干细胞与组织工程-哈医大.pptVIP

干细胞与组织工程Stem cells and Tissue Engineering 哈尔滨医科大学 组织胚胎学教研 金连弘 教授 一、概述 （一）概念 应用生命科学和工程学的原理与技术，研究开发与宿主形态和功能相一致的组织，而达到修复创伤和重建组织、器官的目的。 利用干细胞自我复制和多向分化的特点 （二）发展史、研究现状和意义 20世纪80年代： 软骨的损伤和修复 哈佛大学医学院儿外科Joseph P Vcanti教授 提出取自身干细胞再造有功能的肝脏。麻省理工学院的化学工程师Robert Langer教授 把细胞放在可吸收的合成材料中，来形成组织或器官。 初步实验在Scinece撰文阐明基本原理、未来发展方向与应用前景。 美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校Y.C.Fung（冯元祯）提出组织工程术语，87年美国国家科学基金会同意并定义了Tissue engineering这门学科，并且成立了四个组织工程研究中心，到2005年已经发展到16个 组织工程的定义： “Tissue Engineering”is the application of principles and methods of engineering and life sciences toward the fundamental understanding of structure-function relationships in normal and pathological mammalian tissues and development of biological substitutes to restore , maintain , or improve tissue function。 95年成立了组织工程学会，出版正式刊物“组织工程学”，以后，日本、欧洲、新加坡、澳大利亚、瑞士开始成立组织，进行研究。研究涉及多种器官，已经投入临床应用的：皮肤、软骨、血管。 98年，美国FDA批准了马萨诸塞州坎顿器官发生有限公司创造的皮肤产品Apligraf临床应用治疗静脉溃疡，它是第一种获得此类批准的含有活体细胞的用品。 97年美国投入5亿元用于开发，每年提升22％的投入数目，到2006年达50亿，去年到今年增加25％，形成产业，股票26亿。 目前研究重点： 细胞获取、分离培养技术；分裂增殖的调控；支架材料；理化性质；细胞系的建立；信息传递调控；粘附细胞寿命延长、宿主整合。 2007年： 细胞与克隆技术；组织工程技术；组织器官代替；哺乳类、灵长类动物模型；生物芯片与纳米技术；计算机技术；人兽胚胎移植；干细胞治疗与基因治疗。 我国94年国家立项支持曹植林、裴雪涛、杨志明的研究，97年国家自然基金立项，98年国家重大研究项目立项，2001年上海成立863国家组织工程研发基地。目前我国开了8次国际会议，在骨、肌腱、韧带、血管、皮肤、角膜免疫排斥药物的发展研究具有国际前沿地位。 我国干细胞与组织工程技术研究进展顺利，在组织工程肌腱构建技术、组织工程皮肤制备工艺、组织工程骨构建与材料结合、亚全能干细胞可塑性、干细胞分离纯化技术、新型血液血液调控因子、种子细胞扩增技术、血液代用品制备工艺、神经损伤再生套管等项目均有明显的原始创新，组织工程相关支撑技术，如产品的低温保存技术、生物反应器技术、种子细胞库建立等均有突破。多种干细胞分离纯化、大规模扩增、定向诱导技术也取得明显突破，相关的产品研发有4项已通过中检所认证，其中“原始间充质干细胞治疗血液肿瘤注射液”已获得临床批文，并已开始I期临床试验，有望在干细胞治疗领域取得突破。此外，核移植技术与体细胞重编程领域也有突破性进展。 二、组织工程研究内容 组织工程三大要素 支架 细胞 讯息因子 （一）支架： 细胞生长的载体 生物高分子材料构建成三维空间的立体框架 细胞生长的框架结构 引导并控制细胞定向分化 具备特点： 1、可被降解（防止组织再生） 2、具有生物兼容性，防止免疫排斥 3、表面适应细胞生长 4、可塑性 形成需要标志 5、孔洞结构与间质一起形成联合整体。 （二）细胞 可在体外生长分化成为有功能的细胞组织和器官 成熟细胞：自体培养 体外扩增 具有分化潜能的细胞——干细胞