Stem Cells: Scientific Facts and Fiction
作者:Christine L. Mummery, Anja van de Stolpe, Bernard Roelen, Hans Clevers
出版:ACADEMIC PRESS
ISBN: 978-0-12-820337-8
藏书地点:武大外教中心
简单来讲,干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。多年来对干细胞的定义不断进行修正,并从不同的层面上来进行定义。大多数生物学家和医学家认为干细胞是来自于胚胎、胎儿或成人体内具有在一定条件下无限制自我更新与增殖分化能力的一类细胞,能够产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞,也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞,同时还能分化为祖细胞。
干细胞指的是具有自我复制能力的多潜能细胞,是一种未充分分化,尚不成熟的,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能的细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。因此,医学界将其称为“万用细胞”。干细胞的分类因其依据不同有不同的说法。例如,根据干细胞所处的发育阶段可将其分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
干细胞是指同时具有自我更新能力和分化能力的细胞。自我更新是指母细胞分裂形成的两个子细胞中至少有一个具有与母细胞相同的自我更新和分化能力。分化意味着由母细胞分裂形成的至少一个子细胞具有与母细胞不同的表型。通过改变性状培养出来的细胞,可以分裂成与自身表型相同的细胞,但没有分化能力,所以不能称为干细胞。生物界存在具有类似干细胞特征的生物(如酵母)。酵母通过无性繁殖产生与自身相同的个体,因此可以说酵母具有良好的干细胞特性。在有性生殖中,通过减数分裂形成具有不同表型的细胞。
干细胞的自我更新大致可以分为两种模式(对称细胞分裂)。这种分裂形成的两个子细胞是与母细胞相同的干细胞,利用这种复制模式来增加干细胞的数量。另一种是通过不对称细胞分裂进行自我更新,即两个子细胞中只有一个与母细胞相同,而另一个是分化的。这种复制模式使干细胞保持在一定数量。
上述复制模式属于干细胞的自律控制模式,可以导致另一种模式。当干细胞分裂成两个子细胞时,它暂时失去母细胞的干细胞特性,然后两个子细胞中至少有一个回到微环境中,获得与母细胞相同的干细胞特性。这种复制模式属于干细胞的非自主控制模式,具有重大的生物学意义。
干细胞具有分化成多种功能细胞的潜能,并能通过细胞分裂进行自我更新,可用于治疗多种疾病。随着干细胞技术的发展,除了成熟造血干细胞的应用,其他干细胞如间充质干细胞、生殖干细胞、心肌干细胞等也在临床应用中逐渐发展。干细胞的医学应用领域主要包括:
1.细胞替代疗法:利用间充质干细胞、生殖干细胞、神经干细胞等成体干细胞修复和治疗神经系统疾病、糖尿病和生殖系统疾病,但干细胞移植的数量、时间和长期安全性需要进一步研究。
2.抗衰老保健:利用干细胞的多向分化和修复能力,修复衰老机体,从基因层面改变机体的衰老状态,重建受损和衰老的组织器官,达到抗衰老保健的目的。
3.重建人体系统:利用造血干细胞和间充质干细胞重建机体的造血系统和免疫系统,可作为白血病、再生障碍性贫血等血液疾病和免疫系统疾病的常规治疗手段。
4.疾病模型的建立:利用成体干细胞,体外培养部分组织器官,替代人体病变组织器官。培养的组织和器官也可用作疾病模型和药物检测模型。
5.基因治疗:干细胞是基因治疗的理想靶细胞,可以为目的基因的后续稳定表达创造环境;然而,干细胞技术用于基因治疗时,仍有一些问题需要进一步研究,如提高基因转移效率、稳定基因表达、防止基因整合导致的肿瘤发生等。
《干细胞:科学事实与虚构》一书于2021年由科学出版社出版,作者为Christine L. Mummery,Anja van de Stolpe,Bernard Roelen和Hans Clevers。
《干细胞:科学事实与虚构》一书,作者展现了干细胞研究领域中的一些最新研究,讨论的主题主要包括干细胞的定义及细胞生物学,胚胎发育,小鼠和人类的胚胎干细胞的历史,干细胞的起源和类型,干细胞克隆,再生医学,兽医医学中的干细胞,来自干细胞的心肌细胞,成体干细胞,癌症干细胞和用于器官芯片的人类干细胞。
《干细胞:科学事实与虚构》是生物学实验室不可或缺的工具用书,适用于细胞生物学、遗传学、生物化学与分子生物学等相关专业的高年级本科生、研究生,也可作为教师的教学和科研参考书,亦可供生物医学、药理学、免疫学及相关领域的研究人员参考。
《干细胞:科学事实与虚构》一书作为细胞生物学、遗传学和分子生物学专业研究读物,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:
1.本书提供了关于干细胞及其当前应用领域的最先进的概述。这本书结合了临床和研究领袖在该领域的历史和第一手评论,涵盖了有趣的话题,包括治疗帕金森病的第一个临床试验,黄斑变性和角膜置换,克隆猴子,类器官领域,和CRISPR编辑基因组学。此外,还覆盖了成人、胚胎干细胞和iPS细胞的相关知识。这个新版本将自己与众多关于干细胞的网站区别开来,对该领域有着广阔的视野。
2.本书本书介绍了理解干细胞所需要的最重要的分子和细胞生物学原理,干细胞及其在临床医学、生物技术和制药公司药物开发中的应用。以一种直接的、非专业的语言解释干细胞的基本生物学及其在现代医学和未来治疗中的应用。提供了克隆、类器官、“合成”胚胎等新的和扩大的覆盖面。
3.本书图表丰富,读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。
总的说来,《干细胞:科学事实与虚构》一书为想要了解干细胞的生物学原理及其在各领域中的应用的人员提供了清晰的导读路径,作为细胞生物学领域的一本前沿研究图书,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录:
第1章 细胞的生物学
第2章 胚胎发育
第3章 什么是干细胞?
第4章 小鼠和人类的胚胎干细胞的历史
第5章 干细胞的起源和类型
第6章 克隆:历史和当前应用
第7章 再生医学:干细胞的临床应用
第8章
兽医医学中的干细胞
第9章
来自干细胞的心肌细胞:我们可以用它们做什么?
第10章
成体干细胞:在培养皿中产生自组织小器官
第11章
干细胞旅游
第12章
癌症干细胞:它们从哪里来,又要去哪里?
第13章
用于器官芯片的人类干细胞:没有病人的“临床试验”?
第14章
干细胞用于发现有效和安全的新药
第15章 专利、机遇和挑战:与干细胞相关的法律和知识产权问题
第16章
干细胞视角:对未来的展望
索引
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士