结构生物化学/胚胎干细胞

概述

只有一种细胞是完全通用的——它的基因表达非常广泛，使其具有无限的职业潜力，可以成为体内任何类型的细胞。这些未分化的细胞在受孕后几天存在，形成由三个层组成的囊胚，即外胚层、内胚层和中胚层，以及大约 100 个细胞。胚胎干细胞由于高水平的端粒酶而具有几乎无限的复制能力，端粒酶可防止衰老细胞中的端粒降解。不久之后，睾酮和刺猬蛋白等生长激素波浪诱导囊胚从球形结构转变，并开始呈现动物的粗略形态。

用途

由于胚胎干细胞具有几乎无限的复制能力，并且有潜力分化为体内任何类型的细胞，因此人们将其视为治疗多种神经退行性疾病的疗法，如帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和亨廷顿氏症，这些疾病会导致衰老大脑或身体中的神经元死亡，而且不会被替换。通过尝试诱导干细胞分化为这些类型的神经元并重新填充受影响的区域，可以阻止甚至逆转疾病的进展。

胚胎干细胞也正在被考虑用于器官移植。如果在出生时从胎盘和脐带中保存胚胎干细胞。从理论上讲，这些细胞可以用来培育具有相同血型和识别蛋白的器官，从而无需等待器官捐献，从而减少现有的器官短缺，并确保器官与受体身体完美匹配，消除排斥的可能性，以及对排斥药物的需求。

伦理问题

由于胚胎干细胞数量很少，每个胚胎只有大约一百个左右，因此它们非常昂贵且难以收获和维持。这一过程不可避免地会破坏发育中的胚胎，从而引发关于牺牲潜在生命的成本与这些细胞类型可能带来的巨大益处的政治辩论。

应用

虽然研究人员已经研究了来自小鼠胚胎的干细胞超过 20 年，但直到最近他们才能够从人类胚胎中分离出干细胞并在实验室中培养它们。1998 年，威斯康星大学麦迪逊分校的詹姆斯·A·汤姆森成为第一个做到这一点的科学家。他目前处于干细胞研究的最前沿，正在寻找有关是什么让这些非凡细胞如此通用的最基本问题的答案。虽然科学家设想了干细胞在治疗帕金森氏症、心脏病和许多其他受损或死亡细胞影响的疾病方面有许多未来用途，但汤姆森预测干细胞研究最早的成果将是开发强大的模型系统，用于寻找和测试新药，以及解开保持我们健康和让我们生病的最深奥的秘密。