细胞生物学干细胞及其利用PPT学习教案

1、会计学1第1页/共47页第2页/共47页第3页/共47页第4页/共47页第5页/共47页n 一、干细胞的概念一、干细胞的概念n1 1、干细胞（、干细胞（stem cellstem cell）：）：是指具有无限或较是指具有无限或较长期的长期的自我更新自我更新（self-renewalself-renewal）能力，并能）能力，并能产生至少一种产生至少一种高度分化子代细胞高度分化子代细胞的细胞。的细胞。n它存在于人体或动物个体发育它存在于人体或动物个体发育各个阶段各个阶段的的组织组织器官器官中，是各种分化细胞或特化细胞的中，是各种分化细胞或特化细胞的初始来初始来源源。 概述概述第6页/共47页概述

2、概述u根据根据分化潜能分化潜能的高低的高低： 全能全能干细胞干细胞 多能多能干细胞干细胞 单能单能干细胞干细胞 u根据细胞根据细胞来源时期不来源时期不同同: : 胚胎干细胞胚胎干细胞 成体干细胞成体干细胞n一、干细胞的概念一、干细胞的概念 2、干细胞的分类、干细胞的分类第7页/共47页第8页/共47页第9页/共47页第10页/共47页干细胞都具有较高的干细胞都具有较高的端粒酶端粒酶活性；活性；不同的干细胞具有不同的不同的干细胞具有不同的生化标志生化标志。如：如：nestin为神经干细胞的标志分子为神经干细胞的标志分子；角蛋白；角蛋白15是是确定毛囊中表皮干细胞的标志分子；确定毛囊中表皮干细胞的

3、标志分子；CD34是造血干是造血干细胞的标志分子细胞的标志分子等等。等等。 干细胞的生化特性常被用作鉴定干细胞在组织中的存在和评价其分化程度的标志。干细胞的生化特性常被用作鉴定干细胞在组织中的存在和评价其分化程度的标志。第11页/共47页第12页/共47页1、缓慢性、缓慢性 干细胞干细胞意义意义:n有利于干细胞有利于干细胞对特定的外界信号作出反应对特定的外界信号作出反应，以决定进行增殖还是进入特定的分化程序；，以决定进行增殖还是进入特定的分化程序；n可以可以减少基因发生突变的危险减少基因发生突变的危险，使干细胞有更多的时间发现和校正复制错误，具有防止体细胞自发突变的作用。，使干细胞有更多的时间

4、发现和校正复制错误，具有防止体细胞自发突变的作用。 一般情况下，干细胞处于一般情况下，干细胞处于休眠或缓慢增殖状态休眠或缓慢增殖状态，当其接受刺激而进行分化时，需产生，当其接受刺激而进行分化时，需产生过渡类型细胞过渡类型细胞再到分化细胞。再到分化细胞。第13页/共47页1、缓慢性、缓慢性干细胞干细胞短暂增殖细胞短暂增殖细胞短暂增殖细胞：短暂增殖细胞：分裂速度快。意义分裂速度快。意义：可使少量干细胞产生较多的分化细胞，同时保护干细胞。可使少量干细胞产生较多的分化细胞，同时保护干细胞。 在干细胞到分化细胞的发育过程中，有两种在干细胞到分化细胞的发育过程中，有两种过渡类型过渡类型的细胞的细胞短暂增殖

5、细胞短暂增殖细胞和和祖细胞祖细胞。祖细胞：祖细胞：为为前体细胞前体细胞，经过几次分裂后，产生的细胞为终末分化细胞。，经过几次分裂后，产生的细胞为终末分化细胞。祖细胞祖细胞第14页/共47页2、自稳性、自稳性干细胞干细胞短暂增殖细胞短暂增殖细胞祖细胞祖细胞（1）对称分裂（对称分裂（symmetry division）：当干细胞分裂时，产生的：当干细胞分裂时，产生的2个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞（2）不对称分裂（不对称分裂（asymmetry division）：）：当干细胞分裂时，产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞当干细胞分裂时，产生一个子代干细胞和一个

6、子代分化细胞第15页/共47页2、自稳性、自稳性（1）对称分裂（对称分裂（symmetry division）：当干细胞分裂时，产生的：当干细胞分裂时，产生的2个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞（2）不对称分裂（不对称分裂（asymmetry division）：）：当干细胞分裂时，产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞当干细胞分裂时，产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞第16页/共47页2、自稳性、自稳性第17页/共47页（三）干细胞的分化特征（三）干细胞的分化特征二、干细胞的生物学特性二、干细胞的生物学特性第18页/共47页（三）干细胞的分化特征（三）干细胞

7、的分化特征二、干细胞的生物学特性二、干细胞的生物学特性第19页/共47页第20页/共47页第21页/共47页第22页/共47页第23页/共47页 关键关键: :维持干细胞的未分化状态。维持干细胞的未分化状态。 饲养层细胞（成纤维细胞株）培养体系饲养层细胞（成纤维细胞株）培养体系 无饲养层培养体系无饲养层培养体系第24页/共47页 SSEA SSEA是一种糖蛋白，在胚胎发育早期表达，常是一种糖蛋白，在胚胎发育早期表达，常作为作为胚胎干细胞的标志之一，具有种属特异性胚胎干细胞的标志之一，具有种属特异性。 如：人的如：人的ES细胞表达细胞表达SSEA-3、SSEA-4，而小鼠的，而小鼠的ES细胞表达

8、细胞表达SSEA-1；第25页/共47页n（2）碱性磷酸酶（碱性磷酸酶（AKPAKP） 碱性磷酸酶（碱性磷酸酶（AKPAKP）是鉴定胚胎干细胞）是鉴定胚胎干细胞分化分化与否的标志之一。与否的标志之一。 n（3）端粒酶）端粒酶 胚胎性干细胞胚胎性干细胞端粒酶持续高水平表达端粒酶持续高水平表达；使；使这些细胞在分裂后保持端粒长度，这些细胞在分裂后保持端粒长度，维持细胞的维持细胞的分裂增殖能力分裂增殖能力。 第26页/共47页一、生物学特性一、生物学特性第27页/共47页第28页/共47页第29页/共47页第30页/共47页第31页/共47页干细胞研究经费解禁干细胞研究经费解禁 科学界对奥巴马新政欢

9、呼科学界对奥巴马新政欢呼（2009-03-11）第32页/共47页第33页/共47页2006 2006 年年, Takahashi , Takahashi 和和YamanakaYamanaka将几个将几个转录因子转录因子导入已分化的导入已分化的小小鼠皮肤成纤维细胞鼠皮肤成纤维细胞, , 进而获得了进而获得了类似于胚胎干细胞类似于胚胎干细胞(embryonic stem (embryonic stem cells, ES cells, ES 细胞细胞) )多能性干细胞多能性干细胞, , 称之为称之为“诱导产生的多能性干细胞诱导产生的多能性干细胞”(induced pluripotent stem

10、 cells, iPS (induced pluripotent stem cells, iPS 细胞细胞). ). 这一研究明确地这一研究明确地证实了分化的细胞可以通过少数几个因子的外源导入而被重编程到具证实了分化的细胞可以通过少数几个因子的外源导入而被重编程到具有多能性的状态有多能性的状态, , 因而受到了整个生命科学领域的广泛关注。因而受到了整个生命科学领域的广泛关注。年月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将年月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮普通皮肤细胞肤细胞转化为转化为干细胞干细胞的方法，得到的干细胞称为诱导多功能干细胞，的方法，得到的干细胞称为诱导多功能干细胞，这一发现分

11、别被这一发现分别被自然自然和和科学科学杂志评为杂志评为年第一和第二年第一和第二大科学进展大科学进展。 第34页/共47页年月，年月，美国美国加利福尼亚大学科学家报告称，他们将实验加利福尼亚大学科学家报告称，他们将实验鼠鼠皮肤细胞皮肤细胞改造成改造成细胞细胞，然后成功使其，然后成功使其分化成心肌细胞分化成心肌细胞、血管平滑血管平滑肌细胞肌细胞及及造血细胞造血细胞。 年月，年月，日本日本东京大学科学家宣布，成功利用东京大学科学家宣布，成功利用人类皮肤细胞人类皮肤细胞制成的制成的细胞培育出细胞培育出血小板血小板，而且从技术上说用细胞培育人，而且从技术上说用细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的；紧接着

12、，日本庆应大学科学家又宣布，类红细胞和白细胞都是可能的；紧接着，日本庆应大学科学家又宣布，成功用实验鼠的细胞培育出鼠成功用实验鼠的细胞培育出鼠角膜上皮细胞角膜上皮细胞。 年月伊始，细胞研究便相继迎来年月伊始，细胞研究便相继迎来两项重大突破两项重大突破。英。英国和加拿大科学家发现了国和加拿大科学家发现了不借助病毒不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为、安全将普通皮肤细胞转化为细胞的方法；美国科学家则在细胞的方法；美国科学家则在细胞细胞杂志上宣布，他们可以将杂志上宣布，他们可以将细胞中因转化需要而植入的细胞中因转化需要而植入的有害基因移除有害基因移除，且保证由此获得的神经元，且保证由此获得的神经元细

13、胞的基本功能不受影响。细胞的基本功能不受影响。 诱导产生的多功能干细胞（细胞）诱导产生的多功能干细胞（细胞）第35页/共47页年月，细胞研究在临床应用道路上又迈出非常年月，细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。据英国重要的一步。据英国自然自然杂志网站日报道，杂志网站日报道，中国中国科学家周科学家周琪和高绍荣等人利用琪和高绍荣等人利用细胞克隆出细胞克隆出活体实验鼠活体实验鼠，首次证明，首次证明细胞具有细胞具有全能性全能性。该成果让人们看到了细胞具有实用性。该成果让人们看到了细胞具有实用性。 继前不久在世界上首次得到完全由诱导多能干细胞（即继前不久在世界上首次得到完全由诱导多能干细胞（即iPSiPS细胞）细胞）发育的小鼠之后，发育的小鼠之后，中国中国科学家在科学家在iPSiPS细胞研究领域又取得重大进展：细胞研究领域又取得重大进展：首次从孕妇产前的首次从孕妇产前的羊水细胞羊水细胞中中高效快速建立高效快速建立iPSiPS细胞细胞，所需时间只有，所需时间只有6 6天，为目前人类天，为目前人类iPSiPS细胞相关报道中最短。细胞相关报道中最短。美国美国时代时代周刊在其网站上公布了周刊在其网站上公布了20102010年十大医学突破名单年十大医学突破名单，其中其中“可降低可降低HIVHIV感染风险的抗艾滋病药感染风险的抗艾滋病药”、“