson 發(fā)明,胚胎干細胞的特點,囊胚,特點1：可以無限自我復(fù)制,特點2：可以變成人體的

6、 任何其它細胞,七十二變,神經(jīng)元,血細胞,肝臟細胞,胚胎干細胞,胚胎干細胞的用途,胚胎干細胞,神經(jīng)元,治療帕金森病等,治療糖尿病,胰島細胞,心肌細胞,治療心臟相 關(guān)疾病,肝臟細胞,治療肝臟相關(guān)疾病,藥物篩選/毒性測試,研究發(fā)育的機制,正在開展的胚胎干細胞臨床試驗,美國FDA批準(zhǔn)Geron：,胚胎干細胞,運動神經(jīng)元,治療癱瘓病人,為何有爭議？,Absolutely NO!,Stupid policy!,VS,小布什為干細

7、胞研究頒布禁令,奧巴馬為干細胞研究解禁,理由：破壞胚胎(生命) 踐踏人類尊嚴(yán)和道德價值,理由：幫助攻克眾多疾病 是重大機遇,限制條件,破壞胚胎和卵細胞來源有限成為限制條件有其它辦法嗎？,多利羊和克隆,1996 英國,用該方法，已成功克隆出：小鼠，大鼠，綿羊，山羊，貓，狗，豬，牛，兔，馬，猴。。。用于人？ 人的胚胎干細胞(治療性克隆)？,胚胎

8、干細胞,發(fā)育成動物,特點：遺傳物質(zhì)(DNA)全部來自體細胞,胚胎干細胞的新來源,胚胎干細胞,同樣：破換人胚胎，缺人卵細胞，違反倫理 X,胚胎干細胞,人的卵細胞,人的精子,受精卵,體內(nèi)發(fā)育,胚胎干細胞的新來源,胚胎干細胞,胚胎干細胞,人獸混合胚胎,同樣：破換人胚胎，缺人卵細胞，違反倫理 X,人獸混合胚胎,英國議會下院通過允許合成人獸混合胚胎法案圖為投票現(xiàn)場,英國首相戈登·布朗親臨現(xiàn)場投票,英國公共衛(wèi)生大臣

9、普莉瑪洛羅呼吁說：“（英國）每7對夫婦當(dāng)中就有1對需要獲得不孕不育方面的治療， 有35萬阿爾茨海默癥（老年癡呆癥）患者， 每周分別有5名新生兒患上、3名年輕人死于囊腫性纖維化 ——— 這些人都能從新法案中獲益?！?新聞回顧,20 May 2008,人獸混合胚胎研究進展,2003，中國科學(xué)家

10、盛慧珍首次發(fā)表相關(guān)科學(xué)論文 得到人兔混合胚胎,盛慧珍得到的人兔混合胚胎,發(fā)育中的人兔混合胚胎,從人兔混合胚胎得到的胚胎干細胞,該方面的研究工作后來被迫中斷,其它人獸混合胚胎,2003 美國 扎沃斯 人?；旌吓咛?004 美國 杰弗里·普拉特 人豬混合胚胎2004 美國 伊斯梅爾·贊賈尼

11、 人/綿羊混合胚胎2005 中國 黃淑幀和曾凡一 人/山羊混合胚胎(發(fā)表)2008 英國 特拉維夫 人/牛混合胚胎。。。。。。,倫理危機,半獸人？新物種？,德國等國家嚴(yán)厲禁止人獸混合胚胎研究；英國等允許的國家制定嚴(yán)格的規(guī)范，如發(fā)育超過14天的胚胎必須銷毀；,人獸混合胚胎研究的沒落,倫理阻力： 擔(dān)心出現(xiàn)新物種、轉(zhuǎn)基因嬰兒等；Rob

12、ert Lanza發(fā)表文章表明存在的問題“存在基因缺陷……很難成功……可能無醫(yī)學(xué)價值……”新技術(shù)(iPSC)的出現(xiàn),iPS細胞,誘導(dǎo)多能性干細胞(induced pluripotent stem cells)；iPS cells；2006 日本 Yamanaka S 發(fā)明iPS細胞與胚胎干細胞極其類似； 在眾多方面可取代胚胎干細胞；,如何獲取iPS細胞？,皮膚細胞,培養(yǎng),導(dǎo)入四種基因,篩選, 擴增,發(fā)明鼠的iPS細

13、胞2007 發(fā)明人的iPS細胞,iPS細胞,iPS細胞與胚胎干細胞相似,胚胎干細胞iPS細胞,特點1：可以無限自我復(fù)制,特點2：可以變成人體的 任何其它細胞,iPS細胞與胚胎干細胞相似的嚴(yán)格證明,2009 中科院動物所周琪證明： iPS細胞和胚胎干細胞相似 iPS具有胚胎干細胞的功

14、能,對鼠的iPS進行實驗驗證,鼠iPS細胞和胚胎干細胞一樣可以得到活體小鼠方法：四倍體補償,iPS細胞與胚胎干細胞相似的嚴(yán)格證明,胚胎干細胞,注入胚胎干細胞,注入iPS細胞,周琪的這項工作,證明iPS細胞和胚胎干細胞相似證明iPS具有胚胎干細胞的功能被《時代》周刊評為2009年十大科技進展之五被十一五總結(jié)-科技篇突出報道,iPS細胞 VS 胚胎干細胞,獲取iPS細胞：,獲取胚胎干細胞：,破壞胚胎倫理爭議,需要卵細胞,

15、來源廣泛,,特性、功能一樣,免疫排斥,使用iPS技術(shù),胚胎干細胞,運動神經(jīng)元,治療癱瘓病人,免疫排斥：受者對供者組織器官產(chǎn)生的排斥反應(yīng),,美國FDA批準(zhǔn)Geron：,iPS細胞,運動神經(jīng)元,,,個性化治療方案無免疫排斥,iPS細胞應(yīng)用實例,2008 Rudolf Jaenisch 發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》iPS細胞治療小鼠帕金森病,帕金森癥是一種慢性的神經(jīng)退行性疾病，患者會出現(xiàn)肌肉僵硬、姿勢顫動和行動遲緩等癥狀，目前治療主要依

16、賴多巴胺替代療法。臨床上，移植胎兒的中腦組織可以 作為一種多巴胺細胞的替代療法。然而，有限的胎兒中腦組織來源極大地限制了這種療法的臨床應(yīng)用。于是，科學(xué)家把目光投向了干細胞來源的多巴胺神經(jīng)元。,iPS細胞應(yīng)用實例,2008 Rudolf Jaenisch 發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》iPS細胞治療小鼠帕金森病,正常鼠,患帕金森病的鼠,,iPS細胞,多種有功能的神經(jīng)細胞,注入體內(nèi),緩解病癥,iPS細胞應(yīng)用實例,2008 Rudolf Jae

17、nisch 發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》iPS細胞治療小鼠帕金森病,治療后的狀況：,得到由功能的神經(jīng)細胞； 能改善患病小鼠的行為,iPS細胞作為疾病模型,健康細胞,有缺陷的細胞,健康的iPS細胞,有缺陷的iPS細胞,治療,治療,研究疾病,,修正缺陷,iPS細胞可用作研究疾病,October 7, 2010,一種遺傳性心臟病,Nishikawa et al., Nature Reviews 9 (2008):175-179

18、.,iPS細胞作為疾病研究模型,不用破壞胚胎不需卵細胞無倫理爭議來源不受限制: 無論男女老少…無免疫排斥可作為研究疾病的模型,iPS細胞 VS 胚胎干細胞,iPS細胞的優(yōu)勢：,iPSC細胞的用途,iPSC,神經(jīng)元,治療帕金森病等,治療糖尿病,胰島細胞,心肌細胞,治療心臟相 關(guān)疾病,肝臟細胞,治療肝臟相關(guān)疾病,藥物篩選/毒性測試,研究發(fā)育的機制,疾病模型,例如：長QT綜合癥,,iPS細胞的安全性,皮膚細胞,培

19、養(yǎng),導(dǎo)入四種基因,篩選, 擴增,iPS細胞,功能性細胞,,,①,①感染病毒，基因插入等可能帶來安全隱患解決辦法：更安全的方法，如用蛋白質(zhì)制備iPSC,②,②細胞不純等原因可能導(dǎo)致腫瘤解決辦法：高度純化細胞,iPS細胞受到科學(xué)家和民眾高度重視,《科學(xué)》雜志,《時代》周刊,評出的年度十大科技進展中,iPS細胞相關(guān)研究：2007 第二 20

20、08 第一 2010 第九,評出的年度十大醫(yī)學(xué)突破中,iPS細胞相關(guān)研究： 2008 第一 2009 第五 2010 第十,胚胎干細胞和iPS細胞產(chǎn)品目前尚處于實驗室或臨床試驗階段；前

21、景很好；進行這方面臨床實驗的公司備受關(guān)注：如Advanced cell technology, Gernon等目前市場上僅成體干細胞產(chǎn)品成體干細胞只能分化為特異組織細胞，這個因素限制了其臨床應(yīng)用,干細胞產(chǎn)業(yè),造血干細胞也是目前為止研究最為透徹、臨床應(yīng)用最為廣泛的干細胞療 法Osiris公司來自骨髓的成體干細胞（Osteocel），StemCyte公司來自臍帶血的成體干細胞，都已在臨床得到應(yīng)用今年5月，美 國FDA以孤