幹細胞的幹細胞應用研究
分化的細胞往往因為高度分化而完全失去再分化的能力，這樣的細胞最終會衰老死亡。但在動物發育過程中，體內會殘留壹部分未分化的細胞，這部分細胞就是幹細胞。幹細胞的衰老是機體或人類衰老的重要因素。因此，移植(或註射)人類幹細胞對防止人類衰老具有重要意義。幹細胞又稱起源細胞和萬能細胞，是壹類具有自我更新和分化潛能的細胞。可以說，動物機體通過幹細胞的分裂實現細胞更新，從而保證動物機體的持續生長發育。
幹細胞根據其分化潛能可分為兩種:全能幹細胞和組織幹細胞。前者可以分化發育成壹個完整的動物個體，後者是壹個或多個組織器官的起源細胞。人胚胎幹細胞可以發育成完整的人，所以屬於全能幹細胞。
早在19世紀，發育生物學家就知道壹個卵子在受精後會很快分裂。首先1受精卵分裂成兩個細胞，然後繼續分裂，直到分裂成壹個有16到32個細胞的細胞團，稱為桑椹胚。此時，如果將構成桑椹胚的細胞分離出來，植入母體子宮，每個細胞都能發育成完整的胚胎。這種細胞就是胚胎幹細胞，屬於全能性幹細胞。組織幹細胞可以從骨髓、臍帶、胎盤和脂肪中獲得。每個人身體裏都有壹些伴隨他壹生的幹細胞。但是，人越老，幹細胞越少。為了彌補幹細胞的不足，壹些科學家建議從胚胎或胎兒以及其他動物中獲取幹細胞。進行培訓和研究。幹細胞應用廣泛，涉及醫學多個領域。科學家們已經能夠在體外識別、分離、純化、擴增和培養人類胚胎幹細胞，並利用這種幹細胞作為“種子”來培養壹些人體組織和器官。幹細胞及其衍生組織和器官的廣泛臨床應用將產生壹種全新的醫學技術，即重建人體正常甚至年輕的組織和器官，使人們可以利用自身或他人的幹細胞或幹細胞衍生的新組織和器官替代自身患病或衰老的組織和器官。如果壹個老年人能夠在嬰兒期或青年期使用自己或他人保存的幹細胞及其衍生的組織和器官，那麽他的壽命可以明顯延長。1999年，美國《科學》雜誌將幹細胞研究列為世界十大科學成就，領先於人類基因組測序和克隆技術。
新加坡國立大學醫院和中心醫院通過臍帶血幹細胞移植，治愈了壹名因家族遺傳而患重型地中海貧血的男孩，這是世界上首例移植無關臍帶血幹細胞並使患者康復的手術。醫生認為，臍帶血幹細胞移植並不復雜，就像給病人輸血壹樣。由於臍帶血固有的特性，用臍帶血幹細胞移植比用骨髓移植更有效。造血幹細胞移植逐漸成為治療白血病和各種惡性腫瘤放化療後引起的造血系統和免疫系統功能障礙等疾病的重要手段。科學家預測，用神經幹細胞替換受損的神經細胞，有望讓脊髓損傷癱瘓的患者重新站起來；在不久的將來，失明、帕金森病、艾滋病、老年癡呆癥、心肌梗塞和糖尿病患者有望在幹細胞移植的幫助下康復。
與胚胎幹細胞相比，成體幹細胞只能發育成20多種組織器官，而胚胎幹細胞幾乎可以發育成所有的組織器官。但是，如果從胚胎中提取幹細胞，胚胎就會死亡。因此，倫理問題成為胚胎幹細胞研究的最大問題之壹。美國政府明確反對破壞新胚胎來獲取胚胎幹細胞，美國眾議院甚至提出了全面禁止胚胎幹細胞克隆研究的法案。美國壹些科學家對此提出了尖銳的批評。他們認為，在醫學研究中使用幹細胞在減輕患者痛苦方面具有巨大的潛力。如果浪費了這麽好的機會，結果將是悲慘的。
生命科學是20世紀發展最快的學科之壹，已經成為自然科學中最引人註目的領域。1957美國華盛頓大學的多納爾·托馬斯發現，正常骨髓移植到患者體內可以治療造血功能障礙。這項技術的發現為多娜·托馬斯贏得了諾貝爾獎。
這項技術很快被全世界認可，並成為治療白血病等疾病的主要手段。造血幹細胞移植技術的發現和應用，為人類戰勝疾病帶來了新的希望。
1999 Petersen等發現肝幹細胞和部分肝細胞可能部分來源於或與骨髓有關。他們通過以下實驗驗證了這壹想法:(1)將壹只雄性大鼠的骨髓移植到壹只接受致死劑量照射的同源雌性大鼠體內，用DNA探針檢測受體大鼠肝臟中是否存在雄性Y染色體。⑵表達組織相容性抗原ⅱ抗原L21-6的Lewis大鼠作為受體，不表達L21-6的Brown-Norway大鼠作為全肝移植供體，以確定來自肝外來源的L21-6陽性細胞是否能定位於移植肝內。他們發現，骨髓移植後13天，肝臟中檢測到Y染色體信號，此時卵圓細胞開始分化為肝細胞。如果分化成肝細胞的卵圓細胞來自肝臟，沒有肝細胞會表達陽性的Y染色體信號，但結果顯示部分肝細胞表達明顯的Y染色體信號，說明它們來自骨髓供體細胞。同樣，全肝移植後，發現移植肝內有明顯的L21-6陽性細胞，說明部分卵圓細胞來自肝外，而來自肝內的L21-6為陰性。實驗表明，骨髓中含有可以分化成肝細胞的幹細胞，壹些卵圓細胞可能來自骨髓。
骨髓中的肝前細胞可用於肝衰竭的移植治療，無需考慮組織相容性抗原的配型問題，因為患者自身的骨髓細胞可用於移植。骨髓細胞有以下優點:①可以制備富含幹細胞的骨髓細胞。⑵促進基因轉導可以增加骨髓來源的肝細胞。⑶骨髓來源的肝細胞可用於生物人工肝；此外，通過促進包括骨髓幹細胞在內的前肝細胞的分化，HGF還可用於治療肝硬化。自體骨髓幹細胞移植治療肝損傷將為肝臟疾病的治療提供新的途徑。幹細胞治療疾病的基本原理是:修復受損的組織細胞，替代受損細胞的功能，刺激機體自身細胞的再生功能。
呼吸系統疾病
自體幹細胞免疫療法治療哮喘、氣管炎、肺氣腫、肺心病等。
幹細胞免疫治療是通過調節細胞因子來修復受損的組織細胞，然後通過細胞間的相互作用來抑制受損細胞的增殖和免疫反應，從而發揮免疫重建的作用。從根本上消除哮喘的發病機制。這些治療方法在概念上與傳統治療方法完全不同，主要強調通過修復人體免疫細胞來治療哮喘等呼吸系統疾病。北京京華友誼醫院經現代醫學臨床證明，幹細胞免疫療法對哮喘的咳嗽、痰多、胸悶等癥狀有明顯的治療作用。具有療效快、療程短、不易復發的優點，突破了以往“治療有效-停藥後復發”的弊端。細胞培養實驗室專門培養的平喘幹細胞，可增強患者免疫力，舒張平滑肌，促進體內代謝，修復呼吸系統損傷，激活肺細胞再生，全面調理脾、肺、腎，激活肺細胞再生修復肺通氣功能，增強肺功能，為肺部提供充足的氧氣供應，徹底修復肺和氣道粘膜，恢復纖毛的排汙能力。經過100多個臨床病例，治愈率可達98%。是目前治療哮喘、氣管炎最理想、最規範的治療方法，後期配合中藥調理，可長期控制病情。
治療腎病
幹細胞移植治療腎病的原理:由於幹細胞具有無限增殖和多向分化潛能，具有造血支持、免疫調節和自我復制的特性。它可以作為壹種理想的“種子”細胞，用於修復由病變引起的組織和器官損傷。基礎研究發現，幹細胞可以分化為腎固有細胞、腎實質細胞等，因此幹細胞移植對腎功能有很好的修復和重建作用。
幹細胞治療腎病的特點和優勢幹細胞具有很強的增殖能力和多向分化潛能，可以增殖分化產生大量後代。低免疫原性。由於細胞處於原始狀態，不易被識別，所以不存在免疫排斥，也不存在血型匹配問題。長期傳代不改變生物學特性。分化成腎固有細胞、肌肉細胞、肝細胞、成骨細胞、軟骨細胞和其他細胞的能力。正是由於這些免疫學特性和優勢，幹細胞在腎病治療中具有廣闊的臨床應用前景。
治療腦癱
幹細胞移植治療小兒腦癱逐漸為人所知。幹細胞移植治療小兒腦癱是基於細胞具有自我更新和分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞的潛能，細胞移植後分化的神經元可以補充缺損的神經元，促進小兒腦組織神經細胞的分化和功能，恢復腦神經的正常生長發育，改善腦的認知功能障礙，為小兒腦癱的進壹步康復提供更多的機會，壹直是最先進、最有效的治療方法。而且年齡越小，代償能力越強，治療的可能性越大。早期幹預和治療是防止腦癱兒童致殘的唯壹途徑。
1.自我更新:幹細胞可以對稱和不對稱分裂，從而保持幹細胞庫的穩定。
多向分化潛能:幹細胞可以分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞。低免疫原性:幹細胞是未分化的原始細胞，不表達成熟細胞抗原，不被免疫系統識別。
3.組織融合好:能與宿主的神經組織很好地融合，在宿主體內長期存活。
治療自閉癥
臍帶血幹細胞和臍帶間充質幹細胞具有免疫調節和改善腦微循環的功能。幹細胞可以調節機體的免疫功能，通過自身分化和分泌細胞因子、神經肽刺激新生血管的形成，改善腦內缺血缺氧狀態，激活和修復腦內受損的神經細胞。臍帶血單個核細胞和臍帶間充質幹細胞聯合移植有助於提高兒童的語言交流能力和社會交往能力。自身免疫性肝病是由自身免疫反應引起的壹種特殊類型的慢性肝病。在過去，自身免疫性肝病被認為是罕見的。由於對該類疾病認識的不斷加深以及相關免疫學檢查方法的引入和完善，我國人群中自身免疫性肝病患者的數量不斷增加。臨床常見的自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎、原發性膽汁性肝硬化和原發性硬化性膽管炎，許多自身免疫性肝病患者伴有幹燥綜合征、類風濕性關節炎等其他自身免疫性疾病。
北京304醫院肝病中心主任帶領的研究團隊對自身免疫性肝病的發病機制、發病機制及免疫治療對策進行了深入研究。國際會議將自身免疫性肝病確定為非病毒性感染性自身免疫性疾病。患者免疫調節功能有缺陷，導致機體對自身肝細胞抗原產生反應。傳統治療以免疫制劑和激素為主，但免疫抑制療法和激素休克療法在早期均有壹定療效。到了肝硬化階段，不僅療效不明顯，激素的不良反應也明顯加重。
既然是發病機制相似的自身免疫性疾病，是否可以用幹細胞進行治療？龔主任與風濕科醫生溝通後，決定采用臍帶間充質幹細胞移植方案。龔主任表示，臍帶間充質幹細胞具有免疫調節作用，可以對自身免疫性疾病進行修復和免疫調節，從而達到治療疾病的目的，如風濕免疫科已經開展的系統性紅斑狼瘡、天皰瘡、類風濕性關節炎、硬皮病、皮肌炎等，取得了非常好的效果。
胚胎幹細胞的應用前景、動物克隆和人類治療性克隆、在轉基因動物中的應用以及嵌合體動物的制備。
胚胎幹細胞的研究面臨著壹個難題。ES細胞體外培養，需要選擇合適的培養條件，平衡增殖與分化的矛盾，高度未分化，有形成畸胎瘤的可能。器官克隆和移植仍然需要技術上的突破。
分離方法
從65438年到0998年，美國有兩個小組培養了人類多能幹細胞:
威斯康星大學詹姆斯·a·湯姆森領導的研究小組已經從人類胚胎組織中培養出了幹細胞系。細胞株。測試這些細胞系的細胞表面標記和酶活性，證實它們是全能幹細胞。
目前，胚胎幹細胞的主要來源是囊胚中的細胞群和生殖脊中的原始生殖細胞。
免疫學方法:幹細胞表面有許多特殊標記。使用這些標記，通過熒光細胞分離器從單細胞懸浮液中分離和純化幹細胞。
免疫手術法:該方法的基本原理是利用囊胚腔對抗體的不滲透性，通過抗體與補體結合的毒性殺傷作用去除滋養層細胞，保留CIM進行培養。
組織培養:取出4-6天的胚胎進行培養，滋養層平鋪在培養皿底部生長，而CIM則形成卵圓形柱狀結構。在顯微鏡下用玻璃針挑出這種柱狀結構，並消化以便傳代。
顯微外科方法:顯微鏡下將CIM直接吸出囊胚進行培養。
倫理辯論
盡管人類胚胎幹細胞具有巨大的醫學應用潛力，但圍繞這項研究的倫理問題也已出現。這些問題主要包括人類胚胎幹細胞的來源是否合法和道德，應用潛力是否會引起倫理和法律問題。從體外受精的人類胚胎中獲得的ES細胞在適當的條件下能否發育成成體？如果幹細胞來自自願終止妊娠的孕婦，該怎麽辦？殺死人類胚胎獲取ES細胞是否道德？美好的願望能證明邪惡的手段是正當的嗎？使用自然流產或意外流產胚胎的細胞合適嗎？有些人認為從人類胚胎中收集胚胎幹細胞是不道德的，因為人的生命不受重視，人類胚胎也是壹種生命形式。無論目的多麽高尚，摧毀人類胚胎都是不可想象的。有人認為這是道德的，因為科學家沒有殺死細胞，只是改變了它們的命運。有人擔心，為了獲得更多的細胞系，公司會資助體外受精獲得胚泡，資助人工流產獲得胎兒組織。他們建議應該鼓勵成人幹細胞研究，應該放棄胚胎幹細胞研究。
如果胚胎幹細胞和胚胎生殖細胞可以作為細胞系買賣，那麽科學家使用它們是否道德？什麽樣的研究是可以接受的？能否允許科學家培養個體組織和器官，用於研究發育過程或建立醫學移植組織？既然已經接受人類基因可以植入動物細胞，那麽將人類胚胎幹細胞植入家畜胚胎制造嵌合體以獲得移植的人體器官是否道德？從有基因缺陷的胚胎中改變es細胞的基因，使其繼續發育為健康個體進行治療，這種做法道德嗎？如果人們的替代組織很容易獲得，是否會有更多的人不負責任地生活，從事高危活動？這些問題很難簡單回答，所以我們必須認真研究人類胚胎幹細胞研究所涉及的倫理、社會、法律、醫學、神學和道德問題。
考慮到美國法律禁止使用政府資金資助人類胚胎研究，美國國立衛生研究院(NIH)主任沃馬斯教授已經咨詢了主管NIH的政府部門美國衛生福利部(DHHS)。DHHS在1998 12中決定:“美國國會禁止人類胚胎研究的法案不適用於胚胎幹細胞研究，因為根據目前的定義，胚胎幹細胞不等於胚胎”，此外，“胚胎幹細胞不能被視為人類胚胎，因為它們在植入子宮後不具備自行發育成個體的能力。”因此，DHHS可以資助胚胎多能幹細胞的研究。至於人類胚胎生殖細胞，由於胚胎生殖細胞來自壹個不活躍的胎兒，這類細胞的獲取和使用符合聯邦法律關於胎兒組織研究的要求，因此也可以獲得DHHS資助。人們對這個決定有不同的反應。73位美國著名科學家(包括67位諾貝爾獎獲得者)隨即聯名表示支持，稱這壹決定值得贊賞和前瞻(《科學》，1999，第283卷:1849)。某壹類研究引起這麽多諾貝爾獎獲得者的關註，在科學史上是絕無僅有的，這也從壹個側面反映了胚胎幹細胞研究的重要性和艱巨性。美國幾個有影響力的學術團體，如美國實驗生物學學會聯合會、美國細胞生物學學會和美國發育生物學學會也支持聯邦基金可以資助人類胚胎幹細胞研究的決定。民主黨參議員湯姆。哈金說，這壹決定將為科學發現許多疾病的新療法鋪平道路，並強調政府不應禁止醫學研究。NIH主任沃馬斯表示，這項研究工作的前景將是輝煌的，但他提醒研究人員，使用聯邦基金獲得新的胚胎幹細胞系仍然是非法的，但科學家可以使用聯邦基金研究湯姆森和吉爾哈特獲得的人類胚胎幹細胞系。
然而，DHHS關於胚胎幹細胞研究的規定遭到了國會、教會和人權組織中壹些人的反對。天主教徒道爾·弗林格指責這壹規定嚴重違反法律精神:“他們會用私人資金破壞胚胎，用聯邦資金進行胚胎實驗。”1999年2月，70名眾議員在給衛生福利部長的信中要求廢除這壹規定，稱其“違反了美國政府禁止資助破壞人類胚胎的實驗研究的聯邦法律的文字和精神”。美國生命聯盟人權組織主席朱迪·布朗(Judy Brown)抗議使用幹細胞，因為它們來自可以發育成人的胚胎，應該受到美國法律的保護。國會議員傑伊·迪基強烈反對這項法規，甚至想把DHHS告上法庭。他認為，法律不允許聯邦資金用於胚胎幹細胞研究，沒有必要做出任何改變。他強調“科學應該為人服務，而不是為人的科學服務”。反墮胎積極分子要求國會幹預並阻止此類研究。在廣泛聽取各方面意見的基礎上，NIH終於在NBAC的指導下於1999年6月5日+6月5日+2月發表了《胚胎幹細胞研究指導原則》。
從表中可以看出，用湯姆遜法從人類胚胎中獲得新的胚胎幹細胞系是非法的，但允許對從人類胚胎中獲得的細胞系進行研究。通過Gearhart方法獲得、使用和研究來自胎兒組織的細胞系是相對耐受的。盡管規定仍然苛刻，但它為人類胚胎幹細胞的研究打開了大門。
值得壹提的是，2012年諾貝爾獎獲得者山中伸彌(shinya yamanaka)使我們在不從人胚胎細胞中獲得幹細胞的情況下，將皮膚細胞等完全分化的細胞重新轉化為幹細胞成為可能，成為IPS的形態學檢測:體積小、細胞核大、核仁細胞質比高、壹個或多個突出的核仁、常染色質、細胞質少、結構簡單。體外培養:細胞排列緊密，形成集落。堿性磷酸酶染色顯示細胞呈棕紅色，周圍成纖維細胞呈淡黃色。細胞克隆與周圍界限明顯，細胞克隆間界限不清，多樣，多呈島狀或巢狀。堿性磷酸酶活性檢測-染色後深藍紫色體內分化實驗:畸胎瘤體外分化實驗:囊性簡單胚狀體或類胚狀體、常見類型細胞混合在壹起核型分析:二倍體正常核型OCT活性檢測:多能基因標記。用OCT抗血清和間接免疫熒光法檢測OCT基因表達產物