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　　(3)ES细胞高度分化潜能: (二) 成体干细胞 1.定义:存在于成人各种组织中,具有自我更新和向前分化为一种或多种成熟功能细胞的幼稚细胞。 意义: 1.负责更新死亡细胞,维持正常个体、组织、器官的结构和功能的完整性。 2.病例情况下,负责分化和增殖,修复组织损伤。 * 2.成体干细胞的生物学特性: (1)具有自我更新和分化潜能 (2)数量少 (3)存在于特定的微环境中 (4)处于相对静止状态 (5)体积小,细胞浆少,细胞核较大 (6)成体干细胞的数量和活性岁年龄增加而减少 3.成体干细胞的分布 胚胎干细胞 成体干细胞 ① 来自胚泡的内细胞群 来源于骨髓、外周血、角膜、视网膜、脑、骨骼肌、齿髓、肝、皮肤、胃肠道粘膜层和胰腺等 ② 发育全能性，可诱导分化为机体 分化较局限，部分成体干细胞（造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞）有一定跨系、跨胚层的“可塑性” ③ 无限的自我更新能力 病理条件下才显出一定的自我更新潜能 ④ 增殖能力强，便于应用 增殖能力较弱，故不能完全取代胚胎干细胞 4.与胚胎干细胞的比较 * 间胚层组织类型干细胞转分化为同胚层另一组织类型细胞 间胚层组织类型干细胞转分化为内胚层组织类型细胞 间胚层组织类型干细胞转分化为外胚层组织类型细胞 由此认为,成体干细胞有较大的可塑性。 血细胞 肌细胞 血细胞 肝细胞 血细胞 脑细胞 5.成体干细胞的可塑性: 第二节 干细胞的医学应用和研究状况 * * 1999年,Science杂志编者Bloom:“干细胞给人类提供了极大的可能性:用干细胞修复病损的脏器和细胞缺损”,他还说“最终可能用干细胞制成像肾、肝这样复杂的器官”。 干细胞研究成为继人类基因组大规模测序之后最具活力、最有影响和最有应用前景的生命学科研究领域,1999年干细胞研究被美国《科学》杂志评为1999年度世界十大科学之冠,2000年干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。  * 源于胚胎干细胞的细胞已能或可能治疗许多疾病 神经细胞 心肌细胞 B型胰岛细胞 软骨细胞 白细胞 皮肤细胞 肝细胞 骨细胞 视细胞 骨骼肌细胞 帕金森病 心肌梗死 糖尿病 骨关节炎 白血病 烧伤和创伤 肝炎 骨质疏松症 视网膜退化 肌营养不良 治疗 * 成体干细胞中,造血干细胞(包括骨髓、脐血和外周血中的干细胞)已用于治疗重度白血病和某些遗传性血液病。 * 成体干细胞及其子代细胞移植或动员脑组织内的干细胞治疗神经退行性疾病已获初步成效。动物实验证实移植的神经元可替代修复已损坏的神经通路。临床试验也证实细胞替代治疗可使症状缓解。 干细胞治疗的特点 1.一次性或几次介入,永久性治疗; 2.不需要完全了解疾病发生的确切机理。 肾脏疾病的干细胞治疗 雄性小鼠骨髓细胞 移植 雌性小鼠 雌性小鼠肾脏 迁移 肾小管上皮细胞 分化 肾小管内 结果表明,骨髓内的干细胞能横向分化为肾小管上皮细胞,有助于肾小管上皮细胞的正常更新和肾小管损伤后的再生修复,为干细胞移植治疗肾小管坏死提供了理论依据。 原理: 1. 胚胎干细胞一方面可以新生肾小球的毛细血管内皮细胞、脏层细胞以及恢复肾小球基膜,恢复和提高肾小球的滤过膜,对由于肾小球病变所造成的尿液改变、高血压、水肿等症状都会有明显的改善; 2. 胚胎干细胞还可以分化产生免疫平衡细胞,如:Ts细胞、Th细胞等,平衡免疫反应,消除造成肾小管损伤的各种因素,避免对肾小球的持续损伤,防止病情进一步恶化。胚胎干细胞移植对各种肾小球疾病都有很好的治疗效果。 糖尿病的干细胞治疗 胚胎干细胞的全能性为研究糖尿病的细胞治疗开辟了新途径。研究人员相继用不同的方法获得了分泌胰岛素的细胞。 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * 商思 石家庄肾病医院干细胞研究院吉林大学药学院再生医学系 * Stem Cell 第一节 干细胞生物学 第二节 干细胞的临床应用和研究状况 * 第一节 干细胞生物学 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * 一、What is Stem Cell ? 是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,即这些细胞可通过分裂维持自身细胞的特性和大小,又可进一步分化为各种组织细胞,从而在组织修复等方面发挥积极作用。 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * 二.干细胞特性 1.干细胞的形态和生化特点 形态特点:圆形或椭圆形,体积较小,核质比较大,核中多为常染色体。 生化特点: a.具有较高端粒酶活性; b.具有不同的生化标志:角蛋白15、nestin(巢素蛋白)。 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * 在不同生长因子刺激下干细胞可表现出不同分化潜能 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * （内胚层） 胃上皮 (中胚层) 骨干细胞的临床应用和研究状况一方案介绍ppt、软骨、平滑肌、横纹肌 （外胚层） 神经表皮、神经节、复层鳞状上皮 人胚胎干细胞具分化的多潜能性 小鼠皮下 注射 混合组织 人胚胎 干细胞 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * (1)去分化 一种干细胞向其前体细胞的逆向转化的过程。 2). 去分化和转分化的能力 (2)转分化(transdifferentiation) 一种组织类型的干细胞在适当条件下分化为另一种组织类型细胞的过程。 ?例一:将成年雄性小鼠的造血干细胞移植到雌鼠体内,3天后在雌鼠的神经胶质细胞中检测到 Y 染色体的存在,证明成体动物的造血干细胞可转分化成为神经胶质细胞。 MEDICAL CELL BIOLOGY MEDICAL CELL BIOLOGY * 例二:造血干细胞向骨骼肌细胞的转分化 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞 按分化潜能 按发育状态(来源) 胚胎干细胞embryo stem cell 成体干细胞 三,干细胞的分类 全能干细胞(Totipotent stem cell) 是指具有无限分化潜能,能分化成所有组织和器官的干细胞。换句话说,也就是具有形成完整个体分化潜能。 * 多能干细胞： （pluripotent stem cell） 具有分化出多种细胞组织的潜能。如造血干细胞、神经干细胞。 单能干细胞： （multipotent stem cell） 只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。 如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞。 * 多能干细胞具有增殖、分化两种功能。 例如骨髓造血干细胞就是典型的多能干细胞。 造血干细胞一般条件下处于休止状态(Go期),一定条件下能大量增殖、分化,然后由定向干细胞再分化成血液中至少12种类型的血细胞。 * 二.干细胞来源上分: 来源于胚胎--- 胚胎干细胞 ESC (Embryonic Stem Cell ) 胚胎性生殖细胞 EGC (Embryonic Germ Cell ) 来源于成体--- 成体组织来源的干细胞 ASC (Adult-derived Stem Cell ) * 1981年,最早埃文斯(Evans)和考夫曼(Kaufman)从小鼠早期胚胎中分离出胚胎干细胞并在体外培养建立细胞系。 1995年,美国从恒河猴囊胚中分离并克隆建立了第一个灵长类动物的胚胎干细胞系 (一 )胚胎干细胞 1.胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)定义:指从着床前的内细胞团或原始生殖细胞获得的一种具有多潜能性、可发育成为各种细胞、同时可保持不分化状态而持续生长的克隆细胞系。 经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞。 可以分化成任何一种组织类型的细胞。 * 2.胚胎干细胞的生物学特性 (1)ES细胞形态结构与核型: 各种动物的ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构,细胞体积小、核大、有1个或多个核仁。 * (2)ES细胞的生长特性: 增殖速度:18－24h分裂增殖一次 hES必须在含有白血病抑制因子(LIF)的培养基保持不分化状态。 * 鸟巢状生长保持未分化的ES细胞 第一个人体胚胎干细胞(ES细胞) * * * * * * * * * * * * * * *

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