干细胞基础培训PPT课件

1、干细胞基础知识目录1认识干细胞2干细胞的应用3干细胞的发展前景1认识干细胞 STEMCELL细胞的成长与分裂细胞是机体的基本组成单位细胞细胞群组织机体动物胚胎发育什么是干细胞 在动物胚胎和成体组织中一直能进行自我更新、具有多向分化潜能并保持未分化状态的细胞。自我更新：细胞能够通过分裂的方式补充已分化或凋亡的细胞，修复或代替受损的组织细胞，以维持其群体的大小。多向分化：在不同的环境下，干细胞可以分化成为不同的组织细胞，从而构成机体的各种组织器官。干细胞的生物学表现趋向化细胞和机体针对环境中化学物质的分布梯度做出响应所表现的定向运动和分化。可趋向高浓度(正趋化性)或低浓度(负趋化性)，与细胞外基质

2、（ECM）有非常密切的关系归巢性干细胞在移植过程中，有向着其起源部位，或功能及解剖区域的特殊趋化性迁移性细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的浓度梯度后而产生的移动 干细胞的生物学表现远合性 干细胞向远位组织或器官内的迁移及嵌合于其内 分化性 分化性包括神经系统损伤区域内局部的微环境影响干细胞移植后的分化;骨髓和脐血间充质干细胞向神经样细胞的分化 低抗原性 干细胞是未分化的原始细胞，不表达成熟的细胞抗原，具有低免疫源性 干细胞的分类-功能1、全功能干细胞(totipotent stem cell,TSC)由卵和精细胞的融合产生受精卵。而受精卵在形成胚胎过程中分裂至64个细胞左右的任一细胞皆是全

3、能干细胞。具有发展成独立个体的能力也可以发育成为身体内200多种细胞类型中的任何一种。2、多功能干细胞（pluripotent stem cell） 无法发育成一个个体，但具有可以发育成多种组织的能力的细胞 。3、专功能干细胞（unipotent stem cell） 只能产生一种细胞类型；但是具有自更新属性。干细胞的分类-来源1、胚胎干细胞（embryonic stem cell ）当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞 2、成体干细胞(somatic stem cell) 位于成体组织内的具有进一步分化潜能的细胞 3、诱导性多功能干细胞（IPS）利用病毒载体将四个转录因子

4、（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）组合转入已分化的体细胞中，使其重新编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型 。胚胎干细胞成体干细胞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”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细胞可不断增殖，“永生化”，移植后有形成肿瘤成瘤的可能性很小不能自体移植自体移植可避免免疫排斥有伦理问题分离和使用

5、不存在伦理问题胚胎干细胞与成体干细胞的区别胚胎干细胞应用的临床限制将胚胎干细胞在未分化状态下移植于宿主体内会形成肿瘤。伦理道德问题：要获得人类的胚胎干细胞势必就要破坏胚胎，对“人”的定义，伦理界有不同的看法。卵子的来源问题：克隆效率很低（千分之几），要获得胚胎干细胞就的需要大量的卵子胚胎干细胞分化为病人所需的细胞，但目前的技术很难保证每一个胚胎干细胞都被诱导分化为终末分化的细胞。成体干细胞临床应用的优势成体于细胞多来自于成体的各种组织，因此成体干细胞研究不存在伦理上的压力。成体干细胞多为多能干细胞，在一定条件下可分化为多种细胞。造血干细胞定义：造血干细胞是所有血细胞的原始细胞。所有的血细胞都是

6、由造血干细胞定向分化、增殖而成来源：主要存在于骨髓、外周血、脐带血中特点：造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源形态不一致造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性转移性肿瘤疾病的最有效方法。间充质干细胞定义：间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell）是一种多功能干细胞，因能分化为间质组织而得名，在特定的体内外环境下，能够诱导分化成为多种组织细胞。特性：贴壁生长，呈纺锤形。可分化为神经、心脏、肝脏、骨、软骨、肌腱、脂肪、上皮等间充质干细胞的来源骨髓骨骼肌脐血胎肺胎肝脐带脂肪羊水真皮胰腺间充质干细胞胎盘间充质干细胞脐带：哺乳类的连接胎儿和胎盘的管状结构，由两条动脉

7、和一条静脉构成 胎盘：哺乳动物妊娠期间由胚胎的胚膜和母体子宫内膜联合长成的母子间交换物质的过渡性器官 华通氏胶（Whartons Jelly）构成脐带的凝胶状物质，英国的物理学和解剖学家托马斯华通氏（Thomas Wharton 1614-1673）于1656年最先在其书内描述这种组织，故取他的名字命名该组织。 脐静脉脐动脉羊膜华通氏胶脐带间充质干细胞的优点脐带中的干细胞更原始，有更强的增殖分化能力。免疫细胞较为幼稚，功能活性低，不会触发免疫反应及引起移植物抗宿主病。易于分离，纯度高，无污染。扩增时培养体系能统一，便于质控。可制成种子细胞冷冻，多次使用，冷冻后细胞损失小。潜伏性病毒和病原微生物

8、的感染及传播几率比较低。采集时对产妇及新生儿无任何危害及损伤。采集方便，易于保存和运输，伦理学争议少。脐带间充质干细胞与脐血造血干细胞的区别干细胞的应用2干细胞治疗机理可以治疗所有细胞损伤类疾病包括细胞变性、死亡、功能减退或丧失机理：1、替换和修复死亡或受损的细胞2、激活休眠和处于抑制状态的细胞3、旁分泌作用(分泌神经营养因子、抗凋亡因子等)4、促进细胞间电能力、电传导的恢复(如间充质干细胞分泌连接蛋白帮助细胞间连接、促进离子通道的开放等)干细胞的治疗机理*MSCs 治疗机理靶向分化旁分泌免疫调控趋化作用 归巢营养效应抗凋亡 支持作用促血管生成间充质干细胞（MSC）治疗机理干细胞的治疗途径1.

9、 静脉途径：适用于大部分疾病2. 腰穿途径 ：中枢性神经系统疾病等3. 局部种植 ：肌营养不良、糖尿病足等4. 介入途径 ：肝硬化、肾疾病等5. 立体定向：脑血管疾病等干细胞（MSC）治疗疾病自身免疫性疾病间充质干细胞红斑狼疮、硬皮病造血功能肝硬化骨和肌肉衰退性疾病脑及脊髓神经损伤老年痴呆、帕金森症新生儿脑瘫美容、保健、抗衰老等心血管疾病间充质干细胞（MSC）治疗疾病3干细胞的发展前景Sydney Brenner, H. Robert Horvitz和John E. Sulston因为发现器官发育和细胞程序性细胞死亡（细胞程序化凋亡）的遗传调控机理而获奖。2007年诺贝尔生理学或医学奖授予来自

10、美国的马里奥卡佩基、奥利弗史密斯和来自英国的马丁伊文思。这三位科学家是因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”而获得这一殊荣的。2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。干细胞产业的巨大潜力10月8日,日本京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长山中伸弥与英国发育生物学家约翰戈登,因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献,获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。对此,业界的共识是:干细胞产业的发展前景逐渐明朗,并有望成为下一个金矿。从2006年发表相关论文到2012获奖,山中伸弥

11、获奖的速度堪称火箭般迅速。这正暗合了干细胞产业的巨大前景。据美国专家预测,全球干细胞医疗近两年的潜在市场规模大约为800亿美元,2020年前后可达4000亿美元。干细胞，医学的第二次革命！人类干细胞的分离、培养和应用研究可能是人类生命科学研究上划时的进步，它几乎涉及所有的生命科学和生物医药学领域。临床疾病治疗人造器官移植生物制药医疗美容疾病1干细胞治疗心力衰竭2干细胞治疗肝硬化3干细胞治疗糖尿病4干细胞治疗小儿脑瘫5干细胞治疗中风后遗症6干细胞治疗系统性红斑狼疮。人造器官 澳大利亚昆州大学分子生物科学研究所的教授利特(Melissa Little)等用胚胎干细胞在培养皿中培养出了一个微型的肾脏

12、。 通过模仿肾脏正常的生长过程，在特定环境下被浸泡在生长因子环境中的干细胞，通过引导和生长逐渐分化变成一个完整的肾脏。 利特说：“事实上，这种技术预示着未来可以在实验室利用生物工程技术培育新器官来取代病变器官和组织。”干细胞+3D打印外耳肾脏血管皮肤骨人工角膜02人工心脏04人工半月板01人工神经组织03人工肝脏05干细胞与组织工程干细胞与生物制药全球已经获批的干细胞药物干细胞与医美干细胞化妆品干细胞微整形干细胞除皱和丰胸抗衰老 2006年，国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)，作为五项生物技术之一的干细胞技术将成为未来10年我国前沿技术的重点研究领域。 2010年973计划：加强干细胞研究，重点部署。 2010年，卫生部“重大新药创制”重大科技专项，新药研发干细胞技术平台作为一项重要专题第一次纳入创新药物研究开发技术平台建设。 2011年国家高技术研究发展计划（863计划）在生物和医药技术领域 单独设立干细胞治疗技术临床转化及应用研究主题项目。列入国家第三类医疗技术目录干细胞在中国干细胞，人体自带的修理包！Than