第四章動(dòng)物干細(xì)胞

1、胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞2007年十大科學(xué)突破年十大科學(xué)突破v發(fā)現(xiàn)人類(lèi)基因組個(gè)體間差異發(fā)現(xiàn)人類(lèi)基因組個(gè)體間差異 v用皮膚細(xì)胞培育出胚胎干細(xì)胞用皮膚細(xì)胞培育出胚胎干細(xì)胞 v發(fā)現(xiàn)銀河系能量最大的宇宙射線(xiàn)發(fā)現(xiàn)銀河系能量最大的宇宙射線(xiàn) v發(fā)現(xiàn)人體蛋白受體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)人體蛋白受體結(jié)構(gòu) v發(fā)現(xiàn)超越硅電子的器件發(fā)現(xiàn)超越硅電子的器件 v證實(shí)量子霍爾效應(yīng)證實(shí)量子霍爾效應(yīng) v發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞具有分工作戰(zhàn)能力細(xì)胞具有分工作戰(zhàn)能力 v發(fā)現(xiàn)高效低成本制藥技術(shù)發(fā)現(xiàn)高效低成本制藥技術(shù) v發(fā)現(xiàn)人類(lèi)大腦記憶的關(guān)健中心發(fā)現(xiàn)人類(lèi)大腦記憶的關(guān)健中心 v編制挑戰(zhàn)人類(lèi)智力的電腦游戲編制挑戰(zhàn)人類(lèi)智力的電腦游戲 2008年十大科學(xué)突破年十大科學(xué)突破v

2、在火星山發(fā)現(xiàn)冰在火星山發(fā)現(xiàn)冰v用干細(xì)胞培育器官用干細(xì)胞培育器官v在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)與生命起源有關(guān)的糖分子在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)與生命起源有關(guān)的糖分子v治愈艾滋病治愈艾滋病v超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)v為癌癥患者做基因組測(cè)序?yàn)榘┌Y患者做基因組測(cè)序v碳納米管制成的擴(kuò)音器碳納米管制成的擴(kuò)音器v測(cè)出現(xiàn)今溫室氣體水平為測(cè)出現(xiàn)今溫室氣體水平為800,000年來(lái)的最高值年來(lái)的最高值v把水變成燃料把水變成燃料v干細(xì)胞技術(shù)干細(xì)胞技術(shù) 2010年十大科學(xué)突破年十大科學(xué)突破v科學(xué)家首次觀測(cè)到宏觀物體量子效應(yīng)科學(xué)家首次觀測(cè)到宏觀物體量子效應(yīng)v合成生物學(xué)合成生物學(xué) v尼安德特人基因組尼安德特人基因組vHIV預(yù)防預(yù)防 v外顯子組測(cè)序外顯子

3、組測(cè)序/罕見(jiàn)疾病基因罕見(jiàn)疾病基因 v分子動(dòng)力學(xué)模擬分子動(dòng)力學(xué)模擬 v量子模擬器量子模擬器 v下一世代的基因組學(xué)下一世代的基因組學(xué) vRNA的重新編程的重新編程 v大鼠的回歸大鼠的回歸 2012年十大科學(xué)突破年十大科學(xué)突破v希格斯玻色子希格斯玻色子v丹尼索瓦人基因組丹尼索瓦人基因組v讓干細(xì)胞形成卵子讓干細(xì)胞形成卵子v好奇號(hào)的著陸系統(tǒng)好奇號(hào)的著陸系統(tǒng)vX射線(xiàn)激光解開(kāi)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)射線(xiàn)激光解開(kāi)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)v基因組的精密工程基因組的精密工程v馬約拉納費(fèi)米子馬約拉納費(fèi)米子vENCODE項(xiàng)目項(xiàng)目v大腦大腦/機(jī)器界面機(jī)器界面v中微子混合角中微子混合角 第一節(jié)第一節(jié) 干細(xì)胞的概念和分類(lèi)干細(xì)胞的概念和分類(lèi)一、干細(xì)

4、胞的概念一、干細(xì)胞的概念 干細(xì)胞（干細(xì)胞（Stem cellStem cell）是一群具有無(wú)限的或者是一群具有無(wú)限的或者永生的永生的自我更新能力自我更新能力，至少能夠產(chǎn)生一種高度分，至少能夠產(chǎn)生一種高度分化的子代細(xì)胞的細(xì)胞化的子代細(xì)胞的細(xì)胞（分化潛能），（分化潛能），是個(gè)體生命是個(gè)體生命過(guò)程中產(chǎn)生和存在的一個(gè)特殊細(xì)胞群體。過(guò)程中產(chǎn)生和存在的一個(gè)特殊細(xì)胞群體。v全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞v多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞v單能干細(xì)胞單能干細(xì)胞按分化潛能按分化潛能按發(fā)育狀態(tài)按發(fā)育狀態(tài)胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞二、干細(xì)胞的分類(lèi)二、干細(xì)胞的分類(lèi)ES細(xì)胞細(xì)胞EG細(xì)胞細(xì)胞EC細(xì)胞細(xì)胞造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞間充質(zhì)

5、干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞肝臟干細(xì)胞等肝臟干細(xì)胞等全能干細(xì)胞：全能干細(xì)胞： （Totipotent Totipotent stem cellstem cell）具有形成完整個(gè)體的分化潛能。具有形成完整個(gè)體的分化潛能。如哺乳動(dòng)物的受精卵及如哺乳動(dòng)物的受精卵及8 8細(xì)胞期細(xì)胞期以前的卵裂球。以前的卵裂球。多能干細(xì)胞：多能干細(xì)胞：（pluripotent pluripotent stem cellstem cell）具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能。具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能。如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞。如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞。單能干細(xì)胞：?jiǎn)文芨杉?xì)胞：（multipotent multip

6、otent stem cellstem cell）只能向一種或兩種密切相關(guān)的細(xì)只能向一種或兩種密切相關(guān)的細(xì)胞類(lèi)型分化。如上皮組織基底層胞類(lèi)型分化。如上皮組織基底層的干細(xì)胞，肌肉中的成肌細(xì)胞。的干細(xì)胞，肌肉中的成肌細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞 來(lái)自早期胚胎、原始生殖細(xì)胞、或畸來(lái)自早期胚胎、原始生殖細(xì)胞、或畸胎瘤組織等的干細(xì)胞胎瘤組織等的干細(xì)胞萬(wàn)能細(xì)胞萬(wàn)能細(xì)胞成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞一群分布在成體組織中尚未分化的、一群分布在成體組織中尚未分化的、具有自我更新、并負(fù)有構(gòu)建和補(bǔ)充某具有自我更新、并負(fù)有構(gòu)建和補(bǔ)充某種組織的各種類(lèi)型細(xì)胞潛能的干細(xì)胞種組織的各種類(lèi)型細(xì)胞潛能的干細(xì)胞。如骨髓造血干細(xì)胞（如骨髓造血干

7、細(xì)胞（HSCHSC），），間質(zhì)干細(xì)間質(zhì)干細(xì)胞（胞（MSCMSC），），神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)干細(xì)胞（NSCNSC） 第二節(jié)第二節(jié) 胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞v胚胎干細(xì)胞研究的進(jìn)展胚胎干細(xì)胞研究的進(jìn)展v胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性 v胚胎干細(xì)胞系的建立胚胎干細(xì)胞系的建立 v胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用v1958年年, Stevens最早發(fā)現(xiàn)了畸胎瘤干細(xì)胞最早發(fā)現(xiàn)了畸胎瘤干細(xì)胞v1981年年, Evans和和Martin分別成功地分離和體外培養(yǎng)了小鼠的胚胎分別成功地分離和體外培養(yǎng)了小鼠的胚胎干細(xì)胞干細(xì)胞v1995年年, Thomson等人分離建立了第一株靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的胚胎干細(xì)等人分離建立了第

8、一株靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞胞v1998年年, Thomson等建立了第一株人類(lèi)胚胎干細(xì)胞等建立了第一株人類(lèi)胚胎干細(xì)胞v1998年年, Shamblott等建立了第一株人類(lèi)生殖干細(xì)胞等建立了第一株人類(lèi)生殖干細(xì)胞v2006年年, Takahashi等建立了第一株小鼠等建立了第一株小鼠iPSv2007年年, Takahashi等建立了第一株人等建立了第一株人iPSv2008年，年，Andrew French首次用字體皮膚細(xì)胞克隆出人類(lèi)胚胎，首次用字體皮膚細(xì)胞克隆出人類(lèi)胚胎，但未能成功提取出胚胎干細(xì)胞但未能成功提取出胚胎干細(xì)胞一、胚胎干細(xì)胞研究的進(jìn)展情況一、胚胎干細(xì)胞研究的進(jìn)展情況二、胚胎干細(xì)胞的生物

9、學(xué)特性二、胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性1. 形態(tài)特征形態(tài)特征v體積小、核大，有一個(gè)或多個(gè)核仁；體積小、核大，有一個(gè)或多個(gè)核仁；v胚胎干細(xì)胞克隆緊密堆積，無(wú)明顯的界限，胚胎干細(xì)胞克隆緊密堆積，無(wú)明顯的界限，形似鳥(niǎo)巢形似鳥(niǎo)巢顯微鏡下的人胚胎干細(xì)胞顯微鏡下的人胚胎干細(xì)胞2.2.生化特征生化特征v具有堿性磷酸酶和端粒酶活性；具有堿性磷酸酶和端粒酶活性；v表達(dá)表達(dá)SSEA-3SSEA-3、SSEA-4SSEA-4等；等；v表達(dá)表達(dá)OCT-4OCT-4蛋白；蛋白；v無(wú)無(wú)X X染色體失活。染色體失活。3. 其他特征其他特征v二倍體核型二倍體核型v具有無(wú)限增殖能力具有無(wú)限增殖能力v具有發(fā)育的多潛能性具有發(fā)育的多潛能

10、性v能夠形成嵌合體能夠形成嵌合體v具有培養(yǎng)細(xì)胞的所有特征，缺乏細(xì)胞周期中的具有培養(yǎng)細(xì)胞的所有特征，缺乏細(xì)胞周期中的G1期的檢驗(yàn)點(diǎn)期的檢驗(yàn)點(diǎn)三、胚胎干細(xì)胞系的建立（以小鼠三、胚胎干細(xì)胞系的建立（以小鼠ESES為例）為例）1.1.培養(yǎng)體系的選擇和準(zhǔn)備培養(yǎng)體系的選擇和準(zhǔn)備飼養(yǎng)層細(xì)胞：飼養(yǎng)層細(xì)胞： STO成纖維細(xì)胞系：已建系的細(xì)胞成纖維細(xì)胞系：已建系的細(xì)胞 MEF：小鼠胚胎成纖維細(xì)胞：小鼠胚胎成纖維細(xì)胞無(wú)飼養(yǎng)層無(wú)飼養(yǎng)層： 培養(yǎng)液培養(yǎng)液+人重組人重組LIF 含含LIF的條件培養(yǎng)液的條件培養(yǎng)液:大鼠心肌細(xì)胞條件培養(yǎng)液大鼠心肌細(xì)胞條件培養(yǎng)液 大鼠肝細(xì)胞株大鼠肝細(xì)胞株BRL條件培養(yǎng)液條件培養(yǎng)液2.2.胚胎的來(lái)

11、源胚胎的來(lái)源v胚胎的發(fā)育階段：胚胎的發(fā)育階段：囊胚囊胚v小鼠胚胎來(lái)源小鼠胚胎來(lái)源 母小鼠超數(shù)排卵受精后采集母小鼠超數(shù)排卵受精后采集v人胚胎的來(lái)源人胚胎的來(lái)源 多來(lái)自人工受精卵體外培養(yǎng)而來(lái)多來(lái)自人工受精卵體外培養(yǎng)而來(lái) 普通培養(yǎng)法普通培養(yǎng)法v囊胚在分離培養(yǎng)液中培養(yǎng)囊胚在分離培養(yǎng)液中培養(yǎng)25dv吸取吸取ICM，胰酶消化，用培養(yǎng)液中和酶，胰酶消化，用培養(yǎng)液中和酶v分散后分散后ICM小團(tuán)塊與飼養(yǎng)層細(xì)胞共培養(yǎng)，小團(tuán)塊與飼養(yǎng)層細(xì)胞共培養(yǎng)，7天后更換天后更換培養(yǎng)液，形成細(xì)胞克隆。培養(yǎng)液，形成細(xì)胞克隆。v離散細(xì)胞克隆為單細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到新的飼養(yǎng)層細(xì)胞，離散細(xì)胞克隆為單細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到新的飼養(yǎng)層細(xì)胞，形成小的細(xì)胞克隆即分

12、離培養(yǎng)成功。形成小的細(xì)胞克隆即分離培養(yǎng)成功。3.3.胚胎干細(xì)胞的分離（酶消化法）胚胎干細(xì)胞的分離（酶消化法）免疫外科法免疫外科法v用用0.5%鏈霉蛋白酶，溶解去除透明帶鏈霉蛋白酶，溶解去除透明帶v利用兔抗鼠抗體和豚鼠血清處理胚胎，利用兔抗鼠抗體和豚鼠血清處理胚胎，溶解去除滋胚層，獲得溶解去除滋胚層，獲得ICMv后續(xù)操作同普通培養(yǎng)法后續(xù)操作同普通培養(yǎng)法4.4.胚胎干細(xì)胞的增殖培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的增殖培養(yǎng)飼養(yǎng)層培養(yǎng)：飼養(yǎng)層培養(yǎng)：v特殊的培養(yǎng)液特殊的培養(yǎng)液：用DMEM培養(yǎng)液，還要加非必須氨基酸；-巰基乙醇。v以成纖維細(xì)胞為飼養(yǎng)細(xì)胞。以成纖維細(xì)胞為飼養(yǎng)細(xì)胞。v有時(shí)需加入有時(shí)需加入LIFLIF，抑制細(xì)胞分化

13、，抑制細(xì)胞分化無(wú)飼養(yǎng)層培養(yǎng)：無(wú)飼養(yǎng)層培養(yǎng)：條件培養(yǎng)基條件培養(yǎng)基 未分化的人胚胎干細(xì)胞未分化的人胚胎干細(xì)胞A.小鼠成纖維飼養(yǎng)細(xì)胞上培養(yǎng)小鼠成纖維飼養(yǎng)細(xì)胞上培養(yǎng)8天后的天后的ICM（標(biāo)尺（標(biāo)尺100um）B.ICM中分離出的中分離出的H9細(xì)胞系（標(biāo)尺細(xì)胞系（標(biāo)尺100um）C. H9細(xì)胞系（標(biāo)尺細(xì)胞系（標(biāo)尺50um）D.在無(wú)小鼠胚胎成纖維細(xì)胞，但有在無(wú)小鼠胚胎成纖維細(xì)胞，但有LIF（20ng/ml）的條件下培養(yǎng)）的條件下培養(yǎng)5d后，后，H9細(xì)胞發(fā)生分化（標(biāo)尺細(xì)胞發(fā)生分化（標(biāo)尺100um）5.5.胚胎干細(xì)胞的鑒定胚胎干細(xì)胞的鑒定v堿性磷酸酶檢測(cè)堿性磷酸酶檢測(cè)v特異性表面抗原表達(dá)的鑒定特異性表面抗原表

14、達(dá)的鑒定v端粒酶活性的檢測(cè)端粒酶活性的檢測(cè)v核型分析核型分析v體外分化能力鑒定體外分化能力鑒定v體內(nèi)分化能力鑒定體內(nèi)分化能力鑒定v嵌合能力的鑒定嵌合能力的鑒定具有堿性磷酸酶具有堿性磷酸酶和端粒酶活性；和端粒酶活性；表達(dá)表達(dá)SSEA-3、SSEA-4等；等；表達(dá)表達(dá)OCT-4蛋白；蛋白；正常二倍體核型正常二倍體核型發(fā)育的多潛能性發(fā)育的多潛能性能形成嵌合體能形成嵌合體干細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程干細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程第三節(jié)第三節(jié) 成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞一、成體干細(xì)胞的概念一、成體干細(xì)胞的概念 指一群分布在成體組織中尚未分化的、指一群分布在成體組織中尚未分化的、具有自我更新、并負(fù)有構(gòu)建和補(bǔ)充某種組織的具有自我更新、并負(fù)有構(gòu)

15、建和補(bǔ)充某種組織的各種類(lèi)型細(xì)胞潛能的干細(xì)胞。各種類(lèi)型細(xì)胞潛能的干細(xì)胞。 v慢周期性慢周期性v自我更新和再生能力的有限性自我更新和再生能力的有限性v可塑性可塑性: : 超越特定組織、分化成其他超越特定組織、分化成其他組織的功能性細(xì)胞，參與其他損傷組組織的功能性細(xì)胞，參與其他損傷組織的修復(fù)?？椀男迯?fù)。二、成體干細(xì)胞的生物學(xué)特性二、成體干細(xì)胞的生物學(xué)特性三、成體干細(xì)胞的類(lèi)別三、成體干細(xì)胞的類(lèi)別v造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞v神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞v皮膚干細(xì)胞皮膚干細(xì)胞v間充質(zhì)干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞v肝臟干細(xì)胞等肝臟干細(xì)胞等4.1 概念概念 人體內(nèi)比較獨(dú)特的體細(xì)胞群，人體內(nèi)比較獨(dú)特的體細(xì)胞群，具有高度的自我更新能力

16、和多向分具有高度的自我更新能力和多向分化潛能，能夠長(zhǎng)期重建造血和修復(fù)化潛能，能夠長(zhǎng)期重建造血和修復(fù)損傷。損傷。4.2 來(lái)源來(lái)源v骨髓；1/400v臍帶血；1/10000v外周血；1/100000v胎兒造血系統(tǒng)；v胚胎干細(xì)胞和胚胎生殖細(xì)胞。4.3 生物學(xué)特性生物學(xué)特性v體內(nèi)終身存在，采用不對(duì)稱(chēng)的分裂方式體內(nèi)終身存在，采用不對(duì)稱(chēng)的分裂方式 v具有向髓系、淋巴系多向分化的潛能，移植具有向髓系、淋巴系多向分化的潛能，移植后能夠重建造血的同時(shí)重建免疫后能夠重建造血的同時(shí)重建免疫v表面標(biāo)志物：表面標(biāo)志物：CD34+4.4 分離分離v密度梯度離心，獲得單核細(xì)胞密度梯度離心，獲得單核細(xì)胞v含固化抗體的細(xì)胞分離

17、柱（含固化抗體的細(xì)胞分離柱（CD34+）4.5 鑒定（鑒定（特異性的表面標(biāo)志）特異性的表面標(biāo)志）CD34分子分子：表達(dá)于造血干細(xì)胞、一部分造血祖細(xì)：表達(dá)于造血干細(xì)胞、一部分造血祖細(xì)胞、小血管內(nèi)皮細(xì)胞及胚胎成纖維細(xì)胞的表面。胞、小血管內(nèi)皮細(xì)胞及胚胎成纖維細(xì)胞的表面。結(jié)合其他表面標(biāo)志，可將結(jié)合其他表面標(biāo)志，可將CD34+細(xì)胞分為若干亞群細(xì)胞分為若干亞群vCD38分子：小鼠分子：小鼠CD34+CD38+更原始更原始 人人CD34+CD38-更幼稚更幼稚vAC133分子：跨膜糖蛋白分子：跨膜糖蛋白vVEGFR2：血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體：血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體24.6 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 造血干細(xì)胞移植是治療

18、血液系造血干細(xì)胞移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多發(fā)性轉(zhuǎn)移性腫瘤疾病的最有效方發(fā)性轉(zhuǎn)移性腫瘤疾病的最有效方法法第四節(jié)第四節(jié) 干細(xì)胞的定向分化干細(xì)胞的定向分化一、干細(xì)胞分化的機(jī)制一、干細(xì)胞分化的機(jī)制v基因差異表達(dá)基因差異表達(dá)：強(qiáng)化某些基因的表達(dá)并抑制另一些強(qiáng)化某些基因的表達(dá)并抑制另一些基因的表達(dá)，形成某個(gè)單一譜系所特有的基因表達(dá)型?；虻谋磉_(dá)，形成某個(gè)單一譜系所特有的基因表達(dá)型。v奢侈基因奢侈基因：對(duì)細(xì)胞自身生存并無(wú)直接影響對(duì)細(xì)胞自身生存并無(wú)直接影響，不是必，不是必需的，需的，但卻決定著細(xì)胞向特殊類(lèi)型分化但卻決定著細(xì)胞向特殊類(lèi)型分化。v細(xì)胞質(zhì)成分細(xì)胞質(zhì)成分：

19、調(diào)節(jié)基因差異表達(dá)的物質(zhì)存在于細(xì)胞調(diào)節(jié)基因差異表達(dá)的物質(zhì)存在于細(xì)胞質(zhì)中。每個(gè)子細(xì)胞所繼承細(xì)胞質(zhì)的差異決定了各子細(xì)質(zhì)中。每個(gè)子細(xì)胞所繼承細(xì)胞質(zhì)的差異決定了各子細(xì)胞沿特定的方向分化。胞沿特定的方向分化。v細(xì)胞間的相互作用細(xì)胞間的相互作用： 細(xì)胞誘導(dǎo)：細(xì)胞誘導(dǎo)：是一部分細(xì)胞對(duì)鄰近細(xì)胞產(chǎn)生影響是一部分細(xì)胞對(duì)鄰近細(xì)胞產(chǎn)生影響,并決并決定鄰近細(xì)胞分化方向及形態(tài)發(fā)生的過(guò)程。定鄰近細(xì)胞分化方向及形態(tài)發(fā)生的過(guò)程。 細(xì)胞抑制：細(xì)胞抑制：在胚胎發(fā)育中在胚胎發(fā)育中,已分化的組織細(xì)胞產(chǎn)生抑已分化的組織細(xì)胞產(chǎn)生抑素素,抑制鄰近細(xì)胞進(jìn)行同樣分化抑制鄰近細(xì)胞進(jìn)行同樣分化,以避免相同的器官重復(fù)以避免相同的器官重復(fù)發(fā)生或過(guò)度發(fā)育。

20、發(fā)生或過(guò)度發(fā)育。v細(xì)胞外物質(zhì)的介導(dǎo)作用細(xì)胞外物質(zhì)的介導(dǎo)作用：包括細(xì)胞外基質(zhì)、黏附分子、包括細(xì)胞外基質(zhì)、黏附分子、激素和細(xì)胞因子等。目前研究最多的是生長(zhǎng)因子。激素和細(xì)胞因子等。目前研究最多的是生長(zhǎng)因子。二、胚胎干細(xì)胞的定向分二、胚胎干細(xì)胞的定向分化化v改變細(xì)胞的培養(yǎng)條件改變細(xì)胞的培養(yǎng)條件 與輔助細(xì)胞共培養(yǎng)與輔助細(xì)胞共培養(yǎng) 在半固體培養(yǎng)基中原位生長(zhǎng)分化在半固體培養(yǎng)基中原位生長(zhǎng)分化 加入誘導(dǎo)細(xì)胞分化的因子或化學(xué)物質(zhì)，加入誘導(dǎo)細(xì)胞分化的因子或化學(xué)物質(zhì)， 如如VGEF、bFGF 、DMSO和和RA等等v將某種分化誘導(dǎo)因子的基因轉(zhuǎn)入將某種分化誘導(dǎo)因子的基因轉(zhuǎn)入ES細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)v體內(nèi)定向分化體內(nèi)定向分化,使

21、使ES細(xì)胞多數(shù)分化為該組織特異性的細(xì)胞細(xì)胞多數(shù)分化為該組織特異性的細(xì)胞胚胎干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化：胚胎干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化： 胎牛血清，骨髓基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)胎牛血清，骨髓基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞造血細(xì)胞造血細(xì)胞 RARA胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞 DMSODMSO胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞肌肉細(xì)胞肌肉細(xì)胞 TGF-B1, VEGF, bFGFTGF-B1, VEGF, bFGF胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞血管和內(nèi)皮細(xì)胞血管和內(nèi)皮細(xì)胞 RA+RA+胰島素胰島素+T3+T3胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞脂肪細(xì)胞脂肪細(xì)胞 BMP-2, BMP-4BMP-2, BMP-4胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞軟骨細(xì)胞軟骨細(xì)胞 地塞米松

22、，磷酸甘油地塞米松，磷酸甘油胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞骨細(xì)胞骨細(xì)胞 基因轉(zhuǎn)染基因轉(zhuǎn)染胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞胰島素分泌細(xì)胞胰島素分泌細(xì)胞人胚胎干細(xì)胞注射至免疫缺陷小鼠的后腿肌肉中形成的各種組織：人胚胎干細(xì)胞注射至免疫缺陷小鼠的后腿肌肉中形成的各種組織：（a）腸樣結(jié)構(gòu)；）腸樣結(jié)構(gòu)；(b)神經(jīng)上皮花結(jié)；神經(jīng)上皮花結(jié)；(c）骨骼；）骨骼；(d)軟骨軟骨 ；(e)橫紋肌；橫紋肌；(f)腎腎Culturing Hematopoietic Stem Cell三、造血干細(xì)胞的定向分化三、造血干細(xì)胞的定向分化四、四、ESC與與ASC的比較的比較種類(lèi)種類(lèi)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)ESC可分化為各種類(lèi)型的組織細(xì)胞可分化為各種類(lèi)型的組

23、織細(xì)胞可建立穩(wěn)定的細(xì)胞系可建立穩(wěn)定的細(xì)胞系可形成嵌合體可形成嵌合體胚胎干細(xì)胞的來(lái)源胚胎干細(xì)胞的來(lái)源免疫排斥免疫排斥是原始胚細(xì)胞，有發(fā)生畸胎瘤的危險(xiǎn)是原始胚細(xì)胞，有發(fā)生畸胎瘤的危險(xiǎn)ASC克服免疫排斥克服免疫排斥,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療比比ESC更安全更安全臨床應(yīng)用可行性強(qiáng)臨床應(yīng)用可行性強(qiáng)人們尚未從成人體內(nèi)全部組織中分離人們尚未從成人體內(nèi)全部組織中分離出出ASCASC含量甚微，很難分離和純化，且含量甚微，很難分離和純化，且數(shù)量隨年齡增長(zhǎng)而降低數(shù)量隨年齡增長(zhǎng)而降低1.生產(chǎn)特定的細(xì)胞用于細(xì)胞療法生產(chǎn)特定的細(xì)胞用于細(xì)胞療法v體外受精的囊胚提取的胚胎干細(xì)胞體外受精的囊胚提取的胚胎干細(xì)胞v成體干細(xì)胞成

24、體干細(xì)胞v病人體細(xì)胞克隆囊胚提取的胚胎干細(xì)胞病人體細(xì)胞克隆囊胚提取的胚胎干細(xì)胞v誘導(dǎo)多能干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞2.人造器官人造器官v美國(guó)麻省總醫(yī)院的科學(xué)家將在實(shí)驗(yàn)室培育的人工腎臟移植美國(guó)麻省總醫(yī)院的科學(xué)家將在實(shí)驗(yàn)室培育的人工腎臟移植到小鼠體內(nèi)后，這個(gè)通過(guò)到小鼠體內(nèi)后，這個(gè)通過(guò)“生物工程生物工程”法制造的器官成功法制造的器官成功地發(fā)揮了正常腎臟的功能地發(fā)揮了正常腎臟的功能盡管效率上還不如天然腎臟盡管效率上還不如天然腎臟 v研究者通過(guò)去掉老鼠肝臟上的細(xì)胞，剩下一個(gè)研究者通過(guò)去掉老鼠肝臟上的細(xì)胞，剩下一個(gè)“支架支架”，然后將然后將2億個(gè)健康的肝細(xì)胞分億個(gè)健康的肝細(xì)胞分4次、每次次、每次10分鐘注射到支

25、分鐘注射到支架上進(jìn)行培植，成功培植出人造老鼠活肝，在實(shí)驗(yàn)室存活架上進(jìn)行培植，成功培植出人造老鼠活肝，在實(shí)驗(yàn)室存活10天之久，并能夠分解毒素。天之久，并能夠分解毒素。人造腎臟人造腎臟3.藥物安全評(píng)價(jià)藥物安全評(píng)價(jià)v藥物研發(fā)行業(yè)中一個(gè)掩藏的很深的黑暗秘密，那就是很藥物研發(fā)行業(yè)中一個(gè)掩藏的很深的黑暗秘密，那就是很少有藥物在用于人體試驗(yàn)前先在人類(lèi)疾病細(xì)胞中進(jìn)行試少有藥物在用于人體試驗(yàn)前先在人類(lèi)疾病細(xì)胞中進(jìn)行試驗(yàn)，利用干細(xì)胞技術(shù)可以改變這一狀況。驗(yàn)，利用干細(xì)胞技術(shù)可以改變這一狀況。v新加坡研制新加坡研制“人造肝臟人造肝臟”用于新藥毒性試驗(yàn)用于新藥毒性試驗(yàn) 小結(jié)小結(jié)v掌握干細(xì)胞的概念和分類(lèi)掌握干細(xì)胞的概念和

26、分類(lèi)v掌握胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性和建系方法掌握胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特性和建系方法v掌握組織干細(xì)胞的特性掌握組織干細(xì)胞的特性v理解干細(xì)胞定向分化機(jī)制，掌握胚胎干細(xì)理解干細(xì)胞定向分化機(jī)制，掌握胚胎干細(xì)胞定向分化的方法胞定向分化的方法作業(yè)：作業(yè)： 以造血干細(xì)胞所講內(nèi)容為依以造血干細(xì)胞所講內(nèi)容為依據(jù)，查找資料，從概念、來(lái)源、據(jù)，查找資料，從概念、來(lái)源、生物學(xué)特性、分離、鑒定及臨生物學(xué)特性、分離、鑒定及臨床應(yīng)用等方面寫(xiě)出另一種組織床應(yīng)用等方面寫(xiě)出另一種組織干細(xì)胞的相關(guān)研究資料。干細(xì)胞的相關(guān)研究資料。iPS細(xì)胞細(xì)胞v2006年日本京都大學(xué)年日本京都大學(xué)Yamanaka研究小組采用體外基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，從研究小組

27、采用體外基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，從24個(gè)因子中篩選出個(gè)因子中篩選出Oct4，Sox2，c-Myc和和Klf4等四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)反轉(zhuǎn)等四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄病毒將上述錄病毒將上述4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入小鼠成纖維細(xì)胞，篩選出多潛能干細(xì)胞個(gè)轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入小鼠成纖維細(xì)胞，篩選出多潛能干細(xì)胞系，并將該類(lèi)干細(xì)胞命名為系，并將該類(lèi)干細(xì)胞命名為iPS細(xì)胞。細(xì)胞。v2007年該小組將人的體細(xì)胞重編程為年該小組將人的體細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞。細(xì)胞。v2008 年年Kim 研究小組利用慢病毒載體攜帶研究小組利用慢病毒載體攜帶Oct4 和和c-Myc 或或Oct4與與Klf4 兩種轉(zhuǎn)錄因子就可以將成人的神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)為兩種轉(zhuǎn)錄因子

28、就可以將成人的神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)為iPS 細(xì)胞。細(xì)胞。v2009 年年Kim 等僅用等僅用Oct4 基因成功將小鼠神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)為基因成功將小鼠神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)為iPS 細(xì)胞。細(xì)胞。v2009年年Woltjen 等采用轉(zhuǎn)座子進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)，可獲得無(wú)載體和轉(zhuǎn)基因的等采用轉(zhuǎn)座子進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)，可獲得無(wú)載體和轉(zhuǎn)基因的iPS 細(xì)胞，提高了安全性。細(xì)胞，提高了安全性。v2009年年Zhou 等利用等利用4 個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的重組蛋白個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的重組蛋白(Oct4，Sox2，c-Myc 和和Klf4)就誘導(dǎo)出多能干細(xì)胞，拉近了走進(jìn)臨床的距離。就誘導(dǎo)出多能干細(xì)胞，拉近了走進(jìn)臨床的距離。成體干細(xì)胞臨床應(yīng)用成體干細(xì)胞臨床應(yīng)用從從200

29、1年到年到2008年，干細(xì)胞應(yīng)年，干細(xì)胞應(yīng)用的疾病類(lèi)型主要包括：用的疾病類(lèi)型主要包括：下肢缺血性疾病下肢缺血性疾病心臟系統(tǒng)疾病心臟系統(tǒng)疾病神經(jīng)系統(tǒng)疾病神經(jīng)系統(tǒng)疾病遺傳性疾病遺傳性疾病骨類(lèi)疾病和肝臟類(lèi)疾病等骨類(lèi)疾病和肝臟類(lèi)疾病等應(yīng)用的細(xì)胞類(lèi)型：應(yīng)用的細(xì)胞類(lèi)型：自體或異體骨髓單個(gè)核自體或異體骨髓單個(gè)核細(xì)胞異基因臍血單個(gè)核細(xì)胞細(xì)胞異基因臍血單個(gè)核細(xì)胞外周血單個(gè)核細(xì)胞外周血單個(gè)核細(xì)胞胎腦神經(jīng)干細(xì)胞等胎腦神經(jīng)干細(xì)胞等生命倫理學(xué)原則的應(yīng)用：生命倫理學(xué)原則的應(yīng)用：人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究問(wèn)題人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究問(wèn)題支持和反對(duì)治療性克隆的論證支持和反對(duì)治療性克隆的論證人類(lèi)胚胎的道德地位人類(lèi)胚胎的道德地位反對(duì)者的理由反

30、對(duì)者的理由v胚胎細(xì)胞團(tuán)是有生命的，是神圣的。胚胎細(xì)胞團(tuán)是有生命的，是神圣的。v治療性克隆和生殖性克隆之間只有一步之遙治療性克隆和生殖性克隆之間只有一步之遙,扮演上帝的角色最終將導(dǎo)致人類(lèi)面臨無(wú)法預(yù)扮演上帝的角色最終將導(dǎo)致人類(lèi)面臨無(wú)法預(yù)見(jiàn)的可怕災(zāi)難。見(jiàn)的可怕災(zāi)難。v技術(shù)不成熟技術(shù)不成熟 v反對(duì)的國(guó)家：聯(lián)合國(guó)、美國(guó)和哥斯達(dá)黎加等反對(duì)的國(guó)家：聯(lián)合國(guó)、美國(guó)和哥斯達(dá)黎加等支持者的理由支持者的理由v治療性克隆為人類(lèi)戰(zhàn)勝醫(yī)學(xué)難題帶來(lái)了曙光，給科治療性克隆為人類(lèi)戰(zhàn)勝醫(yī)學(xué)難題帶來(lái)了曙光，給科學(xué)設(shè)置倫理道德底線(xiàn)的思想是阻礙科技進(jìn)步的精神學(xué)設(shè)置倫理道德底線(xiàn)的思想是阻礙科技進(jìn)步的精神枷鎖。枷鎖。v胚胎細(xì)胞還不是真正意義上的人胚胎細(xì)胞還不是真正意義上的人v支持的國(guó)家：中國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)、新加坡、日本支持的國(guó)家：中國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)、新加坡、日本和韓國(guó)等和韓國(guó)等v胚胎是人胚胎是人(person)？v胚胎是生命？胚胎是生命？v什么是人？什么是人？v我們對(duì)胚胎應(yīng)持的態(tài)度？我們對(duì)胚胎應(yīng)持的態(tài)度？胚胎是胚胎是“人人”嗎？嗎？人的定義人的定義 具有特定人類(lèi)基因組、具有意識(shí)能力具有特定人類(lèi)基因組、具有意識(shí)能力或潛在的意識(shí)能力、處于社會(huì)關(guān)系中的實(shí)或潛在的意識(shí)能力、處于社會(huì)關(guān)系中的實(shí)體體(出生為準(zhǔn)出生為準(zhǔn))。胚胎是人類(lèi)生物學(xué)生命。胚胎是人類(lèi)生物學(xué)生命(human biological l