1、干细胞的那些事儿,张 旭2011-3-31干细胞与再生生物学实验室北京大学生命科学学院,关于干细胞的热门话题胚胎干细胞人兽混合胚胎iPS细胞本实验室的工作干细胞产业简述,关于干细胞的热门话题,胚胎干细胞人兽混合胚胎布什反对奥巴马支持诱导多功能干细胞(iPS细胞),人兽混合胚胎,英国议会下院通过允许合成人兽混合胚胎法案图为投票现场,英国首相戈登布朗亲临现场投票,英国公共卫生大臣普莉玛洛罗呼吁说：“（英国）每7对夫妇当中就有1对需要获得不孕不育方面的治疗， 有35万阿尔茨海默症（老年痴呆症）患者， 每周分别有5名新生儿患上、3名年轻人死于囊肿性纤维化 这些人都能从新法案中获益。”,新闻回顾,20
2、May 2008,奥巴马政府大力支持干细胞研究,2011年美国联邦政府拨款11亿美元用于干细胞相关的研究(根据NIH数据),奥巴马修改小布什对干细胞研究的禁令,干细胞领域的新篇章-iPS细胞,新闻回顾,iPS细胞: 生物医学领域最热门方向 2006 现在：被引用2231次Yamanaka S2009 拉斯克奖(Lasker)得主 (拉斯克奖：美国生物医学最高奖 美国的诺贝尔奖 小诺贝尔奖(50%),iPS细胞: 诱导多能性干细胞 是一种特殊的干细胞,近几年评出的十大科技进展,新闻回顾,三次包括iPS细胞；iPS细胞在榜单上的位置分别如下：,2007 第二2008 第一2010 第九,凸显了iP
3、S细胞的重大意义、热门、发展迅速,十二五 973重大科学问题,新闻回顾,08-10年 973计划中的干细胞项目,来源：科技部网站,。共11项(生物医学类共约80项)累计经费：约2.75亿人民币,新闻回顾,干细胞究竟是什么？干细胞为什么如此重要？人兽混合胚胎和iPSC有何用途？,干细胞的种类,显微镜下观察,如何获得人的胚胎干细胞？,胚胎,1998年 James Thomson 发明,胚胎干细胞的特点,囊胚,特点1：可以无限自我复制,特点2：可以变成人体的 任何其它细胞,七十二变,神经元,血细胞,肝脏细胞,胚胎干细胞,胚胎干细胞的用途,胚胎干细胞,神经元,治疗帕金森病等,治疗糖尿病,胰岛细胞,心肌
4、细胞,治疗心脏相 关疾病,肝脏细胞,治疗肝脏相关疾病,药物筛选/毒性测试,研究发育的机制,正在开展的胚胎干细胞临床试验,美国FDA批准Geron：,胚胎干细胞,运动神经元,治疗瘫痪病人,为何有争议？,Absolutely NO!,Stupid policy!,VS,小布什为干细胞研究颁布禁令,奥巴马为干细胞研究解禁,理由：破坏胚胎(生命) 践踏人类尊严和道德价值,理由：帮助攻克众多疾病 是重大机遇,限制条件,破坏胚胎和卵细胞来源有限成为限制条件有其它办法吗？,多利羊和克隆,1996 英国,用该方法，已成功克隆出：小鼠，大鼠，绵羊，山羊，猫，狗，猪，牛，兔，马，猴。用于人？ 人的胚胎干细胞(治疗
5、性克隆)？,胚胎干细胞,发育成动物,特点：遗传物质(DNA)全部来自体细胞,胚胎干细胞的新来源,胚胎干细胞,同样：破换人胚胎，缺人卵细胞，违反伦理 X,胚胎干细胞,人的卵细胞,人的精子,受精卵,体内发育,胚胎干细胞的新来源,胚胎干细胞,胚胎干细胞,人兽混合胚胎,同样：破换人胚胎，缺人卵细胞，违反伦理 X,人兽混合胚胎,英国议会下院通过允许合成人兽混合胚胎法案图为投票现场,英国首相戈登布朗亲临现场投票,英国公共卫生大臣普莉玛洛罗呼吁说：“（英国）每7对夫妇当中就有1对需要获得不孕不育方面的治疗， 有35万阿尔茨海默症（老年痴呆症）患者， 每周分别有5名新生儿患上、3名年轻人死于囊肿性纤维化 这些
6、人都能从新法案中获益。”,新闻回顾,20 May 2008,人兽混合胚胎研究进展,2003，中国科学家盛慧珍首次发表相关科学论文 得到人兔混合胚胎,盛慧珍得到的人兔混合胚胎,发育中的人兔混合胚胎,从人兔混合胚胎得到的胚胎干细胞,该方面的研究工作后来被迫中断,其它人兽混合胚胎,2003 美国 扎沃斯 人牛混合胚胎2004 美国 杰弗里普拉特 人猪混合胚胎2004 美国 伊斯梅尔赞贾尼 人/绵羊混合胚胎2005 中国 黄淑帧和曾凡一 人/山羊混合胚胎(发表)2008 英国 特拉维夫 人/牛混合胚胎。,伦理危机,半兽人？新物种？,德国等国家严厉禁止人兽混合胚胎研究；英国等允许的国家制定严格的规范，如
7、发育超过14天的胚胎必须销毁；,人兽混合胚胎研究的没落,伦理阻力： 担心出现新物种、转基因婴儿等；Robert Lanza发表文章表明存在的问题“存在基因缺陷很难成功可能无医学价值”新技术(iPSC)的出现,iPS细胞,诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cells)；iPS cells；2006 日本 Yamanaka S 发明iPS细胞与胚胎干细胞极其类似； 在众多方面可取代胚胎干细胞；,如何获取iPS细胞？,皮肤细胞,培养,导入四种基因,筛选, 扩增,发明鼠的iPS细胞2007 发明人的iPS细胞,iPS细胞,iPS细胞与胚胎干细胞相似,胚胎干细胞iPS细
8、胞,特点1：可以无限自我复制,特点2：可以变成人体的 任何其它细胞,iPS细胞与胚胎干细胞相似的严格证明,2009 中科院动物所周琪证明： iPS细胞和胚胎干细胞相似 iPS具有胚胎干细胞的功能,对鼠的iPS进行实验验证,鼠iPS细胞和胚胎干细胞一样可以得到活体小鼠方法：四倍体补偿,iPS细胞与胚胎干细胞相似的严格证明,胚胎干细胞,注入胚胎干细胞,注入iPS细胞,周琪的这项工作,证明iPS细胞和胚胎干细胞相似证明iPS具有胚胎干细胞的功能被时代周刊评为2009年十大科技进展之五被十一五总结-科技篇突出报道,iPS细胞 VS 胚胎干细胞,获取iPS细胞：,获取胚胎干细胞：,破坏胚胎伦理争议,需要
9、卵细胞,来源广泛,特性、功能一样,免疫排斥,使用iPS技术,胚胎干细胞,运动神经元,治疗瘫痪病人,免疫排斥：受者对供者组织器官产生的排斥反应,美国FDA批准Geron：,iPS细胞,运动神经元,个性化治疗方案无免疫排斥,iPS细胞应用实例,2008 Rudolf Jaenisch 发表于美国科学院院刊iPS细胞治疗小鼠帕金森病,帕金森症是一种慢性的神经退行性疾病，患者会出现肌肉僵硬、姿势颤动和行动迟缓等症状，目前治疗主要依赖多巴胺替代疗法。临床上，移植胎儿的中脑组织可以 作为一种多巴胺细胞的替代疗法。然而，有限的胎儿中脑组织来源极大地限制了这种疗法的临床应用。于是，科学家把目光投向了干细胞来源
10、的多巴胺神经元。,iPS细胞应用实例,2008 Rudolf Jaenisch 发表于美国科学院院刊iPS细胞治疗小鼠帕金森病,正常鼠,患帕金森病的鼠,iPS细胞,多种有功能的神经细胞,注入体内,缓解病症,iPS细胞应用实例,2008 Rudolf Jaenisch 发表于美国科学院院刊iPS细胞治疗小鼠帕金森病,治疗后的状况：,得到由功能的神经细胞； 能改善患病小鼠的行为,iPS细胞作为疾病模型,健康细胞,有缺陷的细胞,健康的iPS细胞,有缺陷的iPS细胞,治疗,治疗,研究疾病,修正缺陷,iPS细胞可用作研究疾病,October 7, 2010,一种遗传性心脏病,Nishikawa et a
11、l., Nature Reviews 9 (2008):175-179.,iPS细胞作为疾病研究模型,不用破坏胚胎不需卵细胞无伦理争议来源不受限制: 无论男女老少无免疫排斥可作为研究疾病的模型,iPS细胞 VS 胚胎干细胞,iPS细胞的优势：,iPSC细胞的用途,iPSC,神经元,治疗帕金森病等,治疗糖尿病,胰岛细胞,心肌细胞,治疗心脏相 关疾病,肝脏细胞,治疗肝脏相关疾病,药物筛选/毒性测试,研究发育的机制,疾病模型,例如：长QT综合症,iPS细胞的安全性,皮肤细胞,培养,导入四种基因,筛选, 扩增,iPS细胞,功能性细胞,感染病毒，基因插入等可能带来安全隐患解决办法：更安全的方法，如用蛋白
12、质制备iPSC,细胞不纯等原因可能导致肿瘤解决办法：高度纯化细胞,iPS细胞受到科学家和民众高度重视,科学杂志,时代周刊,评出的年度十大科技进展中,iPS细胞相关研究：2007 第二 2008 第一 2010 第九,评出的年度十大医学突破中,iPS细胞相关研究： 2008 第一 2009 第五 2010 第十,胚胎干细胞和iPS细胞产品目前尚处于实验室或临床试验阶段；前景很好；进行这方面临床实验的公司备受关注：如Advanced cell technology, Gernon等目前市场上仅成体干细胞产品成体干细胞只能分化为特异组织细胞，这个因素限制了其临床应用,干细胞产业,造血干细胞也是目前为止研究最为透彻、临床应用最为广泛的干细胞疗 法Osiris公司来自骨髓的成体干细胞（Osteocel），StemCyte公司来自脐带血的成体干细胞，都已在临床得到应用今年5月，美 国FDA以孤儿药方式核准Osiris公司的Prochymal(间充质干细胞)用于I型糖尿病的治疗Prochymal在2008年还拿到美国国防部2.2亿美元的合同，这是目前干细胞产业最昂贵的订单。,干细胞产业,谢谢大家！ 讨论时间。,
