细胞工程第七章

第七章 干细胞一、干细胞的定义与应用（一）定义干细胞是一类具有 自我更新 和 分化潜能 的细胞。（二）特征1、自我更新特征 自我更新是指干细胞具有 分裂和自我复制 能力。（ 1）对称分裂（ symmetric division）是指一个干细胞分裂产生的 两个子细胞全是干细胞 。（ 2）不对称分裂（ asymmetric division）是指一个干细胞分裂成 一个干细胞和一个短暂增殖细胞 ，称之为 祖细胞 （ progenitor cell)。祖细胞不具备自我复制的能力。2、增殖特征（ 1） 增殖的缓慢性 ：一般情况下，干细胞处于休眠或缓慢增殖状态。缓慢增殖可以减少基因发生突变的可能性。（ 2） 增殖的自稳性 ：也称自我维持，是指干细胞 会自我更新维持自身 数目的恒定 ，主要是通过不对称分裂来实现。3、分化特征（ 1） 单能干细胞 （ Monopotent stem cell)：只能分化为单一类型细胞的干细胞。例如表皮的基质细胞（即表皮干细胞）只能分化产生角化表皮细胞。（ 2） 多能干细胞 （ Multipotent stem cell）：能够形成两种或两种以上类型细胞的干细胞。例如骨髓造血干细胞就是典型的多能干细胞，可以分化成红细胞、巨噬细胞、粒细胞、巨核细胞、淋巴细胞等多种类型细胞。 （ 3） 全能干细胞 （ Almighty stem cell）：是具有无限分化潜能的干细胞。例如胚胎干细胞。（三）应用干细胞生物学被 1999年美国 科学 推举为二十一世纪最重要的十项科学领域之首。1、组织或器官修复干细胞最激动人心的潜在应用是用来 修复甚至替换 丧失功能的组织和器官，因为它具有发育分化为所有类型组织细胞的能力。任何涉及丧失正常细胞的疾病都可以通过 移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗 。 科学日报 2010年 5月 27日报道，美国加州大学欧文分校（ UC Irvine）的科学家们用人类胚胎干细胞培育出一种 早期阶段的视网膜 ，为开发可移植性视网膜来治疗人类视网膜病变迈出了第一步 Journal of Neuroscience Methods。2、疾病治疗通过干细胞移植对心脏病、帕金森、糖尿病、脊椎损伤等疾病的治疗有重大价值。例子 1：治疗心脏病例子 2：治疗糖尿病甲型糖尿病称为胰岛素依赖性糖尿病，病人胰脏不能正常分泌胰岛素。必须通过注射胰岛素来控制血糖含量，通常情况下患者一天最少需要注射四次。2007年 4月 11日，英国 泰晤士报 在头版报道了用干细胞技术治疗糖尿病取得了重大突破。临床试验证明， 采用干细胞治疗手段的糖尿病患者体内可以产生胰岛素，他们可以停止体外注射人造胰岛素。 患有胰岛素依赖的糖尿病患者在注射了自体干细胞之后摆脱了对人造胰岛素的依赖。ES细胞疗法治疗糖尿病原理示意图鼠胚胎干细胞分化为分泌胰岛素的胰岛样细胞3、基因治疗干细胞是 基因治疗 的较理想的 靶细胞 ，因为它可以 自我复制更新 ， 治疗基因通过它带入人体中 ，能够持久地发挥作用。而不必担心像分化的细胞那样，在细胞更新中可能丢失治疗基因。通过胚胎干细胞和基因治疗技术，可以 矫正缺陷基因 。例如，如果发现早期胚胎有某种基因缺陷而会患基因缺陷病，可以 收集部分或全部胚胎干细胞 ，通过基因工程技术 将正常的基因替代干细胞中的缺陷基因，再将修复后的胚胎干细胞嵌入胚胎中，经过九月怀胎将会出生一个健康的婴儿。二、分类与特点 不同的干细胞具有不同的分化潜能。 从所具有的 分化功能上讲，干细胞可分为 单能干细胞、多能干细胞与全能干细胞 。 全能干细胞 从理论上可以 分化成所有组织与器官。 从 来源上讲，干细胞包括 胚胎干细胞和成体干细胞 。（一）胚胎干细胞简称 ES(Embryo Stem)细胞 ，是一种全能干细胞，它是从着床前胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种 全能性细胞 系，可以 分化成任何一种组织类型的细胞 。人体组织的分化（二）成体干细胞指来自成体的具有分裂和分化潜能的细胞。属于 多能干细胞 。已经报道的含有干细胞的成体组织包括：脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤和肝脏。 神经干细胞 ：神经系统，分化成神经元、胶质细胞。 造血干细胞 ：骨髓造血干细胞、脐带血造血干细胞。 间质干细胞 ：骨髓、脐带血、脂肪等来源。成体干细胞可以突破其 “发育限制性 ”， 分化为其他类型组织细胞。例如：骨髓来源的干细胞在特定环境中可向骨骼肌、表皮、神经元及心肌细胞分化；肌肉、神经干细胞也可向造血细胞分化。本章小结主要问题：1、干细胞的特征2、干细胞的分类考试题型及分值分布1、单项选择