人胚胎干细胞

所谓胚胎干细胞是指一类起源于胚胎，处于未分化状态，可以长期自我分化和自我更新，具有在一定条件下分化形成各种组织细胞潜能的细胞。

胚胎干细胞的概念最早可追溯到畸胎瘤(teratocarcinoma)细胞。在对小鼠畸胎瘤的研究中，科学家发现其中存在未分化的多能干细胞，这些多能细胞在一定的条件下可分化成为多种类型的细胞。由于畸胎瘤是由原始生殖细胞（primordial germ cell，PGC）癌变形成，因此这种细胞被称为胚胎癌细胞(embryonic carcinoma cell,ECC)。胚胎癌细胞具有良好的多能性，但同时具有某些恶性肿瘤的特征，使应用受到限制。1981年，Evans等首次成功地从着床前的小鼠囊胚中分离内细胞团(in-ner cellular mAss，ICM)，培养建立了多能(pluripotent)干细胞系‘6）。这些细胞不但具有良好的多能性，而且具有正常的二倍体核型，胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES)系由此宣告诞生。此后研究人员又尝试从原始生殖细胞中直接分离未分化的多能性细胞，并获得成功，它们同样可以在体外长期培养并保持分化潜能，这种源自原始生殖细胞的多能性细胞被称为胚胎生殖细胞(embryonic germ cell,EGC)。上述三种干细胞直接或间接来源于胚胎，从广义上讲应该均称为胚胎干细胞。不过，由于囊胚内细胞团源性的胚胎干细胞（ES细胞）来源丰富，细胞核型正常，基因型与正常个体相同，最具应用前景，所以胚胎干细胞咆基本是指ES细胞。

人胚胎干细胞（human embryonic stem cell，hES）是一种源于人囊胚内细胞团，经体外分离、培养获得的原始多能干细胞。由于其人源性，人胚胎干细胞受到高度关注t．是干细胞研究中3最新的热点。1998年，Thomason等首次利用临床上自取愿捐献的体外受精—胚胎移植(in-vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)胚胎建立了5个人胚胎干细胞系。此后各国科学家进一步开展了大量的工作，到目前为止，国际上已有美国、英国、新加坡、澳大利亚、瑞典、日本、中国、韩国等10余个实验室报告建立了约120株人胚胎干细胞系，其中78株在美国NIH登记注册。

人胚胎干细胞的分离和体外培养成功具有极其重要的研究和临床应用价值，其可用于体外研究人类胚胎发生发育的过程，有助于理解分化发育的机制、认识生命和疾病的现象。通过对人胚胎干细胞体外分化和定向分化的研究，将其用来修复或替换丧失功能的组织和定向分化的研究，可识别某些靶基因，为人类新基因的发现及其功能的研究提供新方法。人胚胎干细胞最为深远的潜在用途是通过定向分化诱导产生各种特化的细胞和组织，将其用来修复或替换丧失功能的组织和器官，从而治疗许多疾病，如帕金森病、老年痴呆症、脊髓损伤、脑卒中、烧伤、心脏病、糖尿病、白血病、骨关节炎等。经过遗传工程改造的人胚胎干细胞，还可为人类疾病的基因治疗开辟更广泛的应用前景。在生物学特征上，人胚胎干细胞具有哺乳动物胚胎干细胞的共性，也有·一定的特性。

天然胚胎里的干细胞是一种“全能”细胞，可以分化成所有类型的细胞。瑞士科学家发现，胚胎细胞全能特性的秘密在于一种蛋白质。

瑞士苏黎世大学发布的新闻公报说，这种蛋白质称为Pramel7，它存在于早期胚胎细胞里，可以阻止基因组里的DNA（脱氧核糖核酸）代码被挂上“封存”的化学标签，保持基因组的开放性。

所有细胞都携带生物体的全套遗传信息，但已分化的细胞，比如血液、骨骼和神经细胞等都只调用与自身功能相关的那部分DNA代码，其余代码会挂上甲基团，基因表达被抑制。甲基化程度越低，基因组就越开放，细胞分化潜力越大。

受精卵处于囊胚阶段时，里面有一团被称为“内细胞群”的细胞，它们具有真正的全能特性。提取这些细胞，在实验室培养皿中让它们无限繁殖但不分化，得到的胚胎干细胞分化潜力也很强，但比内细胞群还是有所不如。

研究人员在《自然·细胞生物学》杂志上报告说，控制Pramel7蛋白质合成的基因在内细胞群里非常活跃，但在人工培养的胚胎干细胞里活跃程度较低。加强该基因在人工胚胎干细胞里的表达，可以降低整个基因组的甲基化水平。

Pramel7蛋白质仅在胚胎发育的最初几天发挥作用，但对维持正常发育至关重要。实验发现，如果关闭相关基因，基因组甲基化水平会急剧升高，干细胞停止发育，导致胚胎死亡。

这一发现可能有助提高人工胚胎干细胞的分化潜力，用于医学研究和器官修复。研究小组希望在此基础上开发出用干细胞治疗严重骨骼损伤的方法。