干細(xì)胞基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用實(shí)例

干細(xì)胞基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用實(shí)例2021/10/101目錄1概述2基礎(chǔ)研究（胚胎干細(xì)胞）3應(yīng)用實(shí)例4展望2021/10/102干細(xì)胞的定義干細(xì)胞是一種具有多向分化潛能和自我復(fù)制能力的原始的未分化細(xì)胞。來自胚胎、胎兒或成人的具有持久或終生自我更新能力的細(xì)胞，它能產(chǎn)生特異的細(xì)胞類型，形成人體組織和器官。2021/10/103干細(xì)胞的分類干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞從五到七天的活的胚胎中分離出來多種組織中獲得根據(jù)發(fā)育階段根據(jù)發(fā)育潛能干細(xì)胞單能干細(xì)胞全能干細(xì)胞（胚胎干細(xì)胞）多能干細(xì)胞2021/10/104干細(xì)胞的研究歷史多納爾–托馬斯完成第一例骨髓移植Evans等首次成功建立小鼠胚胎干細(xì)胞系美國科學(xué)家James

Thomson分離出人類胚胎干細(xì)胞美國兩個(gè)科研小組分別報(bào)告從胚胎和生殖脊成功建立人類胚胎干細(xì)胞系，使人類胚胎干細(xì)胞能在體外生長和增殖美國研究出將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞的新技術(shù)。同年，我國首例神經(jīng)干細(xì)胞移植手術(shù)成功。美國科學(xué)家用人體胚胎干細(xì)胞培育出了血管。1981年1998年2004年1967年1988年2002年2021/10/105干細(xì)胞的研究歷史近30年來，干細(xì)胞的研究取得了突破性的進(jìn)展，主要包括以下兩個(gè)方面：1、成功建立了可分化為人體任何組織類型成熟細(xì)胞的人類胚胎干細(xì)胞系。2、發(fā)現(xiàn)成體各種組織中均有未分化成熟的干細(xì)胞分布，包括骨髓、血液、腦、皮膚、肌肉、臍帶、胎盤、脂肪等。2021/10/106胚胎干細(xì)胞（embryonicstemcell，ESCs，簡稱ES、EK或ESC細(xì)胞）分離自著床前的囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，在體外具有無限的自我更新和多項(xiàng)分化的能力，因此在再生醫(yī)學(xué)中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。2021/10/107自我更新自我復(fù)制式地增殖（增殖≥自我更新）多能性分化成外胚層、中胚層及內(nèi)胚層三個(gè)胚層來源的各種類型細(xì)胞。2021/10/108ES細(xì)胞的培養(yǎng)體系1、血清培養(yǎng)體系：以小鼠的胚胎成纖維細(xì)胞作為飼養(yǎng)層細(xì)胞。

（白血病移植因子LIF可代替飼養(yǎng)層細(xì)胞）2、無血清培養(yǎng)體系：2i（即2inhibitors:CHIR99021和PD0325901，分別抑制

GSK3和MEK激酶）2021/10/109ES細(xì)胞的生物學(xué)特性1、形態(tài)：與早期胚胎細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，胞體小，核大，

核中有一個(gè)或幾個(gè)明顯黑色的核仁結(jié)構(gòu)。2、生長特性：細(xì)胞緊密聚集成群，形式鳥巢，每14小時(shí)

分裂增殖1次。ES細(xì)胞示意圖2021/10/10103、標(biāo)志物：a高水平堿性磷酸酶活性

b高表達(dá)的Oct-4，SSEA4等基因4、生殖遺傳：將ES細(xì)胞注射到同種動(dòng)物囊胚腔中，可形成嵌合體，并且嵌合體動(dòng)物可進(jìn)行種系遺傳。2021/10/1011胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用前景1、發(fā)育學(xué)研究（人體發(fā)育過程、發(fā)育機(jī)制和影響因素）2、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（特定疾病的動(dòng)物模型、產(chǎn)生新品種）3、新藥篩選（細(xì)胞藥理和毒理實(shí)驗(yàn)，藥物治病機(jī)理）4、醫(yī)療手段（提供大量的原材料，用于疾病治療）2021/10/1012源于胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞可能治療的疾病

（ES細(xì)胞可作為“種子”細(xì)胞）2021/10/1013ES細(xì)胞應(yīng)用實(shí)例ES細(xì)胞治療糖尿病完成臨床前研究：2007年，美國Geron公司成功地將人ES細(xì)胞分化

為胰島細(xì)胞，有望治療糖尿病患者。Geron股價(jià)大幅上升，1.24美元開盤收

盤于9.48美元/股，創(chuàng)52周最高價(jià)。首例人ES細(xì)胞用于治療急性脊髓損傷患者：2010年，Geron公司首次獲得美國FDA進(jìn)

行ES細(xì)胞臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)。將ES細(xì)胞分化而來的少突膠質(zhì)細(xì)胞前提細(xì)胞注射入

患者的損傷部位，從而刺激新神經(jīng)的生長。2021/10/1014首例利用ES細(xì)胞醫(yī)治失明手術(shù)在美實(shí)施：2011年，經(jīng)FDA

批準(zhǔn)，美國AdvanceCellTechnology（ACT）公

司應(yīng)用ES細(xì)胞治療黃斑變性失明患者。病患“復(fù)

蘇已無大礙”。2021/10/1015第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院視覺損傷與再生修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：ES細(xì)胞治療致

盲性眼病基礎(chǔ)與臨床轉(zhuǎn)化研究，被列入2013年國家重大科學(xué)研究

計(jì)劃，并獲得2600萬元資助經(jīng)費(fèi)。2021/10/1016科學(xué)家成功培育迷你胃利用人類干細(xì)胞培育出微型胃，大小不超過一粒芝麻籽，它具有與人胃類似的一個(gè)腺體結(jié)構(gòu)，甚至能夠寄居腸道細(xì)菌。為了解人類胚胎中的細(xì)胞如何演化為器官，提供了一扇窗口，這些“類胃器官”也可以用來了解癌癥等疾病，并測試胃對藥物的反應(yīng)。2021/10/1017以18只沙鼠為研究對象（沙鼠的聽力范圍與人類相似），一只耳朵失聰。注射約5萬個(gè)人類胚胎干細(xì)胞分化而來的耳部細(xì)胞，聽力平均恢復(fù)46％?！狢henW,etal.Nature.2012,490(7419):278-82.聽力恢復(fù)程度意味著他聽不到卡車從街上駛過的聲音轉(zhuǎn)變成能與人正常交流。人類干細(xì)胞能令聽覺功能恢復(fù)，前所未有！——路透社英國利用胚胎干細(xì)胞治療耳聾取得明顯效果2021/10/1018展望胚胎干細(xì)胞面臨的問題1、定向誘導(dǎo)分化問題

ES細(xì)胞自發(fā)分化的方向是多向的，易受環(huán)境的影響，即分化的方向不確定，人為操控起來有難度。2、免疫原性

ES細(xì)胞較為原始，雖然仍能引起免疫排斥反應(yīng)，但抗原性較普通細(xì)胞弱。3、ES細(xì)胞的來源（社會(huì)倫理道德問題）：

a體外受精（IVF）的副產(chǎn)品。

b使用捐獻(xiàn)者的精子和卵子。

c克隆技術(shù)或者體細(xì)胞移植技術(shù)。

d流產(chǎn)的胎兒。2021/10/1019胚胎干細(xì)胞面臨的問題4、ES胚胎的致瘤性：

分化不完全或無序分化，存在致瘤的安全隱患。

（Geron公司：一些被注射了胚胎干細(xì)胞的試驗(yàn)動(dòng)物長出了囊腫）5、缺乏行業(yè)規(guī)范：至今未有統(tǒng)一規(guī)范的程序，缺乏法律約束。2021/10/10202014.3.15和3.16央視《焦點(diǎn)訪談》欄目報(bào)道了《非法的干細(xì)胞治療》和《傷人的“干細(xì)胞”》新聞：無錫奧思達(dá)干細(xì)胞公司利用非法的胚胎干細(xì)胞為患者進(jìn)行治療，導(dǎo)致患者人才兩空。2021/10/1021干細(xì)胞應(yīng)用前景現(xiàn)有的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用結(jié)果證明，干細(xì)胞在治療中確實(shí)發(fā)揮了作用，應(yīng)用前景非常樂觀。國內(nèi)外知名干細(xì)胞研究機(jī)構(gòu)：

國外加州再生醫(yī)學(xué)研究所哈弗干細(xì)胞研究所精度大學(xué)iPS細(xì)胞研究與應(yīng)用中心澳大利亞干細(xì)胞中心羅斯林研究所倫敦環(huán)球大學(xué)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)中心蘇格蘭愛丁堡大學(xué)再生醫(yī)學(xué)中心國內(nèi)科技部國家干細(xì)胞工程技術(shù)研究中心細(xì)胞產(chǎn)品國家工程研究中心人類干細(xì)胞國家工程研究中心華南干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究