干细胞及其临床应用pbl课件

1、干细胞及其临床应用pbl1 成员：杨成员：杨 罗罗 陈陈 陈陈 万万 干细胞及其临床应用干细胞及其临床应用 干细胞及其临床应用pbl2 Contents 干细胞的概念干细胞的概念 干细胞的分类干细胞的分类 间充质干细胞间充质干细胞 干细胞研究应用的展望与争议干细胞研究应用的展望与争议 干细胞及其临床应用pbl3 干细胞的概念干细胞的概念 干细胞干细胞(stem cells, SC)是一类具有是一类具有自我更新自我更新、高度增殖高度增殖和和 多向分化潜能多向分化潜能的细胞。的细胞。 Stem cells are biological cells found in all multicellula

2、r organisms, that can divide through mitosis and differentiate into diverse specialized cell types and can self renew to produce more stem cells. 干细胞及其临床应用pbl4 干细胞的分类干细胞的分类 干细胞干细胞 胚胎干细胞胚胎干细胞 成体干细胞成体干细胞 干细胞及其临床应用pbl5 胚胎干细胞与成体干细胞的比较 胚胎干细胞（胚胎干细胞（ES细胞）细胞） 成体干细胞（成体干细胞（AS细胞）细胞） 定义定义 胚胎源性多能干细胞，是从胚胎源性多能干细胞，

3、是从 早期胚胎内细胞团或着床后胚原早期胚胎内细胞团或着床后胚原 始生殖细胞分离和克隆出来的一始生殖细胞分离和克隆出来的一 种具有种具有无限增殖能力无限增殖能力和和全向分化全向分化 能力能力的干细胞的干细胞 胚胎干细胞继续分化，形成组织胚胎干细胞继续分化，形成组织 定向的多潜能干细胞，在胎儿、儿童定向的多潜能干细胞，在胎儿、儿童 和成人组织中存在的这类具有和成人组织中存在的这类具有自我更自我更 新新和和多分化潜能多分化潜能的干细胞统称成体干的干细胞统称成体干 细胞细胞 来源来源胚胎早期的胚泡中的内细胞团胚胎早期的胚泡中的内细胞团 成体组织器官成体组织器官 特性特性 高度未分化高度未分化 体外培养

4、无限增殖体外培养无限增殖 自我更新自我更新 多向分化多向分化 长时程自我复制特性长时程自我复制特性 分化为源于组织的所有特化类型细分化为源于组织的所有特化类型细 胞的潜能和分裂产生祖细胞胞的潜能和分裂产生祖细胞 维持组织和器官保持生长和发育的维持组织和器官保持生长和发育的 动态平衡动态平衡 可塑性可塑性 全能性全能性 干细胞及其临床应用pbl6 干细胞的分类干细胞的分类 干细胞干细胞 胚胎干细胞胚胎干细胞 成体干细胞成体干细胞 造血干细胞造血干细胞 间充质干细胞间充质干细胞 神经干细胞神经干细胞 来源：骨髓、外周血、来源：骨髓、外周血、 脐带血脐带血 具有自我复制能力的，具有自我复制能力的，

5、可分化为血液中各种类可分化为血液中各种类 型成熟细胞的一类成体型成熟细胞的一类成体 干细胞干细胞 来源于胚胎或成体神经来源于胚胎或成体神经 系统的某些特定部位系统的某些特定部位 能够在离体条件下大能够在离体条件下大 量增殖分化为神经原和神量增殖分化为神经原和神 经胶质经胶质 干细胞及其临床应用pbl7 间充质干细胞 特性特性 2 骨髓间充质干细胞的概念骨髓间充质干细胞的概念 3 临床应用临床应用 4 干细胞及其临床应用pbl8 间充质干细胞的来源与分布 来源来源：成人的骨髓、脐带血（少量）成人的骨髓、脐带血（少量） 分布分布：普遍存在于人体各组织中，在骨骼肌、骨髓、普遍存在于人体各组织中，在骨

6、骼肌、骨髓、 脐血、骨膜、骨小梁、脂肪组织中都可以分离出间脐血、骨膜、骨小梁、脂肪组织中都可以分离出间 充质细胞，其中骨髓和脐血中含量最丰富。充质细胞，其中骨髓和脐血中含量最丰富。 干细胞及其临床应用pbl9 间充质干细胞的特性 1、具有强大的自我更新、增殖能力和、具有强大的自我更新、增殖能力和多向分化潜能多向分化潜能 2、具有免疫调节功能、具有免疫调节功能 3、具有来源方便，易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代、具有来源方便，易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代 扩增后仍具有干细胞特性，不存在免疫排斥的特性。扩增后仍具有干细胞特性，不存在免疫排斥的特性。 4、归巢性、归巢性 干细胞及其临床应

7、用pbl10 骨髓间充质干细胞的概念 骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell, BMSC)是存在于是存在于骨髓骨髓中的具有中的具有高度自我更新能高度自我更新能 力力和和多相分化潜能多相分化潜能的成体干细胞，源自未成熟的胚胎结的成体干细胞，源自未成熟的胚胎结 缔组织，又称骨髓基质干细胞、间充质祖细胞。缔组织，又称骨髓基质干细胞、间充质祖细胞。 干细胞及其临床应用pbl11 骨髓间充质干细胞的临床应用 1.移植修复创伤性脑损伤移植修复创伤性脑损伤 2.修复骨缺损修复骨缺损 3.对肝脏的修复作用对肝脏的修复作用 4.缺血性损伤治疗缺血性损

8、伤治疗 5.修复神经修复神经 6.移植可治疗椎间盘退变移植可治疗椎间盘退变 7.自体软骨细胞移植术自体软骨细胞移植术 8.在血管组织工程中的研究及应用：在血管组织工程中的研究及应用： 心脏疾病（缺血性心脏病）、心脏疾病（缺血性心脏病）、 胰岛移植、胰岛移植、 神经系统疾病（移植能增加损伤脊髓中血管内皮生长因子的神经系统疾病（移植能增加损伤脊髓中血管内皮生长因子的 基因表达）、基因表达）、 肢体缺血疾病、肢体缺血疾病、 缺血性脑血管疾病、缺血性脑血管疾病、 肾脏疾病肾脏疾病 干细胞及其临床应用pbl12 骨组织工程骨组织工程 1 骨髓间充质干细胞的临床应用 骨髓间充质干细胞修复人长骨缺损骨髓间充

9、质干细胞修复人长骨缺损2 骨髓间充质干细胞修复腭裂骨缺损骨髓间充质干细胞修复腭裂骨缺损3 干细胞及其临床应用pbl13 骨组织工程 骨组织工程骨组织工程是采用组织工程学原理与方法，是采用组织工程学原理与方法， 研制具有研制具有修复骨缺损能力修复骨缺损能力的骨替代物即的骨替代物即“人工骨人工骨” 的一门科学。的一门科学。 理想的理想的人工骨要求：人工骨要求： 无细胞毒性；无细胞毒性； 无或低免疫原性；无或低免疫原性； 生物降解速度与新骨形成速度匹配，最终将被新生骨组织替代；生物降解速度与新骨形成速度匹配，最终将被新生骨组织替代； 可在骨缺损区起到一定的支架作用；可在骨缺损区起到一定的支架作用；

10、较易制备或获取。较易制备或获取。 干细胞及其临床应用pbl14 组织工程骨组织工程骨 组织工程组织工程 支架材料支架材料 能与组织活体细胞结合并能植入生能与组织活体细胞结合并能植入生 物体的材料，是构建组织工程骨的物体的材料，是构建组织工程骨的 最基本构架。最基本构架。 组织活组织活 体细胞体细胞 骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞 干细胞及其临床应用pbl15 组织工程支架材料 组织组织 工程工程 支架支架 材料材料 天然支架材料天然支架材料 在在自然界自然界中存在的能作为骨组织工中存在的能作为骨组织工 程支架材料的物质，包括程支架材料的物质，包括同种异体同种异体 骨、异种骨、胶原、氨基多糖、

11、蛋骨、异种骨、胶原、氨基多糖、蛋 白聚糖白聚糖等。等。 人工合成人工合成 支架材料支架材料 人工合成的人工合成的无机无机材料材料 人工合成的人工合成的有机有机材料材料 羟基磷灰石、磷酸三羟基磷灰石、磷酸三 钙、生物活性玻璃陶钙、生物活性玻璃陶 瓷、磷酸钙水泥瓷、磷酸钙水泥 高分子有机物，复合高分子有机物，复合 材料、静电纺丝材料、静电纺丝 干细胞及其临床应用pbl16 组织工程支架材料 良好的生物相容性良好的生物相容性 良好的生物降解性良好的生物降解性 具有可塑性和较好的机械强度具有可塑性和较好的机械强度 材料表面微环境利于细胞黏附、材料表面微环境利于细胞黏附、 增殖增殖 能激活细胞特异基因表

12、达能激活细胞特异基因表达 维持细胞正常表型表达维持细胞正常表型表达 干细胞及其临床应用pbl17 组织活体细胞 骨髓间充质干细胞 分离：分离： 密度梯度离心法密度梯度离心法 贴壁筛选法贴壁筛选法 流式细胞仪分选法流式细胞仪分选法 磁珠分选法磁珠分选法 诱导分化：诱导分化： 从少量骨髓中从少量骨髓中 分离，体外增殖到分离，体外增殖到 所需的数量级后再所需的数量级后再 将其向成骨方向诱将其向成骨方向诱 导。导。 干细胞及其临床应用pbl18 组织工程支架材料组织工程支架材料组织活体细胞组织活体细胞 干细胞及其临床应用pbl19 骨髓间充质干细胞修复人长骨缺损 组织工程支架材料组织工程支架材料脱钙骨

13、基质（脱钙骨基质（DBM） 组织活体细胞组织活体细胞骨髓间充质干细胞（骨髓间充质干细胞（BMSCs） 30例受试者，男性例受试者，男性18例，女性例，女性12例。例。 四肢长骨的良性肿瘤及瘤样病变、创伤等原因造成或曾行多次四肢长骨的良性肿瘤及瘤样病变、创伤等原因造成或曾行多次 手术均提示疗效较差的手术均提示疗效较差的腔隙性骨缺损腔隙性骨缺损患者患者 干细胞及其临床应用pbl20 骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞 骨缺损修补效果较好骨缺损修补效果较好 参考文献：参考文献：自体间充质干细胞构建组织自体间充质干细胞构建组织 工程骨修复人长骨缺损的临床观察工程骨修复人长骨缺损的临床观察 DBM 干细胞

14、及其临床应用pbl21 骨髓间充质干细胞修复腭裂骨缺损 组织工程支架材料组织工程支架材料明胶海绵支架明胶海绵支架 组织活体细胞组织活体细胞骨髓间充质干细胞（骨髓间充质干细胞（BMSCs） 只月龄的日本大耳白兔，在其腭部制作骨组织缺损只月龄的日本大耳白兔，在其腭部制作骨组织缺损 和采集胫骨培养，并随机分为组和采集胫骨培养，并随机分为组 干细胞及其临床应用pbl22 明胶明胶 海绵海绵 支架支架 骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞 骨缺损完全修复骨缺损完全修复 实验组实验组 对照组对照组 明胶明胶 海绵海绵 支架支架 未见骨组织修复未见骨组织修复 干细胞及其临床应用pbl23 小结 干细胞干细胞 胚

15、胎干细胞胚胎干细胞 成体干细胞成体干细胞 间充质干细胞间充质干细胞 骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞组织工程骨组织工程骨 组织工程组织工程 支架材料支架材料 组织活组织活 体细胞体细胞 骨髓间充质干细胞修复骨缺骨髓间充质干细胞修复骨缺 损有良好的应用效果和前景损有良好的应用效果和前景 应用应用 干细胞及其临床应用pbl24 干细胞研究应用的展望与争议 干细胞研究日益受到重视和支持，干细胞干细胞研究日益受到重视和支持，干细胞 研究对未来医学发展具有重大的影响。研究对未来医学发展具有重大的影响。 2009年年3月月9日，现任美国总统奥巴马签署行政命令，宣布日，现任美国总统奥巴马签署行政命令，宣布 联邦政府将解除对干细胞研究的限制，允许联邦政府给与资金联邦政府将解除对干细胞研究的限制，允许联邦政府给与资金 支持。支持。 就其他国家来说，美国的新政策无疑会引起新的就其他国家来说，美国的新政策无疑会引起新的国际间干细胞研国际间干细胞研 究领域的竞争究领域的竞争。作为全球科技领域的领先者，美国的一举一动