围绕胚胎后亚全能干细胞理论的相关研究完成

中国医学科学院基础医学研究所组织工程研究中心赵春华教授领导的课题组，围绕其提出的胚胎后亚全能干细胞理论开展的相关研究工作日前正式完成，研究主要围绕分离与培养多种组织原始干细胞亚群及探究其生物学特性开展。

据赵春华教授介绍，胚胎后亚全能干细胞理论认为，成体干细胞是人体发育过程中存留于多种组织中的具有多系分化能力的亚全能干细胞，它们在胚胎发育为成体后仍具有亚全能基因组，但逐渐丢失部分原始干细胞表型。如果在适当的微环境下激活此类细胞的组织特异性基因表达程序，它们就能够跨系分化为其他组织细胞。亚全能干细胞作为胚胎干细胞的后代在组织中与其他各个成熟阶段的干、祖细胞共存。正如在骨髓中存在造血干细胞、髓系祖细胞、淋系祖细胞、T前体细胞及B前体细胞一样，在组织中存在着干细胞“等级结构”，亚全能干细胞则处于这种等级结构的最上层。它们在胚胎发育成熟后逐渐丢失部分分化潜能，然后储存在某些组织器官中，应需进入细胞增殖周期，以维持人体发育和新陈代谢的平衡。亚全能干细胞因各自所处的微环境不同而向不同的组织分化，但在合适的环境下具有多系统分化潜能。与目前国际提出的“干细胞融合”及“横向转化”学说相比，该理论对于人体干细胞分化及多系转化分子调控机制有更好的指导意义。从人体生理病理角度上讲，该理论更加符合自体修复、自我更新的生理规则。

赵春华教授指出，围绕其提出的胚胎后亚全能干细胞理论，研究工作主要分为4部分进行：首先，证实心脏、肝脏、肺脏、肾脏、肌肉、真皮等组织来源的干细胞具干细胞形态学特征；超过80%的以上细胞都处于G0/G1期；原始干细胞亚群细胞表型具有CD34、HLA-DR为阴性，CD44、CD29、CD13为阳性等特点；从胎儿多种组织中培养出原始干细胞亚群，并可诱导分化为成骨、软骨、脂肪、肌肉、内皮、上皮和神经等组织细胞。

其次，在体内外模型上证实原始干细胞亚群具有高度的分化潜能：在NOD/SCID小鼠体内，原始干细胞亚群不仅有助于造血重建，从而分化为造血细胞，参与体内血管新生及微血管损伤的修复，还能分化为气管、肺、消化道的上皮细胞以及有功能的肝细胞。二次移植植入第二受体后，仍能够分化为造血、内皮、上皮和肝细胞，并进一步证实此细胞属于一种原始干细胞群体，参与机体内多种组织的损伤修复。

第三，在动物模型上证实原始干细胞亚群具有理想的再生优势，可重建受者组织结构和细胞功能。国内首次发现胎儿骨髓来源的原始干细胞亚群具有血液血管干细胞特性，在血管内皮生长因子（VEGF）和碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）的诱导下迁移并聚集成立体球样微血管结构。体内实验证明，在肝切除后肝脏再生的环境下，其能参与血管的修复或形成，为将来应用于血液和血管性疾病的治疗提供了实验依据。进行了急性心肌梗死患者自体骨髓原始干细胞亚群冠脉内注射治疗的安全性以及对心功能改善作用的研究，并探讨了可能的分子机制。体内外研究证实：骨髓原始干细胞亚群可生成心肌细胞及新生血管，改善患者心功能。通过在建立的小鼠肝脏损伤模型上的研究证实：原始干细胞亚群在体内能显著减小肝脏变性坏死的范围和减轻肝纤维化的程度，为干细胞在肝脏疾病治疗的应用提供了实验依据。在建立的动物皮肤移植模型的研究证实：异基因原始干细胞植入受体鼠体内，可局部分化成皮肤干细胞，继而形成各种不同类型的成熟皮肤细胞、完整的毛发组织。

最后，研究人员进行了诱导特异性耐受研究。体内外实验研究表明，自体或异体骨髓原始干细胞亚群能抑制混合淋巴细胞反应和植物血凝素（PHA）刺激引起的T细胞增殖。该研究在国内首次阐明骨髓原始干细胞亚群显著下调DCs特征性分子的表达，阻止单核细胞向不成熟DCs的分化。此外，骨髓原始干细胞亚群可通过上调CD8等调节性T细胞发挥其免疫抑制作用，显著减少上清γ-干扰素和脂多糖激活的DCs白介素-12的分泌。该研究不仅为干细胞的免疫调节，而且为干细胞在器官移植以及自身免疫性疾病治疗等方面提供了新的理论依据。