摘要：胚胎干細(xì)胞是具有無限增殖和全能分化潛力的全能干細(xì)胞。其特性為臨床疾病的治療提供了新思路，成為近年來生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。本文從臨床應(yīng)用、誘導(dǎo)分化、細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞檢測等方面對近幾年胚胎干細(xì)胞的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：胚胎干細(xì)胞；研究進(jìn)展；干細(xì)胞應(yīng)用；干細(xì)胞誘導(dǎo)分化；干細(xì)胞培養(yǎng)

*作者簡介：張偉，女，1981年7月1日生，籍貫：山東菏澤，博士研究生，副教授，研究方向：基因工程與組織工程

【中圖分類號】R-052【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-8602（2014）06-0112-01

1胚胎干細(xì)胞的概念

胚胎干細(xì)胞（embryonicstemcell，ESCs，簡稱ES或EK細(xì)胞。）胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和原始生殖細(xì)胞中分離出來的全能干細(xì)胞，具有無限增殖和全能分化的潛力。

2胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用

無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境中，只要具備相應(yīng)的誘導(dǎo)條件，ES細(xì)胞可分化為幾乎所有類型的機(jī)體細(xì)胞。另外，在組織再生工程中，ES細(xì)胞的特性為臨床疾病的治療提供了一個全新的思路，應(yīng)用價值巨大。這些都使胚胎干細(xì)胞成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域近年來的研究熱點[1]。

首先，在婦產(chǎn)生殖醫(yī)學(xué)得到更廣泛的應(yīng)用。劉黎青等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在體外環(huán)境下，通過對內(nèi)、外源因素的調(diào)整，ES細(xì)胞可被誘導(dǎo)分化為精子和卵母細(xì)胞，這個模型可以用來進(jìn)行哺乳動物的早期胚胎發(fā)育方面的研究；但小鼠胚胎干細(xì)胞注射入成年鼠皮下可形成畸胎瘤。

在多囊卵巢綜合征（polycysticovariansyndrome，PCOS）的治療方面的研究。李朋粉等[3]收集PCOS患者體外受精-胚胎移植周期中廢棄的新鮮或冷凍胚胎，序貫培養(yǎng)至囊胚，機(jī)械分離內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，接種于混合飼養(yǎng)層（小鼠胚胎成纖維細(xì)胞與人包皮成纖維細(xì)胞之比為1：1），傳代培養(yǎng)，并對穩(wěn)定傳代的人胚胎干細(xì)胞（humanembryonicstemcells，hESCs）進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察、堿性磷酸酶染色、階段特異性胚胎抗原-4、轉(zhuǎn)錄因子OCT-4的表達(dá)、核型分析、體內(nèi)、外分化潛能鑒定。結(jié)果顯示：①新鮮廢胚59枚，培養(yǎng)后獲得14枚囊胚，分離11個內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，貼壁、傳代后建立5株hESCs系，均具備hESC特性。②冷凍胚胎19枚，培養(yǎng)后獲得6枚囊胚，分離5個內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，形成5個原代克隆，已傳至3～4代。這表明廢棄的新鮮及冷凍胚胎均可作為hESCs建系的材料來源，為研究PCOS發(fā)病機(jī)理、篩選候選基因、基因定位及基因治療等提供良好的生物學(xué)模型。

此外，還有對向成骨細(xì)胞分化的研究。骨移植是臨床上用來修復(fù)骨缺損的重要手段，移植過程分為三個階段：移植物的血管化、骨再生、骨端融合。其中移植物血管化的效果影響整個移植過程，決定了移植的成敗，是三個階段中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。有研究將成骨細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)，即促進(jìn)成骨過程，又能促進(jìn)血管形成。該結(jié)果對骨移植修復(fù)骨缺損有重要啟示意義。

3胚胎干細(xì)胞分化的影響因素

劉黎青等[2]將影響胚胎干細(xì)胞體外分化的因素分為兩類：一是內(nèi)源性因素，主要是Oct-4，它是POU轉(zhuǎn)錄因子家族的一員，被認(rèn)為是胚胎干細(xì)胞的標(biāo)記物。二是外源性因素，包括①細(xì)胞間的相互作用，主要有對其有分化抑制，分化誘導(dǎo)等作用；②細(xì)胞外物質(zhì)的介導(dǎo)作用，轉(zhuǎn)化生長因子（TCF-21）、激活素IA（ACF-IA）對內(nèi)胚層和外胚層的細(xì)胞分化產(chǎn)生抑制作用，但是對中胚層的細(xì)胞不起作用，維甲酸堿性成纖維細(xì)胞生長因子成骨蛋白（BMP24）和表皮生長因子可誘導(dǎo)分化內(nèi)胚層和中胚層的細(xì)胞，神經(jīng)生長因子和肝細(xì)胞生長因子可促使三個胚層細(xì)胞的發(fā)育。

蘇肖英等研究了不同生長因子對神經(jīng)干細(xì)胞（neuralstemcells，NSCs）定向分化的影響。他們以無血清培養(yǎng)法從孕小鼠（E13～14d）的大腦皮質(zhì)分離培養(yǎng)獲得NSCs后，分別加入50μg/L表皮生長因子（EGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）、胰島素生長因子（IGF-1）、神經(jīng)生長因子（NGF）和血小板衍生生長因子（PDGF）處理，分析他們對NSCs分化的影響。結(jié)果顯示：幾種生長因子均能促進(jìn)NSCs分化，其中NGF誘導(dǎo)NSCs向神經(jīng)元方向作用最強(qiáng)；而IGF-1、NGF和PDGF促進(jìn)NSCs向星形膠質(zhì)細(xì)胞分化的作用均較強(qiáng)。

4胚胎干細(xì)胞移植后的檢測

胚胎干細(xì)胞移植后有很多檢測途徑，關(guān)云謙等[9]比較了小鼠胚胎干細(xì)胞移植入大鼠腦內(nèi)后綠色熒光蛋白（GFP）質(zhì)粒和Thy-1抗體在指示細(xì)胞及細(xì)胞分化方面的特點。結(jié)果顯示：GFP質(zhì)粒標(biāo)記胚胎干細(xì)胞后移植可以較好地顯示移植細(xì)胞，但不能觀察細(xì)胞分化；而Thy-1抗體不僅在顯示移植細(xì)胞上有較好的效果，還可以準(zhǔn)確地標(biāo)記分化細(xì)胞。而Thy-1對小鼠胚胎干細(xì)胞分化成為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞可以特異性地顯示，但其對于分化成為神經(jīng)細(xì)胞前的各個細(xì)胞階段均不能有效示蹤。

5胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)

細(xì)胞微環(huán)境是人胚胎干細(xì)胞自我更新及細(xì)胞命運的決定至關(guān)重要的影響因素。細(xì)胞外基質(zhì)是細(xì)胞微環(huán)境的重要組成部分，人胚胎干細(xì)胞要想維持其未分化狀態(tài)及全能性需要有適當(dāng)?shù)陌饣|(zhì)。有研究顯示，如果以Matrigel和層粘連蛋白作為胞外基質(zhì)，人胚胎干細(xì)胞可在無血清無飼養(yǎng)層培養(yǎng)體系中、在保持其未分化狀態(tài)下實現(xiàn)增殖（>20代）；如果將胞外基質(zhì)換成纖粘連蛋白和Ⅳ型膠原，則不能支持其在無血清無飼養(yǎng)層培養(yǎng)體系的生長，且培養(yǎng)過程中細(xì)胞貼壁能力差，分化率高。

6.目前胚胎干細(xì)胞面臨的問題

胚胎干細(xì)胞的相關(guān)研究成果使人欣喜，前景令人向往。但尚有不少難題有待解決：①胚胎干細(xì)胞治療的安全隱患：動物實驗中，小鼠胚胎干細(xì)胞注射入成年鼠皮下可形成畸胎瘤。②從實驗成果到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化：目前原始生殖細(xì)胞和配子的體外培養(yǎng)已經(jīng)成功，但要將實驗成果應(yīng)用于臨床，尚需進(jìn)一步明確體外培養(yǎng)生殖細(xì)胞的特性和功能，并確定其有效性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]張榮環(huán)，趙菊，楊華強(qiáng).干細(xì)胞臨床研究現(xiàn)狀及展望現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志.2013，22（29）：3300-4.

[2]劉黎青，李娟，周盛年.胚胎干細(xì)胞及在生殖醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.中國組織工程研究與臨床康復(fù).2001，15（1）：113-5.

[3]李朋粉，孫瑩璞，王芳，等.多囊卵巢綜合征源性人胚胎干細(xì)胞系的建立.生殖與避孕.2011，31（5）：299-304.