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文档简介

教学目标了解干细胞研究的历史掌握干细胞的概念、分类及特性了解干细胞在临床治疗中的应用1目前一页\总数一百一十页\编于二十点白血病目前二页\总数一百一十页\编于二十点白血病4/10发病率死亡率男8女1儿童概念病因临床特征防治目前三页\总数一百一十页\编于二十点(1)概念白血病:血液白色?错粒细胞造血干细胞原粒早幼粒中幼粒晚幼粒杆状核分页核(血液中)M3白血病细胞、分化、凋亡目前四页\总数一百一十页\编于二十点(2)临床特征贫血、出血、发热、侵润目前五页\总数一百一十页\编于二十点

贫血、出血、发热、侵润(2)临床特征目前六页\总数一百一十页\编于二十点贫血、出血、发热、侵润处于消耗状态肝脾肿大淋巴结肿大(2)临床特征目前七页\总数一百一十页\编于二十点贫血、出血、发热、侵润处于消耗状态肝脾肿大淋巴结肿大感染:抑制正常白细胞(2)临床特征目前八页\总数一百一十页\编于二十点不明影响因素:病毒感染:人类T细胞白血病病毒获得性疾病肿瘤基因环境因素:射线(γ射线等)、苯类化合物、细胞毒性药品(烷化剂等)(3)病因目前九页\总数一百一十页\编于二十点预后不良M3型急性早幼粒细胞白血病反式维甲酸诱导分化

砷剂改邪归正

缓解早幼粒细胞增多

等各种症状(4)治疗措施2010年国家最高科技奖获得者王振义教授目前十页\总数一百一十页\编于二十点预后不良M3型急性早幼粒细胞白血病反式维甲酸诱导分化

砷剂改邪归正

缓解早幼粒细胞增

等各种症状(4)治疗措施2010年国家最高科技奖获得者王振义教授骨髓移植中华骨髓库目前十一页\总数一百一十页\编于二十点

十月,Colorado的一对夫妇生了一个名叫Adam的婴儿,Adam的脐血干细胞能够治疗它六岁的姐姐Molly的范可尼贫血症.2000年十月发生在美国Colorado的一个故事12目前十二页\总数一百一十页\编于二十点Fanconi氏贫血是一种罕见的常染色体隐性遗传性疾病,其发病率为1-3/100万,患者由于DNA断裂修复功能缺陷导致再生障碍性贫血,表现为进行性造血功能衰竭、先天性骨骼畸形和易患癌症等.13目前十三页\总数一百一十页\编于二十点从八细胞的胚胎中取出一个细胞作移植前的遗传学诊断.14目前十四页\总数一百一十页\编于二十点15目前十五页\总数一百一十页\编于二十点一、干细胞导论16目前十六页\总数一百一十页\编于二十点1.干细胞研究的历史17目前十七页\总数一百一十页\编于二十点2007诺贝尔生理/医学奖

胚胎干细胞结合基因打靶研究2007年10月8日瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家马里奥•卡佩奇和奥利弗•史密斯、英国科学家马丁•埃文斯,以表彰他们在胚胎干细胞和基因敲除研究方面所做的贡献。奥利弗·史密斯

马丁•埃文斯

马里奥•卡佩奇

18目前十八页\总数一百一十页\编于二十点干细胞大事记1967年,美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯发表报告称,如果将正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍。1981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞;1998年11月,美国威斯康星大学的科学家在《科学》杂志报告说,他们已成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖。

1999年12月,美国科学家在《美国科学院院刊》报告说,小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后,世界各国的科学家相继证实,成体干细胞,包括人类的成体干细胞具有可塑性。19目前十九页\总数一百一十页\编于二十点1999年12月,干细胞研究1999年被《Science》评为该年度世界十大科技进展之首;2000年再度入选世界十大科技进展。2000年5月,日本把干细胞技术的出现视作在生命科学和生物技术领域赶超欧美国家的绝好机遇。在2000年度启动的“千年世纪工程”中,日本把干细胞工程作为四大重点之一,并且在第一年度就投入108亿日元的巨额资金。

20目前二十页\总数一百一十页\编于二十点英国允许胚胎干细胞研究2000年12月19日,英国下议院以超过2/3的多数票通过了在严格管理的条件下允许克隆人类早期胚胎,并从中提取干细胞进行医疗研究的决议。2001年1月,经过3年的激烈争论,英国议国会上院通过法案,允许科学家克隆人类早期胚胎,并利用它进行医疗研究。21目前二十一页\总数一百一十页\编于二十点2001年4月,美国科学家发现,从病人臀部和大腿处抽取的脂肪中,含有大量类似干细胞的细胞,这些细胞可以发育成健康的软骨和肌肉等。

2001年4月,美国国立卫生研究院决定取消原定举行的人类胚胎干细胞研究经费申请案的审查会议。该申请案是美国第一例人类胚胎干细胞研究经费申请案。

22目前二十二页\总数一百一十页\编于二十点美国“一波三折”的干细胞研究美国总统布什在2001年8月宣布,美国政府将仅仅支持对已有的胚胎干细胞进行研究;

2005年,美众议院以238票对194票通过法案,要求加大政府对胚胎干细胞研究的资金支持;23目前二十三页\总数一百一十页\编于二十点布什否决干细胞提案2006年7月18日该法案在参议院也以63票对37票获得通过;美国总统布什7月19日首次动用否决权,驳回这项支持胚胎干细胞研究的法案;

几小时后,国会众议院以235票对193票的结果重新通过了这份旨在放宽干细胞研究的法案。但由于第二次表决没有获得三分之二的绝对多数,国会无力推翻总统的否决票。

24目前二十四页\总数一百一十页\编于二十点2009年3月9日:美国总统奥巴马签署行政命令,宣布解除对用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的禁令。25目前二十五页\总数一百一十页\编于二十点美国杰龙生物医药公司2009年1月23日宣布,该公司利用人胚胎干细胞医治脊髓损伤病人的试验,已获得美国食品和药物管理局批准。这是美国药管局首次批准将胚胎干细胞用于人体疾病治疗试验。26目前二十六页\总数一百一十页\编于二十点联合国反对克隆人2005年2月18日,经过激烈的辩论,第59届联合国大会法律委员会以71票赞成、35票反对、43票弃权的表决结果,以决议的形式通过一项政治宣言,要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。27目前二十七页\总数一百一十页\编于二十点欧盟

继续资助人体胚胎干细胞研究2007年1月24日,欧盟正式宣布将继续资助人体胚胎干细胞研究,但禁止克隆人和破坏人类胚胎;在表决过程中,波兰、奥地利、马耳他、斯洛伐克、立陶宛声称出于伦理和道德上的考虑,否决了该项提议。德国和意大利在最后时刻改变原有立场,转而支持该项研究。在过去的7年中,欧盟研究基金资助了9个人体胚胎干细胞的科研项目,但必须遵循一定的前提:不能以复制为目的进行克隆人试验,不能从事企图修改人类基因库的研究,不能用于破坏人类胚胎的研究。28目前二十八页\总数一百一十页\编于二十点英干细胞银行正式开业

英国在2003年建立了世界第一个干细胞银行,旨在存储各种类型的干细胞,是世界第一个政府性的干细胞银行;2006年9月18日由英国政府下设的英国生物学标准与控制研究院经科学家们一致讨论,首次批准了6种可对外供应的胚胎干细胞;这次会议还规定,申请获得干细胞的科学家必须保证,不能进行克隆人的试验;已有约50个机构提出要求获得干细胞的申请,但也有人对此项决定表示疑虑。这项决定可能会使一些捐赠胚胎的夫妇心生不快。他们可能不太愿意自己的胚胎被用于一些他们并不知道的研究。

29目前二十九页\总数一百一十页\编于二十点中国支持治疗性克隆研究卫生部长陈竺2002年7月指出:“一个体外的胚胎在有限的时间,如14天里,尚属一般的生物细胞,此时还没有神经细胞和脑细胞的产生,既无知觉也无感觉,因此科学界一般认为它在此时还不是一个道德意义上的人。……人类干细胞研究给21世纪医学的革命性发展带来可能,因此总的平衡利弊,还是要支持”。陈竺还强调,在支持的同时还要有严厉的法律、法规来保证这样的技术发展能真正造福人类。30目前三十页\总数一百一十页\编于二十点生命何时开始?生命从何时开始?这一问题的答案对于胚胎研究有巨大的影响。一种观点认为,生命的价值在于有发育潜力,而不是发育的当前状态。对于持有这种观点的人来说,对干细胞的研究及对人类囊胚的破坏是完全无法接受的。担心无法控制的生物技术可能导致道德沦丧。许多人认为,生命起点的最好定义是囊胚植入子宫壁。而从人类胚胎研究的观点看来,原肠胚形成是生命起点。

31目前三十一页\总数一百一十页\编于二十点中国干细胞研究异军突起(1)北京大学医学部等投入500万元组建北京大学干细胞研究中心,将干细胞研究列为“十五”期间的三大重点建设项目之一,该中心目前正在建立非病毒转化的角膜干细胞体外培养体系,并已着手建立人胚胎干细胞系以及包含人体各种组织的成体干细胞库;在以干细胞技术治疗肝病、糖尿病等方面已取得了初步突破。

32目前三十二页\总数一百一十页\编于二十点中国干细胞研究异军突起(2)天津血液研究所、上海市第二人民医院等,在血液干细胞研究上也有比较突出的成就。北京中关村生命科技园将干细胞研究列为首批入园的九大项目之一。33目前三十三页\总数一百一十页\编于二十点天津脐带血干细胞库通过验收

天津脐带血造血干细胞库,是世界规模最大的干细胞库之一,总投资1.18亿元。2005年5月通过国家卫生部执业验收和亚洲脐带血库验收,日处理脐带血能力100份,总储存量30万份。天津脐带血库创建公共储存与自体储存相结合模式,已在全国建立70多家分公司和工作站,储存新生儿脐带血干细胞3万余份,接受全国和亚洲脐血库615例无血缘关系患者的查询,配型成功率97%,为数十位患者提供了移植供体;与世界各国脐带血干细胞库相比,天津脐带血造血干细胞库无论在储存数量、处理能力、洁净等级、通讯上网、安全保卫以及室内环境控制等方面,均居领先水平,为中国乃至全世界脐带血干细胞库的建设提供了示范和标准。

中国干细胞研究异军突起(3)34目前三十四页\总数一百一十页\编于二十点中国干细胞研究异军突起(4)我国首家脐带间充质干细胞库2006年4月24日前在天津经济技术开发区天大科技园细胞产品国家工程研究中心落成;35目前三十五页\总数一百一十页\编于二十点2.什么是干细胞?大多数动物出生以后,器官和组织在生长发育过程中不再产生其他类型细胞的发育和分化。而在生命过程中,有些细胞需要不断地更新,如皮肤、小肠和血液细胞。干细胞群的功能即是控制和维持细胞的再生。干细胞的“干”译自英文“Stem”,意为“树”、“干”和“起源”。干细胞即起源细胞。36目前三十六页\总数一百一十页\编于二十点(1)干细胞的定义干细胞是一类具有自我更新与分化潜能的细胞,能产生表现型和基因型与自己完全相同的子细胞,同时还能分化为祖细胞。37目前三十七页\总数一百一十页\编于二十点(2)干细胞的特征干细胞本身不是终末分化的细胞;干细胞能无限的增殖分裂;干细胞可连续分裂几代,也可在较长时间内处于静止状态;干细胞通过两种方式分裂.对称分裂——形成两个相同的干细胞,保持亲代特征非对称分裂——一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞,另一个保持亲代的特征,仍作为干细胞保留下来。38目前三十八页\总数一百一十页\编于二十点(3)干细胞的分类A.根据其发育阶段可分为两类胚胎干细胞(EmbryonicStemCell

)胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。成体干细胞(Adult-derivedStemCell)成体干细胞普遍存在于机体的大多数组织器官中,具有修复和再生的能力的细胞。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。39目前三十九页\总数一百一十页\编于二十点B.根据其分化能力可分为三类全能干细胞(totipotentialstemcell)全能干细胞具有形成完整个体的分化潜能,如胚胎干细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型,进一步形成机体的所有组织、器官。40目前四十页\总数一百一十页\编于二十点多能干细胞(pluripotentialstemcell)多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制,骨髓多能造血干细胞是典型的例子,它可分化出至少十二种血细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞。41目前四十一页\总数一百一十页\编于二十点专能干细胞(limitedpotentialstemcell)这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞或叫卫星细胞。42目前四十二页\总数一百一十页\编于二十点43目前四十三页\总数一百一十页\编于二十点二、各种干细胞的研究44目前四十四页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞研究步履蹒跚成体干细胞研究如火如荼45目前四十五页\总数一百一十页\编于二十点1.胚胎干细胞ESC(EmbryonicStemCell)46目前四十六页\总数一百一十页\编于二十点

受精卵在分裂期的早期,尚未植入子宫之前形成一个称为囊胚(Blastocyte)的结构,它由大约140个左右的细胞组成。囊胚内部的一端,有一个“内细胞群”(Innercellmass),这是一群具有全部分化能力的细胞,他们在胚胎发育过程中,可以进一步分化为内胚层、中胚层和外胚层,并最终分化为不同的组织、器官,成为一个完整的人体。将这种内细胞群取出,做成细胞悬液,在体外进行培养,就成为“胚胎干细胞”(Embryonicstemcell,ES细胞)。47目前四十七页\总数一百一十页\编于二十点48目前四十八页\总数一百一十页\编于二十点(1)ES细胞的高度分化潜能ES细胞的全能性是其区别于成纤维细胞等体细胞的显著特点1)ES细胞在体外需在饲养层细胞上培养才能维持其未分化状态,一旦脱离饲养层就自发地进行分化2)在单层培养时细胞自发分化成多种细胞49目前四十九页\总数一百一十页\编于二十点

3)ES细胞可进行诱导分化用RA(维生素A酸或视黄酸)作诱导,90%以上的ES细胞分化为神经胶质细胞,聚集培养的ES细胞诱导分化则可分化为有节律性收缩的心肌细胞。将ES细胞注射到同源动物皮下,可形成组织瘤,其细胞组成可代表3个胚层细胞。用ES细胞作核供体进行细胞核移植,可以得到可发育重构胚和动物个体。50目前五十页\总数一百一十页\编于二十点(2)ES细胞的分离ES细胞分离方法a.直接由动物体内获取囊胚再分离内细胞群(ICM)的方法,从而获得ES细胞1995年J.A.汤姆森等从恒河猴的囊胚中分离建立了世界上第一株灵长类胚胎干细胞1998年,他们从接受不孕症的夫妇所捐献的处于囊胚阶段的早期胚胎中分离出人的胚胎干细胞b.从终止妊娠的胎儿组织中分离出胚胎干细胞1998年吉尔哈特研究小组从选择性流产所得到的胚胎生殖腺中分离出了人原始胚胎生殖细胞,经培养获得胚胎干细胞c.克隆技术2001年马萨诸赛州的科学家宣布,他们将卵细胞去核细胞核,转入体细胞核,体外培养,获得高质量的去透明带囊胚,由此囊胚进一步分离得到了胚胎干细胞51目前五十一页\总数一百一十页\编于二十点(3)胚胎干细胞研究的意义ES细胞拥有类似胚胎的全能分化性,可以从单个的受精卵发育成完整的个体,能够给我们解释完整的发育体系,而成体个体来源的多能干细胞就不可能。极早期的胚胎发育均可追溯到ES细胞,而不是成熟个体来源的多能干细胞。ES细胞也是唯一不死的细胞,能够非限定地分化,是细胞的源头。ES细胞是遗传操作的最早期细胞。因此,尽管目前的争论集中在治疗方面,但也许ES细胞最伟大的用途是作为科学研究的工具。52目前五十二页\总数一百一十页\编于二十点动物克隆动物克隆是将一个个体卵细胞核去除,将另一个体细胞核移入去核卵细胞,再植入代孕母亲的子宫,得到和核供体遗传物质完全相同的子代。从1952年起,科学家们首先采用青蛙开展细胞核移植克隆实验,Briggs、King先后获得了蝌蚪和成体蛙。1958年,Steward用胡罗卜根细胞经培养产生了胡罗卜植株。1963年,我国童第周教授等首先以金鱼等为材料,研究鱼类胚胎细胞核移植技术获得了成功。53目前五十三页\总数一百一十页\编于二十点哺乳动物胚胎细胞核移植研究的最初成果是在1981年取得的。Illmensee和Hoppe用鼠胚胎细胞培育出3只发育正常的小鼠,其中一雌一雄进行交配产下了与供体表型相同的后代,证明克隆后代有正常的繁殖能力。到1995年,在主要的哺乳动物中,胚胎细胞核移植都获得成功,克隆羊、牛、猪和兔等。54目前五十四页\总数一百一十页\编于二十点以往的克隆之所以获得成功是因为胚胎细胞具有全能性,它的细胞核移植到去核卵细胞后能发育成一个完整的个体。因此人们要问:体细胞这种分化了的细胞的细胞核是否也具有全能性?它是否能重新程序化,用于核移植、生产克隆动物?

“多莉”的诞生回答了这一问题。55目前五十五页\总数一百一十页\编于二十点1997年2月27日,在“多莉”(Dolly)出生后6个月,英国罗斯林研究所I.Wilmut等人公布了他们的实验结果。

56目前五十六页\总数一百一十页\编于二十点b.治疗性克隆同样原理可以将病人皮肤细胞核转至去核卵细胞中,再从囊胚中获取胚胎干细胞,分化培养成所需要的组织、器官,且没有免疫排斥。57目前五十七页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞诱导分化心肌、横纹肌细胞造血细胞上皮细胞58目前五十八页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞分化为特定器官59目前五十九页\总数一百一十页\编于二十点人类胚胎干细胞让瘫痪鼠走路

2004年12月美国加州大学埃尔文分校的神经生物学家凯尔斯狄德等人,诱导人类胚胎干细胞分化成神经细胞,并将它注入脊髓受伤数周的小鼠体内后,已成功修复受伤的脊髓,使小鼠能够爬行;

ResearchesonESC60目前六十页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞分化出了运动神经元2005年1月30日在美国威斯康星大学工作的中国科学家张素春和李学军报告说,他们成功地用人类胚胎干细胞分化出了运动神经元;

他们发现只有在相当于人类胚胎发育第三周到第四周这一段时间里,胚胎干细胞才有可能分化成运动神经元;

首先要将胚胎干细胞分化成神经干细胞,然后使神经干细胞生长为运动神经元祖细胞,最后才使祖细胞变成运动神经元;

ResearchesonESC61目前六十一页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞治血友病2005年2月,美国北卡罗莱纳州大学的研究人员报告,用一种生长因子处理培养的小鼠胚胎干细胞,再用纤维原细胞生长因子将胚胎干细胞处理7天,使胚胎干细胞分化成类似前体细胞的早期内皮层细胞;然后将这种细胞注射到小鼠的肝脏中,从而导致肝脏细胞持续生产第九因子,逆转了一种类型的血友病。这种类型的小鼠血友病与人类的B型血友病很相似;4个月后这些细胞仍不被免疫系统所排斥;ResearchesonESC62目前六十二页\总数一百一十页\编于二十点避开胚胎干细胞研究的伦理问题2005年10月美国先进细胞技术公司的研究小组,在实验鼠胚胎发育的极早阶段(8细胞阶段)提取出一个细胞。他们发现,这个细胞和胚泡中提取的胚胎干细胞完全一样,而胚胎可以不受影响地继续发育成实验鼠。

ResearchesonESC63目前六十三页\总数一百一十页\编于二十点只需3个基因,体细胞变成干细胞日本Shinya

Yamanaka研究小组人员通过将4个基因注入皮肤细胞就能使其转变成胚胎干细胞,但这些基因里含有容易致癌的基因c-Myc,以此方法研发出的干细胞所生出的老鼠,37只老鼠当中有6只致癌,即约有20%会出现生长肿瘤的情况,这些致癌的老鼠在100天左右就会死亡。

2007年12月1日,他们再次在《自然·生物科技》杂志上发表研究成果,将四个基因当中易致癌的基因c-Myc去除,仅用其余3个基因注入皮肤细胞内,在调整培养条件后,制造出了新的胚胎干细胞,以此新细胞培育出的26只老鼠,在饲养了100天之后无一例致癌。这项成果将大大提升临床应用的安全性。该成果名列美国《Science》杂志2007十大科技进展第二名;ResearchesonESC64目前六十四页\总数一百一十页\编于二十点东京大学利用成人皮肤细胞制成的人工全能干细胞显微照片

ResearchesonESC65目前六十五页\总数一百一十页\编于二十点人类胚胎干细胞使盲鼠复明

2006年9月美国先进细胞技术公司的罗伯特·兰扎等人报告,他们用16个人类胚胎干细胞系,诱导培育出67个视网膜色素上皮细胞团,并将其中一个视网膜色素上皮细胞团植入出生21天的盲实验鼠(没有视网膜色素上皮细胞)体内。视力检测表明,这些实验鼠接受治疗70天以后,视力可达到正常实验鼠的70%;而对照组的盲实验鼠视力没有恢复;此外,人类细胞移植到实验鼠体内后也没有表现出任何副作用。

ResearchesonESC66目前六十六页\总数一百一十页\编于二十点造出能博动的心脏组织

2007年3月以色列工学院科研人员先用胚胎干细胞生成心脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞三种细胞,然后把它们植入可生物降解的结构中。几个星期后,这些细胞合为一体,形成不足1平方厘米能搏动的心脏组织;这片心肌,布满微细血管,与构成心脏的复杂组织非常相似。这是科学家首次成功创造出包含所有关键细胞的心脏组织。至关重要的是,他们发现了一种让构成心脏的不同类型细胞共同成长并发挥作用的方法;

ResearchesonESC67目前六十七页\总数一百一十页\编于二十点干细胞可以治脑疾

2007年3月美国加利福尼亚州拉荷亚的伯汉医学研究中心的埃文·辛德博士和他的同事发文称,从几天大的人类胚胎中提取出胚胎干细胞,并与人类胎儿干细胞混合,将这些干细胞移植入患“山德霍夫氏病”的小鼠的大脑,被移植的人类细胞取代了受损鼠神经细胞,炎症得到控制,而且还能传递神经信号。经过治疗的小鼠的寿命比对照延长了70%。

患“山德霍夫氏病”的儿童智力发育相当缓慢,还有其他器官功能性障碍,普遍夭折,通常只能活到6岁。

ResearchesonESC68目前六十八页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞转化为肺上皮细胞2007年3月美国德州大学健康科学中心Rick

A.

Wetsel博士报道,研制出一种简易可靠的分子程序,将人类胚胎干细胞特化为肺上皮细胞;体外实验过程中,研究人员将人类胚胎干细胞培养在特殊包被的培养基中,加入肺上皮细胞的基因调节物,使这些细胞特化为肺泡II型上皮细胞。肺泡II型上皮细胞被称为“肺的干细胞”,不仅能够产生包括肺部表面活性剂在内的多种蛋白,还能分化为肺内部细胞,为治疗一系列肺部疾病带来新的希望。ResearchesonESC69目前六十九页\总数一百一十页\编于二十点首次用干细胞培育出万能血细胞

2008年8月美国科学家称,他们首次在实验室成功地利用胚胎干细胞培育出O型阴性血细胞。O型阴性血也被称为“万能血型”,能够与任何其它血型相匹配,将可能使人类未来不必再为血源紧张而发愁。

显微镜下的干细胞ResearchesonESC70目前七十页\总数一百一十页\编于二十点韩国“最高科学家”黄禹锡

称已获体细胞克隆人类早期胚胎,并从中获得胚胎干细胞(2004.2)ResearchesonESC71目前七十一页\总数一百一十页\编于二十点黄禹锡继续体细胞克隆(2005.5)在《Science》黄禹锡报道,招募11名2岁到56岁捐献体细胞的男女志愿者,患有脊索损伤、幼年糖尿病和先天性低丙球蛋白血症等各种疾病,其中一名患有脊索损伤的女性志愿者,也捐献了克隆胚胎用的卵母细胞;共将185个卵母细胞抽出细胞核,然后分别植入体细胞的细胞核,成功得到了31个胚泡,最后提取了11个干细胞系。而在2004年的研究中,黄禹锡等人最后只得到一个干细胞系。

ResearchesonESC72目前七十二页\总数一百一十页\编于二十点黄禹锡被问讯后返回首尔大学办公室,

与助手、学生一一道别2006年黄禹锡被证明发表在2004年《Science》上的胚胎干细胞克隆造假ResearchesonESC73目前七十三页\总数一百一十页\编于二十点1964年为科研确立伦理规范的《赫尔辛基宣言》科学家应该保证自身独立于研究项目之外,且没有受到强迫;研究者们一向被提醒不要接受来自研究团队成员捐出的卵子,因为这会引发捐卵者与研究有联带关系,以及担心捐卵可能是屈服于研究压力;黄禹锡曾向提供卵子的女性支付了每人150万韩元(合1450美元)补偿金。

ResearchesonESC74目前七十四页\总数一百一十页\编于二十点黄禹锡被判2年徒刑,缓刑3年韩国首尔地方检察厅就前首尔大学教授黄禹锡因学术造假而遭起诉一案举行了第二次听证。黄禹锡在法庭上承认,自己曾指使手下伪造胚胎干细胞数据,并以此撰写论文发表在美国《Science》杂志上;2009年10月26日,韩国法院裁定,黄禹锡侵吞政府研究经费、非法买卖卵子罪成,被判2年徒刑,缓刑3年。

ResearchesonESC75目前七十五页\总数一百一十页\编于二十点胚胎干细胞研究面临的挑战如何维持体外培养时细胞不分化?如何定向诱导干细胞分化?如何增殖已定向分化的细胞?如何诱导生成所需的组织或器官?如何创造“万能”干细胞?胚胎干细胞是否安全?ResearchesonESC76目前七十六页\总数一百一十页\编于二十点几乎各个器官中都有干细胞在一些原本认为不可更新的组织中发现了干细胞,如:亚脑室区、侧脑室区和嗅球的连接处以及海马区;目前已发现存在干细胞的组织有:脑、骨髓、脐血、血管、脊髓、皮肤、角膜、骨骼肌、肝脏、外周血、胰腺、视网膜、乳腺、牙齿和消化系统上皮等。ResearchesonESC77目前七十七页\总数一百一十页\编于二十点美日两个研究小组2007年11月21日分别宣布成功地将人皮肤细胞改造成几乎可以和胚胎干细胞相篦美的干细胞,其基本原理都是利用基因重新编程技术,向皮肤细胞中植入一组4个基因,通过基因重新编程,使皮肤细胞具备与胚胎干细胞十分相似的功能,可分化为人体多种组织细胞。78目前七十八页\总数一百一十页\编于二十点2.成体干细胞ASC(Adult-derivedStemCell)79目前七十九页\总数一百一十页\编于二十点(1)成体干细胞成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。机体的多种成熟分化的组织中普遍存在成体干细胞,如造血干细胞、皮肤干细胞、间质干细胞、肌肉干细胞,肝脏干细胞、神经干细胞等。80目前八十页\总数一百一十页\编于二十点(2)成体干细胞的可塑性在多数情况下,成体干细胞分化为与其组织来源一致的细胞,但是在某些情况下,成体干细胞的分化并不遵循该规律,表现出很强的跨系或跨胚层分化潜能,这种现象称为干细胞的可塑性(plasticity),也称横向分化(transdifferentiation)或转决定(transdetermination)。成体干细胞的可塑性和胚胎细胞的多能性有相似之处。1995年,Pereira等证明,小鼠骨髓细胞在体外培养后具有向骨、软骨和肺基质转化的能力。1999年,Bjornson等将胚胎和成年小鼠神经干细胞,以及在体外克隆的神经干细胞移植给亚致死剂量照射的小鼠,结果证明神经干细胞可转化为造血细胞。2000年,Alison等和Lagasse等分别报道造血干细胞可在体内分化成肝细胞2002年,Vescovi等报道神经干细胞除有向神经元、星形细胞与少突胶质细胞分化能力以外,还可分化为造血细胞谱系。81目前八十一页\总数一百一十页\编于二十点(3)成体干细胞应用的限制因素尽管多种不同类型的专能干细胞已得到确定,但尚未从体内的全部组织中分离出成体干细胞。成体干细胞含量极微,很难分离和纯化,且数量随年龄增长而降低。如果尝试使用患者自身的干细胞进行治疗,那么首先必须从患者体内分离干细胞,并体外培养,只至有足够数量的细胞才可用于治疗。在一些遗传缺陷疾病中,遗传错误很可能也会出现于病人的干细胞中,这样的干细胞不适于移植。成人身上获得的干细胞可能没有年轻人的干细胞那样的增殖能力。由于日常生活中人是暴露在各种环境之下的,日光和毒素等都有可能造成基因突变,成体干细胞可能包含更多的DNA异常。82目前八十二页\总数一百一十页\编于二十点(4)目前研究的成体干细胞造血干细胞(hematopoieticstemcell,HSC)神经干细胞(neuralstemcells,NSC)上皮干细胞(epithelialstemcell,ESC)间充质干细胞(Mesenchymalstemcells,MSC)……83目前八十三页\总数一百一十页\编于二十点例:造血干细胞

(hematopoieticstemcell,HSC)84目前八十四页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞的两个重要特征①高度的自我更新或自我复制能力;②可分化为各类血细胞(不对称分裂);造血干细胞仅占骨髓有核细胞的0.5%;造血干细胞85目前八十五页\总数一百一十页\编于二十点骨髓造血干细胞(约占骨髓造血组织的0.1%);外周血干细胞(约占外周血单核细胞的0.1~0.01%);脐血干细胞(约占脐血组织的0.4%);它们各自的优缺点?三类造血干细胞86目前八十六页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞

HematopoieticStemCell(3)从胚胎发育第4个月开始至终生,骨髓是主要的造血器官;造血干细胞仅占骨髓有核细胞的0.5%;造血干细胞87目前八十七页\总数一百一十页\编于二十点成熟血细胞的产生过程

造血干细胞造血祖细胞

前体细胞各种成熟血细胞造血干细胞88目前八十八页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞的分化造血干细胞89目前八十九页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞作为干细胞研究

与应用的突破口造血细胞是细胞增殖分化的最佳模型。造血干/祖细胞及各系血细胞的表面标志较为清楚,细胞表型特征可进行定量分析,且可分选。造血干/祖细胞增殖及向各系分化的重要诱导因子、受体、信号转导、微环境等因素较为清楚。造血细胞发挥功能可相对游离,不需“生物支架”、神经、血管、外科移植等复杂的“下游”工艺,因此便于直接应用于临床。90目前九十页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞的临床应用1.造血干细胞移植造血干细胞移植,就是应用超大剂量化疗和放疗以最大限度杀灭患者体内的癌细胞,同时全面催毁其免疫和造血功能,然后将正常人造血干细胞输入患者体内,重建造血和免疫功能,达到治疗疾病的目的。造血干细胞并不能在人群中随意移植,正如输血需要配ABO血型一样,造血干细胞移植需先进行HLA配型。HLA即人白细胞抗原,是人体细胞表面的“主要组织相容性复合物”,只有两个个体HLA配型相同,才能进行造血干细胞移植,否则会发生移植物抗宿主反应(GVHD)或移植排斥反应,严重者可危及患者生命。91目前九十一页\总数一百一十页\编于二十点成人体内造血干细胞主要存在于骨髓中,因此最初多采用骨髓造血干细胞进行移植。现在可通过造血干细胞“动员”技术,采集分离外周血而得到足够数量的造血干细胞,称为外周血干细胞移植。此外,脐带血中含有丰富的造血干细胞,可用于造血干细胞移植。除了可以治疗急性白血病和慢性白血病外,造血干细胞移植也可用于治疗重型再生障碍性贫血、地中海贫血、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤等血液系统疾病以及小细胞肺癌、乳腺癌、睾丸癌、卵巢癌、神经母细胞瘤等多种实体肿瘤。92目前九十二页\总数一百一十页\编于二十点造血干细胞的临床应用2.基因治疗造血干细胞作为基因治疗的靶细胞的优势在于:1.造血干细胞具有自我更新能力,目的基因导入后能长期表达,病人可终身受益2.造血干细胞具有向各系血细胞分化的能力,只需少数干细胞转染目的基因,由其分化而成的细胞便可随血液循环到达靶细胞,利用其所携带的外源基因最大限度地发挥治疗作用3.造血干细胞无论在骨髓内还是在循环血中,目的基因产物都能通过血循环到达靶器官4.许多疾病与造血有关,如地中海贫血、镰状细胞贫血等,如能将缺陷基因导入造血干细胞,可望缓解症状5.近年来,造血干细胞分离纯化、体外培养和冻存以及移植技术日趋成熟,为造血干细胞在基因治疗中地应用提供了技术保证93目前九十三页\总数一百一十页\编于二十点3、干细胞生物工程94目前九十四页\总数一百一十页\编于二十点人类干细胞研究的应用

-干细胞工程ES系统已经成为基因功能研究的有效手段ES细胞系建立后,可从最根本上揭示人及动物发育过程中的决定基因ES细胞可作为评价新药及化学产品的毒性及效能的检测系统ES细胞有可能成为今后细胞替代疗法和组织器官移植的最佳来源95目前九十五页\总数一百一十页\编于二十点法国利用成体干细胞进行基因治疗的一个成功尝试法国研究人员最近报道了一个人类基因治疗的成功尝试。他们从两个严重免疫缺陷的婴儿的骨髓中取出基因缺陷的干细胞,在DNA中加入一个拷贝的正常基因,然后将干细胞注射回婴儿体内,结果提高了它们的免疫力96目前九十六页\总数一百一十页\编于二十点成体干细胞治疗小鼠糖尿病Florida大学的研究人员宣称他们用成体胰腺干细胞逆转的小鼠的糖尿病。他们取出成体胰腺干细胞培养,在培养基中干细胞形成了微小的有功能的器官,即胰岛。再将这些细胞注射至糖尿病小鼠皮下。7-10天内,小鼠的血糖水平已经得到了控制97目前九十七页\总数一百一十页\编于二十点移植骨髓干细胞治疗儿童软骨缺陷Memphis的St.Jude儿童医院研究人员报道,骨髓干细胞可以用于治疗儿童骨生成缺陷。治疗三个月后,三个患儿均表现出新的高密度骨的形成。98目前九十八页\总数一百一十页\编于二

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