干细胞的干细胞应用研究
分化的细胞往往因为高度分化而完全失去再分化的能力，这样的细胞最终会衰老死亡。但在动物发育过程中，体内会残留一部分未分化的细胞，这部分细胞就是干细胞。干细胞的衰老是机体或人类衰老的重要因素。因此，移植(或注射)人类干细胞对防止人类衰老具有重要意义。干细胞又称起源细胞和万能细胞，是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。可以说，动物机体通过干细胞的分裂实现细胞更新，从而保证动物机体的持续生长发育。
干细胞根据其分化潜能可分为两种:全能干细胞和组织干细胞。前者可以分化发育成一个完整的动物个体，后者是一个或多个组织器官的起源细胞。人胚胎干细胞可以发育成完整的人，所以属于全能干细胞。
早在19世纪，发育生物学家就知道一个卵子在受精后会很快分裂。首先1受精卵分裂成两个细胞，然后继续分裂，直到分裂成一个有16到32个细胞的细胞团，称为桑椹胚。此时，如果将构成桑椹胚的细胞分离出来，植入母体子宫，每个细胞都能发育成完整的胚胎。这种细胞就是胚胎干细胞，属于全能性干细胞。组织干细胞可以从骨髓、脐带、胎盘和脂肪中获得。每个人身体里都有一些伴随他一生的干细胞。但是，人越老，干细胞越少。为了弥补干细胞的不足，一些科学家建议从胚胎或胎儿以及其他动物中获取干细胞。进行培训和研究。干细胞应用广泛，涉及医学多个领域。科学家们已经能够在体外识别、分离、纯化、扩增和培养人类胚胎干细胞，并利用这种干细胞作为“种子”来培养一些人体组织和器官。干细胞及其衍生组织和器官的广泛临床应用将产生一种全新的医学技术，即重建人体正常甚至年轻的组织和器官，使人们可以利用自身或他人的干细胞或干细胞衍生的新组织和器官替代自身患病或衰老的组织和器官。如果一个老年人能够在婴儿期或青年期使用自己或他人保存的干细胞及其衍生的组织和器官，那么他的寿命可以明显延长。1999年，美国《科学》杂志将干细胞研究列为世界十大科学成就，领先于人类基因组测序和克隆技术。
新加坡国立大学医院和中心医院通过脐带血干细胞移植，治愈了一名因家族遗传而患重型地中海贫血的男孩，这是世界上首例移植无关脐带血干细胞并使患者康复的手术。医生认为，脐带血干细胞移植并不复杂，就像给病人输血一样。由于脐带血固有的特性，用脐带血干细胞移植比用骨髓移植更有效。造血干细胞移植逐渐成为治疗白血病和各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的重要手段。科学家预测，用神经干细胞替换受损的神经细胞，有望让脊髓损伤瘫痪的患者重新站起来；在不久的将来，失明、帕金森病、艾滋病、老年痴呆症、心肌梗塞和糖尿病患者有望在干细胞移植的帮助下康复。
与胚胎干细胞相比，成体干细胞只能发育成20多种组织器官，而胚胎干细胞几乎可以发育成所有的组织器官。但是，如果从胚胎中提取干细胞，胚胎就会死亡。因此，伦理问题成为胚胎干细胞研究的最大问题之一。美国政府明确反对破坏新胚胎来获取胚胎干细胞，美国众议院甚至提出了全面禁止胚胎干细胞克隆研究的法案。美国一些科学家对此提出了尖锐的批评。他们认为，在医学研究中使用干细胞在减轻患者痛苦方面具有巨大的潜力。如果浪费了这么好的机会，结果将是悲惨的。
生命科学是20世纪发展最快的学科之一，已经成为自然科学中最引人注目的领域。1957美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯发现，正常骨髓移植到患者体内可以治疗造血功能障碍。这项技术的发现为多娜·托马斯赢得了诺贝尔奖。
这项技术很快被全世界认可，并成为治疗白血病等疾病的主要手段。造血干细胞移植技术的发现和应用，为人类战胜疾病带来了新的希望。
1999 Petersen等发现肝干细胞和部分肝细胞可能部分来源于或与骨髓有关。他们通过以下实验验证了这一想法:(1)将一只雄性大鼠的骨髓移植到一只接受致死剂量照射的同源雌性大鼠体内，用DNA探针检测受体大鼠肝脏中是否存在雄性Y染色体。⑵表达组织相容性抗原ⅱ抗原L21-6的Lewis大鼠作为受体，不表达L21-6的Brown-Norway大鼠作为全肝移植供体，以确定来自肝外来源的L21-6阳性细胞是否能定位于移植肝内。他们发现，骨髓移植后13天，肝脏中检测到Y染色体信号，此时卵圆细胞开始分化为肝细胞。如果分化成肝细胞的卵圆细胞来自肝脏，没有肝细胞会表达阳性的Y染色体信号，但结果显示部分肝细胞表达明显的Y染色体信号，说明它们来自骨髓供体细胞。同样，全肝移植后，发现移植肝内有明显的L21-6阳性细胞，说明部分卵圆细胞来自肝外，而来自肝内的L21-6为阴性。实验表明，骨髓中含有可以分化成肝细胞的干细胞，一些卵圆细胞可能来自骨髓。
骨髓中的肝前细胞可用于肝衰竭的移植治疗，无需考虑组织相容性抗原的配型问题，因为患者自身的骨髓细胞可用于移植。骨髓细胞有以下优点:①可以制备富含干细胞的骨髓细胞。⑵促进基因转导可以增加骨髓来源的肝细胞。⑶骨髓来源的肝细胞可用于生物人工肝；此外，通过促进包括骨髓干细胞在内的前肝细胞的分化，HGF还可用于治疗肝硬化。自体骨髓干细胞移植治疗肝损伤将为肝脏疾病的治疗提供新的途径。干细胞治疗疾病的基本原理是:修复受损的组织细胞，替代受损细胞的功能，刺激机体自身细胞的再生功能。
呼吸系统疾病
自体干细胞免疫疗法治疗哮喘、气管炎、肺气肿、肺心病等。
干细胞免疫治疗是通过调节细胞因子来修复受损的组织细胞，然后通过细胞间的相互作用来抑制受损细胞的增殖和免疫反应，从而发挥免疫重建的作用。从根本上消除哮喘的发病机制。这些治疗方法在概念上与传统治疗方法完全不同，主要强调通过修复人体免疫细胞来治疗哮喘等呼吸系统疾病。北京京华友谊医院经现代医学临床证明，干细胞免疫疗法对哮喘的咳嗽、痰多、胸闷等症状有明显的治疗作用。具有疗效快、疗程短、不易复发的优点，突破了以往“治疗有效-停药后复发”的弊端。细胞培养实验室专门培养的平喘干细胞，可增强患者免疫力，舒张平滑肌，促进体内代谢，修复呼吸系统损伤，激活肺细胞再生，全面调理脾、肺、肾，激活肺细胞再生修复肺通气功能，增强肺功能，为肺部提供充足的氧气供应，彻底修复肺和气道粘膜，恢复纤毛的排污能力。经过100多个临床病例，治愈率可达98%。是目前治疗哮喘、气管炎最理想、最规范的治疗方法，后期配合中药调理，可长期控制病情。
治疗肾病
干细胞移植治疗肾病的原理:由于干细胞具有无限增殖和多向分化潜能，具有造血支持、免疫调节和自我复制的特性。它可以作为一种理想的“种子”细胞，用于修复由病变引起的组织和器官损伤。基础研究发现，干细胞可以分化为肾固有细胞、肾实质细胞等，因此干细胞移植对肾功能有很好的修复和重建作用。
干细胞治疗肾病的特点和优势干细胞具有很强的增殖能力和多向分化潜能，可以增殖分化产生大量后代。低免疫原性。由于细胞处于原始状态，不易被识别，所以不存在免疫排斥，也不存在血型匹配问题。长期传代不改变生物学特性。分化成肾固有细胞、肌肉细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞和其他细胞的能力。正是由于这些免疫学特性和优势，干细胞在肾病治疗中具有广阔的临床应用前景。
治疗脑瘫
干细胞移植治疗小儿脑瘫逐渐为人所知。干细胞移植治疗小儿脑瘫是基于细胞具有自我更新和分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的潜能，细胞移植后分化的神经元可以补充缺损的神经元，促进小儿脑组织神经细胞的分化和功能，恢复脑神经的正常生长发育，改善脑的认知功能障碍，为小儿脑瘫的进一步康复提供更多的机会，一直是最先进、最有效的治疗方法。而且年龄越小，代偿能力越强，治疗的可能性越大。早期干预和治疗是防止脑瘫儿童致残的唯一途径。
1.自我更新:干细胞可以对称和不对称分裂，从而保持干细胞库的稳定。
多向分化潜能:干细胞可以分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。低免疫原性:干细胞是未分化的原始细胞，不表达成熟细胞抗原，不被免疫系统识别。
3.组织融合好:能与宿主的神经组织很好地融合，在宿主体内长期存活。
治疗自闭症
脐带血干细胞和脐带间充质干细胞具有免疫调节和改善脑微循环的功能。干细胞可以调节机体的免疫功能，通过自身分化和分泌细胞因子、神经肽刺激新生血管的形成，改善脑内缺血缺氧状态，激活和修复脑内受损的神经细胞。脐带血单个核细胞和脐带间充质干细胞联合移植有助于提高儿童的语言交流能力和社会交往能力。自身免疫性肝病是由自身免疫反应引起的一种特殊类型的慢性肝病。在过去，自身免疫性肝病被认为是罕见的。由于对该类疾病认识的不断加深以及相关免疫学检查方法的引入和完善，我国人群中自身免疫性肝病患者的数量不断增加。临床常见的自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎、原发性胆汁性肝硬化和原发性硬化性胆管炎，许多自身免疫性肝病患者伴有干燥综合征、类风湿性关节炎等其他自身免疫性疾病。
北京304医院肝病中心主任带领的研究团队对自身免疫性肝病的发病机制、发病机制及免疫治疗对策进行了深入研究。国际会议将自身免疫性肝病确定为非病毒性感染性自身免疫性疾病。患者免疫调节功能有缺陷，导致机体对自身肝细胞抗原产生反应。传统治疗以免疫制剂和激素为主，但免疫抑制疗法和激素休克疗法在早期均有一定疗效。到了肝硬化阶段，不仅疗效不明显，激素的不良反应也明显加重。
既然是发病机制相似的自身免疫性疾病，是否可以用干细胞进行治疗？龚主任与风湿科医生沟通后，决定采用脐带间充质干细胞移植方案。龚主任表示，脐带间充质干细胞具有免疫调节作用，可以对自身免疫性疾病进行修复和免疫调节，从而达到治疗疾病的目的，如风湿免疫科已经开展的系统性红斑狼疮、天疱疮、类风湿性关节炎、硬皮病、皮肌炎等，取得了非常好的效果。
胚胎干细胞的应用前景、动物克隆和人类治疗性克隆、在转基因动物中的应用以及嵌合体动物的制备。
胚胎干细胞的研究面临着一个难题。ES细胞体外培养，需要选择合适的培养条件，平衡增殖与分化的矛盾，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术上的突破。
分离方法
从65438年到0998年，美国有两个小组培养了人类多能干细胞:
威斯康星大学詹姆斯·a·汤姆森领导的研究小组已经从人类胚胎组织中培养出了干细胞系。细胞株。测试这些细胞系的细胞表面标记和酶活性，证实它们是全能干细胞。
目前，胚胎干细胞的主要来源是囊胚中的细胞群和生殖嵴中的原始生殖细胞。
免疫学方法:干细胞表面有许多特殊标记。使用这些标记，通过荧光细胞分离器从单细胞悬浮液中分离和纯化干细胞。
免疫手术法:该方法的基本原理是利用囊胚腔对抗体的不渗透性，通过抗体与补体结合的毒性杀伤作用去除滋养层细胞，保留CIM进行培养。
组织培养:取出4-6天的胚胎进行培养，滋养层平铺在培养皿底部生长，而CIM则形成卵圆形柱状结构。在显微镜下用玻璃针挑出这种柱状结构，并消化以便传代。
显微外科方法:显微镜下将CIM直接吸出囊胚进行培养。
伦理辩论
尽管人类胚胎干细胞具有巨大的医学应用潜力，但围绕这项研究的伦理问题也已出现。这些问题主要包括人类胚胎干细胞的来源是否合法和道德，应用潜力是否会引起伦理和法律问题。从体外受精的人类胚胎中获得的ES细胞在适当的条件下能否发育成成体？如果干细胞来自自愿终止妊娠的孕妇，该怎么办？杀死人类胚胎获取ES细胞是否道德？美好的愿望能证明邪恶的手段是正当的吗？使用自然流产或意外流产胚胎的细胞合适吗？有些人认为从人类胚胎中收集胚胎干细胞是不道德的，因为人的生命不受重视，人类胚胎也是一种生命形式。无论目的多么高尚，摧毁人类胚胎都是不可想象的。有人认为这是道德的，因为科学家没有杀死细胞，只是改变了它们的命运。有人担心，为了获得更多的细胞系，公司会资助体外受精获得胚泡，资助人工流产获得胎儿组织。他们建议应该鼓励成人干细胞研究，应该放弃胚胎干细胞研究。
如果胚胎干细胞和胚胎生殖细胞可以作为细胞系买卖，那么科学家使用它们是否道德？什么样的研究是可以接受的？能否允许科学家培养个体组织和器官，用于研究发育过程或建立医学移植组织？既然已经接受人类基因可以植入动物细胞，那么将人类胚胎干细胞植入家畜胚胎制造嵌合体以获得移植的人体器官是否道德？从有基因缺陷的胚胎中改变es细胞的基因，使其继续发育为健康个体进行治疗，这种做法道德吗？如果人们的替代组织很容易获得，是否会有更多的人不负责任地生活，从事高危活动？这些问题很难简单回答，所以我们必须认真研究人类胚胎干细胞研究所涉及的伦理、社会、法律、医学、神学和道德问题。
考虑到美国法律禁止使用政府资金资助人类胚胎研究，美国国立卫生研究院(NIH)主任沃马斯教授已经咨询了主管NIH的政府部门美国卫生福利部(DHHS)。DHHS在1998 12中决定:“美国国会禁止人类胚胎研究的法案不适用于胚胎干细胞研究，因为根据目前的定义，胚胎干细胞不等于胚胎”，此外，“胚胎干细胞不能被视为人类胚胎，因为它们在植入子宫后不具备自行发育成个体的能力。”因此，DHHS可以资助胚胎多能干细胞的研究。至于人类胚胎生殖细胞，由于胚胎生殖细胞来自一个不活跃的胎儿，这类细胞的获取和使用符合联邦法律关于胎儿组织研究的要求，因此也可以获得DHHS资助。人们对这个决定有不同的反应。73位美国著名科学家(包括67位诺贝尔奖获得者)随即联名表示支持，称这一决定值得赞赏和前瞻(《科学》，1999，第283卷:1849)。某一类研究引起这么多诺贝尔奖获得者的关注，在科学史上是绝无仅有的，这也从一个侧面反映了胚胎干细胞研究的重要性和艰巨性。美国几个有影响力的学术团体，如美国实验生物学学会联合会、美国细胞生物学学会和美国发育生物学学会也支持联邦基金可以资助人类胚胎干细胞研究的决定。民主党参议员汤姆。哈金说，这一决定将为科学发现许多疾病的新疗法铺平道路，并强调政府不应禁止医学研究。NIH主任沃马斯表示，这项研究工作的前景将是辉煌的，但他提醒研究人员，使用联邦基金获得新的胚胎干细胞系仍然是非法的，但科学家可以使用联邦基金研究汤姆森和吉尔哈特获得的人类胚胎干细胞系。
然而，DHHS关于胚胎干细胞研究的规定遭到了国会、教会和人权组织中一些人的反对。天主教徒道尔·弗林格指责这一规定严重违反法律精神:“他们会用私人资金破坏胚胎，用联邦资金进行胚胎实验。”1999年2月，70名众议员在给卫生福利部长的信中要求废除这一规定，称其“违反了美国政府禁止资助破坏人类胚胎的实验研究的联邦法律的文字和精神”。美国生命联盟人权组织主席朱迪·布朗(Judy Brown)抗议使用干细胞，因为它们来自可以发育成人的胚胎，应该受到美国法律的保护。国会议员杰伊·迪基强烈反对这项法规，甚至想把DHHS告上法庭。他认为，法律不允许联邦资金用于胚胎干细胞研究，没有必要做出任何改变。他强调“科学应该为人服务，而不是为人的科学服务”。反堕胎积极分子要求国会干预并阻止此类研究。在广泛听取各方面意见的基础上，NIH终于在NBAC的指导下于1999年6月5日+6月5日+2月发表了《胚胎干细胞研究指导原则》。
从表中可以看出，用汤姆逊法从人类胚胎中获得新的胚胎干细胞系是非法的，但允许对从人类胚胎中获得的细胞系进行研究。通过Gearhart方法获得、使用和研究来自胎儿组织的细胞系是相对耐受的。尽管规定仍然苛刻，但它为人类胚胎干细胞的研究打开了大门。
值得一提的是，2012年诺贝尔奖获得者山中伸弥(shinya yamanaka)使我们在不从人胚胎细胞中获得干细胞的情况下，将皮肤细胞等完全分化的细胞重新转化为干细胞成为可能，成为IPS的形态学检测:体积小、细胞核大、核仁细胞质比高、一个或多个突出的核仁、常染色质、细胞质少、结构简单。体外培养:细胞排列紧密，形成集落。碱性磷酸酶染色显示细胞呈棕红色，周围成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆与周围界限明显，细胞克隆间界限不清，多样，多呈岛状或巢状。碱性磷酸酶活性检测-染色后深蓝紫色体内分化实验:畸胎瘤体外分化实验:囊性简单胚状体或类胚状体、常见类型细胞混合在一起核型分析:二倍体正常核型OCT活性检测:多能基因标记。用OCT抗血清和间接免疫荧光法检测OCT基因表达产物