胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用

胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用

細(xì)胞是機(jī)體組成的基本單位細(xì)胞細(xì)胞群組織機(jī)體一方面，通過細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)量越來越多；另一方面，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生特異性的變化。個(gè)體發(fā)育過程中細(xì)胞變化：基因選擇性表達(dá)的結(jié)果細(xì)胞分化的原因：（基因沒有改變）骨髓干細(xì)胞分化示意圖粒細(xì)胞骨髓造血干細(xì)胞髓系干細(xì)胞淋巴干細(xì)胞紅細(xì)胞血小板淋巴細(xì)胞單核細(xì)胞細(xì)胞分化細(xì)胞特化一、什么是干細(xì)胞？

干細(xì)胞（Stemcell）即起源細(xì)胞。在細(xì)胞的分化過程中，細(xì)胞往往由于高度化分而完全失去了再分裂的能力，最終衰老死亡。機(jī)體在發(fā)展適應(yīng)過程中為了彌補(bǔ)這一不足，保留了一部分未分化的原始細(xì)胞。因此，干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。1.形態(tài)特征形態(tài)特征—圓形或橢圓形，核質(zhì)比大；2.增殖特征

增殖的緩慢性增殖的自穩(wěn)性（區(qū)別與腫瘤細(xì)胞的本質(zhì)特征）細(xì)胞在分※裂時(shí)可形成一個(gè)分化的子細(xì)胞以及一個(gè)和原母細(xì)胞性質(zhì)一樣的具有干細(xì)胞性質(zhì)的細(xì)胞。這樣可以使得干細(xì)胞在分※裂時(shí)保持適中具有一個(gè)細(xì)胞保持原始的干細(xì)胞性質(zhì)。

干細(xì)胞的主要特征：全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞單能干細(xì)胞按分化潛能按發(fā)育狀態(tài)胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞干細(xì)胞的分類全能干細(xì)胞：

（Totipotentstemcell）具有形成完整個(gè)體的分化潛能。如胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）多能干細(xì)胞：（pluripotentstemcell）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。專能干細(xì)胞：（multipotentstemcell）只能向一種或兩種密切相關(guān)的細(xì)胞類型分化。如上皮組織基底層的干細(xì)胞，肌肉中的成肌細(xì)胞。人類干細(xì)胞的來源成人細(xì)胞或臍血(骨髓和血)/胎兒組織(專能/多能)。人工流產(chǎn)后的人類胎兒生殖組織(全能)。通過體外授精產(chǎn)生的人類胚胎，治療不育癥的夫婦不再需要(全能)。用捐贈(zèng)者的配子通過體外授精創(chuàng)造的人類胚胎(全能)。女性供卵要非常慎重。通過體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)(克隆技術(shù))產(chǎn)生的人類胚胎(全能)。以上都必須獲得當(dāng)事人的知情同意。成體干細(xì)胞

成年動(dòng)物的許多組織和器官，比如表皮和造血系統(tǒng)，具有修復(fù)和再生的能力。成體干細(xì)胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在特定條件下，成體干細(xì)胞或者產(chǎn)生新的干細(xì)胞，或者按一定的程序分化(微環(huán)境中的間質(zhì)細(xì)胞)，形成新的功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。

造血干細(xì)胞是體內(nèi)各種血細(xì)胞的唯一來源，它主要存在于骨髓、外周血、臍帶血中。造血干細(xì)胞的移植是治療血液系統(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法。與骨髓移植和外周血干細(xì)胞移植相比，研究發(fā)現(xiàn)臍血干細(xì)胞移植對HLA配型(HLA叫“骨髓配型”

)要求不高，不易受病毒或腫瘤的污染，且其優(yōu)點(diǎn)在于沒有來源的限制。造血干細(xì)胞

骨髓;外周血;臍帶血;胎兒造血系統(tǒng)；胚胎干細(xì)胞和胚胎生殖細(xì)胞。造血干細(xì)胞的來源三.胚胎干細(xì)胞1.概念:簡稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞.2.特點(diǎn):1)形態(tài):體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯.2)功能:具有發(fā)育的全能性.可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞.體外培養(yǎng)可增殖不分化.3)在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞是一種高度未分化細(xì)胞。它具有發(fā)育的全能性，能分化出成體動(dòng)物的所有組織和器官，包括生殖細(xì)胞。研究和利用ES細(xì)胞是當(dāng)前生物工程領(lǐng)域的核心問題之一。在未來幾年，ES細(xì)胞移植和其它先進(jìn)生物技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用很可能在移植醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)革命性進(jìn)步。胚胎干細(xì)胞形態(tài)特征體積小、核大，有一個(gè)或多個(gè)核仁；胚胎干細(xì)胞克隆緊密堆積，無明顯的界限，形似鳥巢胚胎干細(xì)胞的形態(tài)和生化特征胚胎干細(xì)胞系的建立過程胚胎干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化：

胎牛血清，骨髓基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－造血細(xì)胞

RA胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－神經(jīng)細(xì)胞

DMSO胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－肌肉細(xì)胞

TGF-B1,VEGF,bFGF胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－血管和內(nèi)皮細(xì)胞

RA+胰島素+T3胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－脂肪細(xì)胞

BMP-2,BMP-4胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－軟骨細(xì)胞

地塞米松，磷酸甘油胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－骨細(xì)胞

基因轉(zhuǎn)染胚胎干細(xì)胞－－－－－－－－－－－－－－－胰島素分泌細(xì)胞來源于干細(xì)胞的組織可能用于治療的疾病

細(xì)胞類型

治療的疾病神經(jīng)細(xì)胞

中風(fēng)、帕金森氏病、老年癡呆癥、

脊髓損傷、多發(fā)性硬化病

心肌細(xì)胞

心臟病發(fā)作、充血性心臟病產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞糖尿病軟骨細(xì)胞

骨性關(guān)節(jié)炎血細(xì)胞癌癥、免疫缺乏癥、遺傳學(xué)血液病、白血病肝細(xì)胞

肝炎、肝硬化皮膚細(xì)胞

燒傷骨細(xì)胞

骨質(zhì)疏松癥視網(wǎng)(眼)細(xì)胞

黃斑癥骨骼肌細(xì)胞肌肉萎縮癥治療性克?。w細(xì)胞核移植）技術(shù)胚胎干細(xì)胞研究面臨的問題及解決辦法

l用于干細(xì)胞研究的胚胎來源困難;

l如何保持胚胎干細(xì)胞的全能性，并控制向特別類型細(xì)胞轉(zhuǎn)化？

l如何分離、純化干細(xì)胞？

l分化后的細(xì)胞是否有致瘤性？

l干細(xì)胞在體外發(fā)育成完整的器官尚難以做到;

l分化細(xì)胞移植仍有可能發(fā)生免疫排斥;

l倫理問題

解決胚胎來源有限的途徑：未成熟卵的體外成熟

1998年美國有兩個(gè)小組分別培養(yǎng)出了人多能(pluripotent)干細(xì)胞：JamesA.Thomson在Wisconsin大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)研究小組從人胚胎組織中培養(yǎng)出了干細(xì)胞株。他們使用的方法是：人卵體外受精后，將胚胎培育到囊胚階段，提取innercellmass細(xì)胞，建立細(xì)胞株。經(jīng)測試這些細(xì)胞株的細(xì)胞表面marker和酶活性，證實(shí)它們就是胚胎干細(xì)胞。用這種方法，每個(gè)胚胎可取得15－20個(gè)細(xì)胞用于培養(yǎng)。JohnD.Gearhart在JohnsHopkins大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)另一個(gè)研究小組也從人胚胎組織中建立了干細(xì)胞株。他們的方法是：從受精后5－9周人工流產(chǎn)的胚胎中提取生殖母細(xì)胞(primordialgermcell)。由此培養(yǎng)的細(xì)胞株，證實(shí)具有巨能干細(xì)胞的特征。

怎樣得到pluripotentstemcell?生命倫理學(xué)原則的應(yīng)用：

人類胚胎干細(xì)胞研究問題支持和反對治療性克隆的論證人類胚胎的道德地位“韓國克隆之父黃禹錫”胚胎是“人”嗎？？胚胎是人(person)？胚胎是生命？什么是人？具有特定人類基因組、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)體(出生為準(zhǔn))。胚胎是人類生物學(xué)生命(humanbiologicallife)，但尚未成為人、人類人格生命(humanpersonallife)。胚胎具有一定價(jià)值，應(yīng)得到一定的尊重(duerespect,如尸體)。沒有充分的理由不能操縱和毀掉。有效治療疾病是一個(gè)充分理由。處置它要有一定程序和要求(dueprocedure)。但不具有與人一樣的價(jià)值，毀掉胚胎不是“殺人”。然而毀掉要按一定程序去做。應(yīng)有的尊重和應(yīng)有的處理程序應(yīng)有的尊重指適當(dāng)?shù)淖鹬兀涸谕耆鹬兀ㄈ耍┡c不必尊重（如一塊孤立的石頭）之間：非人動(dòng)物、胎兒、胚胎、尸體等。人類胚胎用作研究必須是體外的，不能超過14天；不用人類胚胎，重要研究的目的就不可能達(dá)到；不是商品，不能買賣；科學(xué)家應(yīng)采取必要的行動(dòng)紀(jì)念那些胚胎的貢獻(xiàn)；必要的程序是指專門的埋葬或活化，也應(yīng)有簡單莊嚴(yán)的儀式。觀點(diǎn)理由1.不符合倫理道德(1)把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠,是對生命的不尊敬;(2)早期的生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余的胚胎,無異于謀殺”;(3)有人會(huì)濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù),而設(shè)計(jì)嬰兒性別;2.符合倫理道德(1)設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了救人,是救治患者的最好,最快捷的辦法之一;(2)提供骨髓中造血干細(xì)胞并不會(huì)對試管嬰兒造成損傷;(3)臍帶血乃試管嬰兒的”身外之物”.3.中國政府的觀點(diǎn)中國衛(wèi)生部在《體外受精----胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,”實(shí)施體外受精----胚胎移植及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部批準(zhǔn)證書”.3.主要用途(1)治療人類的某些頑癥(2)培育出人造組織器官，用于器官移植(3)是研究體外細(xì)胞分化的理想材料【自我檢測】1、人體細(xì)胞中分化程度最低的是：（）A、胚胎干細(xì)胞B、造血干細(xì)胞C、胰腺細(xì)胞D、肌肉細(xì)胞2、按照細(xì)胞分化潛能由大到小排列順序，正確的是：（）A、全能干細(xì)胞→專能干細(xì)胞→多能干細(xì)胞B、多能干細(xì)胞→胚胎干細(xì)胞→專能干細(xì)胞C、胚胎干細(xì)胞→骨髓造血干細(xì)胞→髓系祖細(xì)胞D、胚胎干細(xì)胞→多能干細(xì)胞→造血干細(xì)胞3、胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞，可定向誘導(dǎo)分化為各種細(xì)胞、組織、器官甚至于個(gè)體。胚胎干細(xì)胞研究的目的不包括：（）A、為燒傷病人植皮B、為腎病患者進(jìn)行腎移植C、為不孕者培育嬰兒D、研究細(xì)胞分化機(jī)制ACC4、下列對“人類胚胎干細(xì)胞”這一概念的理解正確的是：（）A、人類胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚外表的扁平細(xì)胞和囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)B、人類胚胎干細(xì)胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)C、人類胚胎干細(xì)胞是人類囊胚中可發(fā)育成胎盤、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細(xì)胞D、人類胚胎干細(xì)胞不僅指人類囊胚中未分化的細(xì)胞、也指成人身上的成年干細(xì)胞5、下列關(guān)于胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用中最具爭議的是（）A、利用干細(xì)胞治療疾病B、加速改良和生產(chǎn)優(yōu)良動(dòng)物品種C、骨髓移植D、人胚胎干細(xì)胞克隆BD6、胚胎干細(xì)胞是從哺乳動(dòng)物或人的早期胚胎中分離出來的一類細(xì)胞，具有發(fā)育的全能性，它可進(jìn)一步分化發(fā)育成各種不同的組織細(xì)胞，。下圖所示為干細(xì)胞的培養(yǎng)過程，請問圖中哪一段的細(xì)胞是全能干細(xì)胞：（）人體體細(xì)胞細(xì)胞核去核卵細(xì)胞

各種血細(xì)胞血液組織干細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞群囊胚神經(jīng)細(xì)胞等神經(jīng)組織干細(xì)胞等A、囊胚B、內(nèi)細(xì)胞群C、血液組織干細(xì)胞D、各種血細(xì)胞B7．下列對于干細(xì)胞具有的能力的描述，正確的是(

)①具有自我更新能力

②能進(jìn)行新陳代謝

③具有分化發(fā)育潛能④能進(jìn)行細(xì)胞呼吸A．①②③

B．②③④C．①③④

D．①②③④D8.胚胎干細(xì)胞功能特性不包括(