18新利最新登入干细胞是如何工作的

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微观的一群未分化的人类胚胎干细胞研究发育生物学家詹姆斯汤姆森的威斯康星-麦迪逊大学的研究实验室。
照片由威斯康星大学麦迪逊分校

许多疾病杀死细胞内部器官,声称生命或损害一个人的正常生活的能力。例如,大约580万美国人失败,每年有670000人被诊断为它[来源:疾病控制中心]。在心力衰竭,心脏肌肉自己死了,心也不能充分泵血。

同样,大约2360万美国人患有糖尿病[来源:的趋势,国家卫生研究院]。5到10%的这些人有I型糖尿病的胰岛素生产细胞胰腺的死亡。最后,大约100万美国人生活在帕金森病[来源:帕金森病基金会]。在这种疾病,使神经递质多巴胺的细胞,这有助于控制运动,死亡。患者帕金森病有震动和不可控运动。但如果这些死细胞可以取代新鲜的细胞吗?病人治疗和生活正常的生活吗?这是干细胞研究的目标。

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在这篇文章中,我们来看看干细胞,从上图随行。照片中,胚胎干细胞殖民地是圆形的,密集的大量的细胞。平坦的细长细胞成纤维细胞作为“支线细胞。”We'll also find out how stem cells work, discover their potential to treat disease and get inside the ongoing debate surrounding their research and use. But first, let's cover some basics.

干细胞基础知识

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18新利最新登入HowStuffWorks /李邓普西

一个干细胞本质上是人体的构造块。干细胞有能力将很长一段时间,非专门化的,但可以发展成专门的细胞。最早的干细胞在人体中发现的人类胚胎。内的干细胞胚胎最终将产生每一个细胞,组织和器官在胎儿的身体。与正常细胞不同,它只能复制到自己的创造更多的细胞,干细胞多能。当它分裂时,它可以使任何一个220种不同的细胞在人类的身体。干细胞也有能力自我更新——他们可以多次繁殖。

有几种类型的干细胞,包括:

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  • 胚胎干细胞——胚胎干细胞包括那些发现在胚胎、胎儿或脐带。根据收获时,胚胎干细胞可以产生任何细胞在人体内。
  • 成体干细胞——成人干细胞可以在婴儿、儿童和成人。他们居住在已经开发组织如心脏,大脑和肾脏。他们通常会导致细胞内居民器官。
  • 诱导多能干细胞(IPSC)——这些干细胞是成年人,分化的细胞实验“重新编程”变成了干细胞的状态。

因此所18新利最新登入有这些类型的干细胞如何工作?和他们的潜在用途是什么?我们发现,从胚胎干细胞。

胚胎干细胞

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一旦一个鸡蛋细胞由精子受精,它将分而成为一个胚胎。在胚胎,有干细胞,能够成为所有人体的各种细胞类型。的研究中,科学家们让胚胎在两个方面。许多夫妇怀孕的过程体外受精。在这个过程中,一对夫妇的精子和卵子受精在培养皿。卵发育成胚胎,然后植入女性。18新利最新登入然而,比可以植入胚胎是由。所以,这些胚胎通常冻结。许多夫妇捐赠的未使用的胚胎干细胞研究。

科学家获得胚胎的第二种方法治疗性克隆。这种技术合并细胞(从病人需要干细胞疗法)与捐赠卵子。细胞核从鸡蛋中删除,取而代之的是病人的细胞的细胞核。(详细看一下过程,明白了18新利最新登入克隆是如何工作的)这个蛋是将化学或电刺激,以及由此产生的胚胎携带患者的遗传物质,大大降低了风险,他或她的身体会拒绝一旦植入的干细胞。

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这两种方法,利用现有的受精胚胎和创造新的胚胎专门为研究目的,是有争议的。但是在我们进入争议之前,让我们找出科学家获得干细胞在实验室中复制设置为了研究它们。18新利最新登入

当胚胎包含大约八细胞,干细胞全能的——他们可以发展成为所有细胞类型。在三到五天,胚胎发育成一个球的细胞称为胚泡。胚泡包含约100个细胞和干细胞是在里面。在这个阶段,干细胞多能——他们可以发展成几乎任何细胞类型。

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生长的干细胞,科学家把他们从囊胚和文化(生长在营养溶液)在实验室培养皿中。干细胞分裂几次和科学家将人口划分为其他菜。几个月后,现在有成千上万的干细胞。如果没有区分细胞继续生长,那么科学家们有一个干细胞系。细胞系可以冻结和实验室之间共享。稍后我们将看到,干细胞系为开发治疗是必要的。

今天,许多孕妇被问及脐带银行——产后储存脐带血的过程。为什么会有人想要这样做?一个母亲生下后,脐带和剩余的血液经常丢弃。18新利最新登入然而,这血还含有胎儿的干细胞。脐带血可以收获和胚胎干细胞生长在文化。与胚胎干细胞发育早期,胎儿从脐带血干细胞多功能——他们可以发展成一个有限数量的细胞类型。

现在,您已经有了一个更好的理解胚胎干细胞,让我们看看成体干细胞。

成体干细胞

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你能想到的成人干细胞细胞作为我们的内置修理工具,再生细胞受到疾病、伤害和日常磨损。这些居住在其他已分化细胞的未分化细胞组织或器官;他们分而成为专门的修理或更换周围的分化细胞。成人干细胞的一个常见的例子造血干细胞发现在红色的骨髓。这些干细胞分化成各种血细胞(红细胞、淋巴细胞,血小板,看到18新利最新登入血液是如何工作的更多信息)18luck手机登录。例如,红细胞不能繁殖和生存大约28天。更换原来的红细胞,在骨髓中造血干细胞分裂和分化成新的红细胞。

骨髓中还包含一个类型的成人干细胞被称为基质间充质干细胞。间质干细胞成为骨,软骨,脂肪和结缔组织中发现的骨头。成体干细胞也被发现在许多其他组织如脑、骨骼肌、血管、皮肤、肝脏、牙齿和心脏。不管来源,成体干细胞多功能——他们可以发展成一个有限数量的细胞类型。

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虽然成体干细胞存在于许多组织,它们的数量很小,也许一个成年干细胞每100000周围的细胞。这些干细胞像周围的细胞,所以很难分辨它们。但研究人员研制出了一种有趣的方式来识别他们的“照明。”All cells have unique proteins on their surface called受体。受体结合化学信息从其他细胞的细胞间的沟通。研究人员使用这些受体,或标记——确定和隔离成体干细胞通过“标签”的化学信息,绑定到这些特定受体荧光分子的干细胞。一旦荧光化学信息结合受体表面的干细胞,干细胞会在荧光灯下“照亮”。“点燃”干细胞可以识别和孤立。

像胚胎干细胞、成体干细胞可以生长在文化建立干细胞系。

成体干细胞曾一度被认为是比胚胎干细胞有限,只有形成相同类型的组织起源。但新的研究表明,成人干细胞可能有潜力产生其他类型的细胞,。例如,肝细胞可以诱导产生胰岛素,这通常是由胰腺。这种能力被称为可塑性分化转移

过去认为只有两种类型的干细胞,胚胎和成年,但对干细胞的另一个孩子。继续阅读了解这种“新”:诱导多能干细胞。

诱导多能干细胞(万能)

从胚胎或成人组织干细胞是否很少。但许多需要细胞疗法。有使用胚胎干细胞的伦理和政治问题,所以如果有一种方式来获得更多的从成人干细胞,它可能是更少的争议。输入IPSC。

体内每一个细胞都具有相同的遗传指令。那么是什么让一个从肝细胞细胞不同?两个细胞表达不同的基因。同样,干细胞在特定组基因分化成另一个细胞。所以,是否可以重新编程分化细胞使其返回到干细胞?2006年,科学家就是这样做的。他们使用一种病毒提供四个干细胞因素进入皮肤细胞。因素导致了分化干细胞进入embryonic-stem-cell-like状态。由此产生的细胞,称为诱导多能干细胞(万能),与人类胚胎干细胞具有许多相同的特征。万能的结构是相似的,它们表达了相同的标记和基因,和他们一样的。,研究人员能够生长的细胞则为细胞系。

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有很多人体的细胞分化程度比干细胞,胚胎或成人。所以,大量的干细胞可以由病人自身的分化的细胞,如皮肤细胞。使细胞则不涉及胚胎,因此这将绕过参与干细胞研究的伦理和政治问题。18新利最新登入然而,ISPSCs是最近才出现的,所以科学家们之前需要做更多的研究可用于治疗。首先,我们需要更好地理解“重编程”的过程。然后我们需要调查是否只是足够相似的细胞则实际上是相同的胚胎干细胞。目前的研究重点是这些问题,但重编程细胞则有很大潜力。

现在,您已经有了一个好主意的茎细胞和它们是如何工作的,让我们看看他们如何可以用于治疗疾病。18新利最新登入

使用干细胞治疗疾病

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18新利最新登入HowStuffWorks李邓普西

使用干细胞的第一步细胞疾病治疗是建立干细胞系的研究人员完成。接下来,科学家必须能够打开特定基因的干细胞,干细胞会分化成任何细胞。但科学家们还没有学会了如何做到这一点;18新利最新登入因此,研究干细胞分化是一个活跃的研究领域。一旦科学家可以创建从干细胞分化细胞,然后有很多可能性的使用,如药物检测和细胞疗法。例如,假设您想要测试新的药物来治疗心脏疾病。目前,新药必须在动物身上进行测试。动物研究的数据必须被解释,然后外推到人类之前,人体临床试验。但假设你可以直接对人类测试它们细胞。要做到这一点,人类干细胞可以分化成人类心脏细胞在培养皿中。潜在的药物可能会在这些细胞中实验和数据将直接适用于人类。这个用可以节省大量的时间和金钱在新药物市场。

干细胞为基础的治疗并不新鲜。第一个干细胞为基础的治疗是骨髓移植用于治疗白血病。在这个过程中,现有病人的骨髓被放疗和/或化疗。捐献骨髓注入病人和病人的骨髓干细胞建立自己的骨头。供体骨髓细胞分化成血细胞病人的需要。通常,患者必须服用药物来阻止他或她的免疫系统排斥新的骨髓。但是这个过程使用现有的造血干细胞。18新利最新登入你会如何使用干细胞系?让我们看看如何使用干细胞治疗18新利最新登入心脏衰竭。

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理想情况下,治疗失败的心,科学家可以刺激干细胞分化成心脏细胞并将其注入病人的受损的心脏。,新的心脏细胞生长和修复受损组织。尽管科学家还不能直接干细胞分化成心脏细胞,他们有这个想法在老鼠身上进行测试。他们有干细胞(胚胎)成人,注入小鼠受损心脏。细胞生长在受损的心脏细胞和小鼠显示改善心脏功能和血液流动。18新利最新登入

在这些实验中,干细胞是如何改善心脏功能仍然是有争议的。18新利最新登入他们可能直接再生新的肌肉细胞。或者,他们可能会刺激新血管的形成到受灾地区。现有和新血流量可能会刺激心脏干细胞分化成新的心肌细胞。这些实验目前正在评估。

一个主要的障碍在干细胞的使用的问题拒绝。如果一个病人注射干细胞取自一个捐赠的胚胎,他或她免疫系统可以看到细胞外国侵略者和对他们发动攻击。使用成人干细胞或细胞则可以解决这个问题,因为干细胞取自病人不会拒绝了他或她的免疫系统。但比胚胎干细胞,成体干细胞不太灵活,很难在实验室操作,IPSC技术太新移植工作。

最后,通过研究干细胞分化成专门的细胞,获得18新利最新登入的信息可以用于了解出生缺陷的发生和可能,如何对待它们。18luck手机登录

所以,如果有这么多的干细胞研究的潜力,为什么所有的争议?让我们调查当前伦理和政治问题。

干细胞研究的争论

阀杆细胞研究已经成为最大的问题之一把科学和宗教团体在世界各地。的核心问题是一个核心问题:什么时候开始的?此时,得到可靠的干细胞,科学家们要么使用已经一个胚胎构思否则克隆使用细胞胚胎从病人的身体和捐赠的卵子。无论哪种方式,收获胚胎的干细胞,科学家必须摧毁它。尽管胚胎可能只包含四个或五个细胞,一些宗教领袖说,破坏它就相当于一个人的生命。不可避免的是,这个问题进入政治舞台。

1996年,国会通过了一项联邦拨款法案被称为骑士迪基-柳条修正案。杰伊·迪基代表和罗杰柳条提议禁止使用联邦资金用于任何研究人类胚胎的创建或销毁。联邦资金的主要来源,对干细胞研究的资助。修正案以来每年更新。

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在2001年,总统乔治•布什(George w . Bush)进一步限制联邦政府的干细胞研究。在行政命令中,布什总统表示,联邦基金只能用于人类胚胎干细胞研究已经建立(只有22个细胞系)。这阻止了研究人员创造更多的胚胎干细胞系的研究。

2009年,美国总统巴拉克•奥巴马(Barack Obama)发表了一份行政命令扩展胚胎干细胞研究。奥巴马政府允许对胚胎干细胞研究的联邦资助如果应用下列条件:

  • 22的细胞系是存在在布什政府或成立后被丢弃的胚胎体外受精过程。
  • 胚胎的捐赠者没有以任何方式支付。
  • 捐赠者显然知道胚胎用于研究目的之前给予同意。

根据政府新政策并没有违反迪基-柳条修正案,因为钱没有金融的创建新的胚胎(他们已经由私人手段),没有金融的破坏。

2009年,两位研究者从波士顿,波士顿生物医学研究所的詹姆斯•谢利博士和博士前者艾娃玛丽亚的生物技术公司,和其他机构起诉政府。最初,诉讼被驳回,因为法官裁定,原告没有法律地位(即他们没有实质性影响的新规则)。18新利最新登入然而,一个上诉法院推翻了最初的判决。两位科学家仍然原告。科学家们声称,因为他们利用成人干细胞只在他们的研究,新规则会增加竞争联邦研究经费,从而影响其获得资金的能力。联邦法官Royce Lamberth支持上诉法院裁决。他把禁令阻止新规则进入的地方。他声称规则违反了迪基-柳条修正案因为胚胎必须被毁灭的过程中创造胚胎干细胞系。

2010年9月,《纽约时报》报道,美国上诉法院裁定,对胚胎干细胞研究的联邦资助可能会继续在新规则下,法院认为兰博斯法官的裁决[来源:纽约时报]。这一裁决允许研究人员继续喂养胚胎干细胞培养,实验老鼠,和其他研究活动直到这个法庭规则,美国最高法院重,或者国会通过立法,澄清这个问题。与此同时,干细胞研究和干细胞研究人员的职业生涯挂在一个合法的过山车。尽管干细胞治疗疾病有很大的潜力,很多工作在科学、伦理和法律方面仍然存在。

更多关于干细胞研究在以下页面的链接。

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更大的链接

来源

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  • 哈里斯,加德纳,美国法官反对奥巴马的干细胞政策规则,纽约时报,2010年盟。23日(10/28/2010)访问http://www.nytimes.com/2010/08/24/health/policy/24stem.html?ref=stemcells新利国际网站品牌官网
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