让生命无限可能干细胞移植技术科普知识与科学应用

让生命无限可能干细胞移植技术科普知识与科学应用第一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二Contents人类生命的起源与过程疾病与衰老的真相干细胞--生命的本源干细胞移植技术与临床应用干细胞移植技术发展现状让生命无限可能123456第二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二生命科学造福于民

自进入二十一世纪以来，生命科学步入了迅猛发展时代，尤其是具有组织和器官可替代性的干细胞移植技术，已经在人类疾病的治疗领域显示出不可估量的前景，取得了重大的突破性进展和多项科研成果，为临床上许多药物治疗无效或疗效不佳而又无其它治疗办法的疾病，如帕金森氏病、脑外伤脑卒中所致的并发症、脑瘫、脊髓损伤、运动神经元病、糖尿病、股骨头坏死、骨不连、亚健康状态、卵巢功能不全、更年期综合征等重大疑难疾病的治疗带来了崭新的手段和疗法，有的甚至取得了神奇的疗效。

干细胞移植技术作为生物技术之一，已确立为未来十五年我国前沿技术的重点研究领域。二十世纪是药物治疗的时代，二十一世纪必然是细胞治疗的时代。

除重大疑难疾病治疗外，干细胞移植技术在美容和抗衰老领域的应用也已进入公众视野，并以其安全性、科学性和长效性得到广泛认可。但是，干细胞移植技术作为一种专业的、新型的医疗技术手段，在公众认知方面还存在许多盲区。为推动干细胞移植技术的科学发展，使其更好地为人们的身心健康服务，就干细胞及移植技术的基本知识和科学应用开展此科普讲座。第三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二一、人类生命的起源与过程

男性精子和女性卵子作为原始的单细胞，是生物学最早对于细胞的认识，精子和卵子结合成为一个受精卵，于是一个伟大的生命开始了他的时空旅程。

受精卵在输卵管中行进4天到达子宫腔，然后在子宫腔内自由地停留3天左右。受精卵经过多次分裂，形成一个细胞团，逐渐长大，同时开始分化，一部分变成胎儿，另一部分变成了供给胎儿营养并保护胎儿的附属器官。

受精卵约需要在子宫腔内停留40周（10个月）左右的时间方可发育成一个成熟的胎儿，经历耐受缺氧、挤压等的考验，真正成为这个世界的一员。第四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二一、人类生命的起源与过程《黄帝内经》《灵枢-天年》篇记述：“人生十岁，五脏始定，血气已通，其气在下，故好走。二十岁，血气始盛，肌肉方长，故好趋。三十岁，五脏大定，肌肉坚固，血脉盛满，故好步。四十岁，五脏六腑十二经脉，皆大盛以平定，腠理始疏，荣华颓落，发颇斑白，平盛不摇，故好坐。五十岁，肝气始衰，肝叶始薄，胆汁始减，目始不明。六十岁，心气始衰，苦忧悲，血气懈惰，故好卧。七十岁，脾气虚，皮肤枯。八十岁，肺气衰，魄离，故言善误。九十岁，肾气焦，四脏经脉空虚，百岁，五脏皆虚，神气皆去，形骸独居而终矣。”上述记载表明，人生十年为一个生命过程，这与现代医学分类方式基本相似。因此，人类在30岁前是生长发育期，30—50岁是成熟期，50—90岁是衰老期。而后是死亡。生、长、壮、老、已，是人类生命的全过程。第五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二二、疾病与衰老的真相无论种族国籍、肤色贫富，无论帝王将相、升斗小民，疾病与衰老从古至今都是人类生命不可逆转的方向。除去意外，绝大部分人类因疾病和衰老而死亡。1、疾病与衰老——人类生命无可逆转的方向第六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二二、疾病与衰老的真相无论是千古一帝的秦始皇嬴政，还是藏于深山、活于市井的百姓黎民，也无论是中医养生还是西医驱病，从古至今，人们对于对抗疾病与衰老、延长生命的探索从未停止。2、人类对于抵抗疾病与衰老、延长生命的探索从未停止第七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二人体组织器官细胞神经系统运动系统消化系统呼吸系统循环系统泌尿系统生殖系统内分泌系统骨骼、肌肉胃肠肝胆胰等肺、气管心脏、血管肾、膀胱等卵巢子宫睾丸等脑垂体、甲状腺等脑脊髓、神经二、疾病与衰老的真相3、细胞学——揭开人类疾病和衰老之谜的钥匙第八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二二、疾病与衰老的真相细胞(cell，源于拉丁文cella，原意为空隙、小室)一词是1667年R.胡克命名的。科学研究发现，有机体的生理功能和一切生命现象都是以细胞为基础表达的，人类生命的疾病和衰老其实是组成身体功能器官细胞的疾病和衰老。因此，细胞学将是揭开人类疾病和衰老之谜的钥匙。

而这一切都必将从干细胞开始……3、细胞学——揭开人类疾病和衰老之谜的钥匙第九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源干细胞即为起源细胞。简单来讲，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类各组织器官的原始细胞。干细胞的形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。1、干细胞的定义胚胎干细胞成体干细胞胚胎干细胞(Embrtibucstemcell)的发育等级较高，是全能干细胞（Totipotentstemcell），而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。第十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源胚胎干细胞（EmbryonicStemcell，ES细胞）当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（InnerCellMass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年MartinEvans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。

进一步说，胚胎干细胞（ES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。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。2、干细胞的分类——胚胎干细胞胚胎干细胞第十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源成体干细胞(somaticstemcell)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。2、干细胞的分类——成体干细胞成体干细胞第十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中、胎盘组织中。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和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。2、干细胞的分类——成体干细胞（1）造血干细胞造血干细胞第十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源理论上讲，任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。神经干细胞可以向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞分化，与宿主的神经组织良好融合，并在宿主体内长期存活。在多种黏附分子的作用下，可以透过血脑屏障，高浓度的聚集在损伤部位；可以分泌多种神经营养因子，促进损伤细胞的修复；可以增强神经突触之间的联系，建立新的神经环路。2、干细胞的分类——成体干细胞（2）神经干细胞神经干细胞第十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源肌肉干细胞可发育分化为成肌细胞(myocytes)，后者可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。2、干细胞的分类——成体干细胞（3）肌肉干细胞肌肉干细胞第十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSC）是干细胞家族的重要成员，来源于发育早期的中胚层和外胚层。MSC最初在骨髓中发现，因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。如间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。2、干细胞的分类——成体干细胞（4）骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞第十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源胎盘是胎儿和母亲血液交换的场所，含有非常丰富的血液微循环。人在母亲子宫内发育的阶段，胎盘是首先形成的器官之一。胎盘中含有大量的早期干细胞，包括数量丰富的造血干细胞。这些干细胞在胎盘中行使着造血的功能。小孩出生后剥离的胎盘内所含的造血干细胞，可以分化形成各种血细胞（红细胞、白细胞、血小板等）的祖宗，注射到体内可以发挥造血功能。2、干细胞的分类——成体干细胞（5）胎盘造血干细胞胎盘造血干细胞第十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源亚全能干细胞自胚胎形成的第5到7天开始出现，能分化形成200多种人体组织器官细胞，但不能形成一个完整的人体。胎盘亚全能干细胞是来源于新生儿胎盘组织的一族亚全能干细胞，其在发育阶段与胚胎干细胞接近，具备分化形成三个胚层的组织细胞的能力，但不会形成畸胎瘤。2、干细胞的分类——成体干细胞（6）胎盘亚全能干细胞胎盘亚全能干细胞第十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源干细胞按照分化潜能可分为以下四类：（1）全能干细胞——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四细胞期之前任一细胞皆是全能干细胞。具有发展成独立个体的能力。也就是说能发展成一个个体的细胞就称为全能干细胞。（2）万能干细胞——是全能干细胞的后裔，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）多能干细胞——只能分化成特定组织或器官等特定族群的细胞（例如血细胞，包括红血细胞、白血细胞和血小板）。（4）专一性干细胞——只能产生一种细胞类型；但是，具有自更新属性，将其与非干细胞区分开。2、干细胞的分类——按照分化潜能的分类方法（主流分类方法）全能干细胞分化过程第十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二三、干细胞—生命的本源（1）胚胎干细胞可来源于畸胎瘤细胞（EC）、桑椹球细胞（ES）、囊胚内细胞团（ES）、拟胚体细胞（ES）、生殖原基细胞（EG）等。当受精卵分裂发育成囊胚时，将内细胞团（InnerCellMass）分离出来进行培养，在一定条件下，这些细胞可在体外“无限期”地增殖传代，同时还保持其全能性，因此被称为胚胎干细胞。（2）成体干细胞可以由下列几个方面得到：A：胚胎细胞——由胚胎干细胞定向分化，或移植分化而成。B：胚胎组织——由分离胚胎组织、细胞分离、或培养而成。C：成体组织——由脐血、胎盘、脐带、羊水、骨髓、外周血、脂肪等得到。3、干细胞的获取途径第二十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二四、干细胞移植技术与临床应用1、干细胞移植技术的科学界定--是指通过对干细胞进行分离、体外培养、定向诱导、甚至基因修饰等过程，在体外繁育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官，并最终通过细胞、组织或器官的移植实现对临床疾病的治疗。他们将人类DNA和Na'vi人的DNA结合在一起，制造了一个克隆Na'vi人第二十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二四、干细胞移植技术与临床应用释放各种因子（1）对组织细胞损伤的修复。（2）启动机体组织细胞的再生和更新机制

干细胞分化成损伤组织的细胞→替代损伤和衰老的组织细胞及完全失去功能的细胞2、干细胞移植技术的临床应用——干细胞的治疗原理第二十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二其主要成分为：BFGF（碱性成纤维生长因子）：促进成纤维细胞合成胶原等细胞外机制分子EGF(表皮生长因子)：激活细胞，修复表皮KGF（角质生长因子）：促进角质上皮细胞生长，修复受损肌肤IGF（胰岛素生长因子）：促进细胞再生修复VEGF（血管内皮细胞生长因子）：改善血液循环，促进内皮细胞转化成肌肤细胞Ang（血管生成素）：维持血管的完整性和正常的更新，改善微循环，红润肌肤LIF9（白血病抑制因子）：促进干细胞自我更新EPO（促红细胞生成素）：促进再生修复SDF-1（基质细胞衍生因子）：吸引血液中的干细胞到皮肤，促进皮肤的更新和再生

修复PDGF（血小板衍生生长因子）：刺激成纤维细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞的分裂增殖，促进皮肤的修复FGF（成纤维生长因子）：促进血管修复、成纤维细胞增殖和生成胶原等细胞外基质分子。增加皮肤的弹性，加快组织修复BNDF（脑源性神经生长因子）：神经营养作用；促进血管形成和组织再生修复GDNF（胶质细胞源性神经营养因子）四、干细胞移植技术与临床应用3、干细胞移植技术的临床应用——干细胞释放因子的部分成分和作用第二十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二五、干细胞移植技术发展现状当前，干细胞和再生医学的研究已成为自然科学中最为引人注目的领域，其理论的日臻完善和技术的迅猛发展必将在疾病治疗和生物医药等领域产生划时代的成果，是对传统医疗手段和医疗观念的一场重大革命。采用干细胞治疗有着多种优势：来源方便；低毒性（或无毒性），即使不完全了解疾病发病的确切机理治疗也可达到较好的治疗效果；干细胞移植可避免产生免疫排斥反应，对传统治疗方法疗效较差的疾病多有惊人的效果。1、干细胞移植技术的优势第二十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二五、干细胞移植技术发展现状美国2009年3月奥巴马解禁冷冻多年的干细胞移植项目2010年11月启动了10名脊髓损伤患者参加的胚胎干细胞治疗项目2011年4月29日联邦法院立法，全面动用联邦税收支持干细胞项目英国2009年9月启动了十二名中风患者胚胎干细胞治疗项目2010年8月启动了胚胎干细胞制造血液的项目中国2009年将干细胞项目划为第三类医疗技术2011年干细胞成果转化和产业化作为863主题项目进行支持2012年我国卫生部开展干细胞移植技术临床应用行业自查自纠工作并规范行业发展2、干细胞移植技术的政策导向第二十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

1957年，美国华盛顿大学多纳尔·托玛斯发现正常人的骨髓移植到病人体内，可以治疗造血功能障碍。这一技术的发现，使多纳尔·托玛斯本人荣获了诺贝尔奖。这一技术很快得到全世界的认可，并已成为根治白血病等病的主要手段。多纳尔·托玛斯五、干细胞移植技术发展现状3、干细胞与诺贝尔奖第二十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

2007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-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯，以表彰他们在干细胞研究方面所作的贡献。马里奥-卡佩奇马丁-埃文斯奥利弗-史密斯五、干细胞移植技术发展现状3、干细胞与诺贝尔奖第二十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二2012年，日本-山中伸弥（ShinyaYamanaka），获得诺贝尔生理或医学奖。诱导多功能干细胞（iPScell）创始人之一。2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法，为研究治疗目前多种心血管绝症提供了巨大助力。五、干细胞移植技术发展现状3、干细胞与诺贝尔奖第二十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二2012年，英国-约翰·伯特兰·格登（JohnBertrandGurdon），荣获诺贝尔生理学或医学奖。一个普通的上皮细胞核能够让去掉细胞核的卵细胞发育成为一个蝌蚪，进而变成一只成熟的爪蟾。五、干细胞移植技术发展现状3、干细胞与诺贝尔奖第二十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二五、干细胞移植技术发展现状温家宝总理指出：干细胞研究是生物科技的最前沿，是最有希望超越西方发达国家的领域。希望你们承担起这个重任，把希望变成现实。让一个国家，一个民族在一个大的科学领域领先世界！将来世界上干细胞领域占领先地位的，不在剑桥，不在新加坡，也不在美国，在你们的手中，在你们头脑中，在你们奋斗的精神里和你们的智慧里！4、干细胞移植技术的政策导向让科技引领中国可持续发展

－－国务院总理温家宝在首都科技界大会上的讲话

2009年11月3日第三十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二中国生物技术发展中心于2010年05月18日在京组织召开了“十一五”863计划“干细胞与组织工程”重大项目研讨会。863计划在干细胞研究领域以干细胞与克隆技术、组织工程技术与产品、组织器官代用品、灵长类动物模型与安全性评价平台、关键共性技术与标准以及伦理准则等为研究开发的重点，共立项40个课题，合同总经费为2.28亿元。五、干细胞移植技术发展现状5、干细胞移植技术的政策导向第三十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二首届国家干细胞研究指导协调委员会成立大会召开科技部2011年10月28日

/32五、干细胞移植技术发展现状6、干细胞移植技术的政策导向第三十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二7、干细胞移植技术临床应用条件卫生部办公厅关于公布首批允许临床应用的第三类医疗技术目录的通知卫办医政发〔2009〕84号各省、自治区、直辖市卫生厅局，新疆生产建设兵团卫生局：

为贯彻落实《医疗技术临床应用管理办法》，加强对第三类医疗技术临床应用的准入管理，我部委托中华医学会和中华口腔医学会对第三类医疗技术目录进行了细化，提出了首批允许临床应用的第三类医疗技术目录。现将《首批允许临床应用的第三类医疗技术目录》印发给你们，请按照《医疗技术临床应用管理办法》有关规定和我部相应技术管理规范做好临床应用管理工作。首批允许临床应用的第三类医疗技术目录序号第三类医疗技术名称技术审核机构负责审定技术临床应用的卫生行政部门1同种器官移植技术按已下发规定执行卫生部4自体免疫细胞（T细胞、NK细胞）治疗技术卫生部第三类医疗技术审核机构卫生部14脐带血造血干细胞治疗技术省级卫生行政部门指定机构省级卫生行政部门16造血干细胞（脐带血干细胞除外）治疗技术省级卫生行政部门指定机构省级卫生行政部门五、干细胞移植技术发展现状第三十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二骨髓干细胞脐血干细胞脐带干细胞脂肪干细胞胎盘干细胞分离提取体外培养诱导分化神经系统疾病循环系统疾病心肌梗塞下肢血管性疾病

脑瘫、自闭症脑外伤；脑梗塞；脑出血后遗症肌萎缩侧索硬化症肝硬化

、溃疡性结肠炎运动神经元疾病脊髓炎后遗症期和康复期

植物状态；帕金森免疫系统疾病系统性红斑狼疮类风湿性关节炎；干燥综合征内分泌系统疾病糖尿病足；下肢动脉闭塞1型糖尿病、2型糖尿病消化系统疾病抗衰老保健、美容骨骼系统疾病呼吸系统疾病股骨头坏死骨愈合不良肺门动