干细胞与再生医学ppt演示课件

干细胞与再生医学干细胞与再生医学 1 1 . . 自然界中生物的再生现象自然界中生物的再生现象 2 2 . . 去头水螅的再生去头水螅的再生 3 3 . . 蝾螈的再生 蝾螈肢体的再生蝾螈肢体的再生过程过程 4 4 . . 如蝾螈的前肢被切除后，再生包括以下的过程： 伤口处细胞的粘着性减弱，通过变形运动移向伤口 。形成单层细胞封闭伤口。这层细胞称为顶帽（ apical cap）。 顶帽下方的细胞迅速去分化。形成胚芽。 胚芽内部溶酶体的活性增加，促进受伤组织的清除 。 胚芽细胞加快分裂和生长，最后细胞又开始分化构 成一个新的肢体。 5 5 . . 再生是生物界普遍存在的现象再生是生物界普遍存在的现象 海星 海蜇 蚯蚓 6 6 . . 壁虎 7 7 . . 肉茎 再由肉茎顶部分化出鹿茸角, 新角在34 个月内长成 鹿茸角脱落后不久,角柄远端的骨膜显著变厚, 骨膜内的干细胞迅速增殖。 8 8 . . 再再 生生 狭义再生: 指生物的器官损伤后，剩余 的部分长出与原来形态功能相同的结构的 现象称为再生. 广义再生: 分子、细胞到组织器官生长 出与原结构相同的现象。 9 9 . . 再生的形式： 生理性再生：即细胞更新。是指生理过程 中老化、消耗的细胞由同种细胞分裂增生补 充，如表皮角化层经常脱落，由表皮基底细 胞增生、分化，予以补充。 修复性再生：组织细胞损伤后发生的再生 。许多无脊椎动物用这种方式来形成失去的 器官，如壁虎的尾和螃蟹的肢。 1010 . . 脊椎动物包括人类也有再生能力， 表皮的表层角化细胞经常脱落，而表皮的基 底细胞不断地增生、分化，予以补充； 消化道粘膜上皮约12天就更新一次； 子宫内膜周期性脱落，由基底部细胞增殖 而得到恢复； 红细胞平均寿命为120天，白细胞的寿命 长短不一，短的如中性粒细胞，只存活13 天。 1111 . . 所有哺乳类都有修复损伤部位能力， 一个人的肝脏手术切除75%之后，2-3周就能 长到原来 大小。 鹿能再长出鹿角，有一些鹿角的生长速度达到 了1天2厘米， 人体指尖如果只砍掉了前端一点点，就有可能 再生出来。 如果给母体内不超过6个月大的婴儿做手术， 出生后，身上找不到手术留下的痕迹。 但是，随着婴儿渐渐长大，这种康复功能也随 之丧失 。 1212 . . 人不能像蝾螈那样再长一个新的手脚， 因为人没有形成胚基， 在胎儿发育过程中，人类的细胞先天便 已经具备了发育新肢体部位的能力。 细胞内具备着新器官成长的“指示密码”- -基因。 1313 . . 但是各种生物的再生潜能是不同的 再生能力与他们的系统发育的等级地位有 着严格的对应关系 。 1414 . . 一般说来，低等动物组织的再生能力比 高等动物强， 分化低的组织比分化高的组织再生能力 强，平常容易遭受损伤的组织以及在生理 条件下经常更新的组织，有较强的再生能 力。 有效的再生是构筑重建、代谢再现、功 能修复的综合体现。 1515 . . 按再生能力的强弱，可将人体组织细胞分 为三类。 1.不稳定细胞（labile cells） 这类细胞总 在不断地增殖，以代替衰亡或破坏的细胞 ，如表皮细胞、呼吸道和消化道粘膜被覆 细胞、男性及女性生殖器官管腔的被覆细 胞、淋巴及造血细胞、间皮细胞等。这些 细胞的再生能力相当强。 1616 . . 2.稳定细胞(stable cells) 在生理情况下，这类细胞增殖现象不明显 ，处于G0期，但受到组织损伤的刺激时，则 进入细胞周期，表现出较强的再生能力。 包括各种腺体或腺样器官的实质细胞，如 肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺和 肾小管的上皮细胞等；还包括原始的间叶细 胞及其分化出来的各种细胞及干细胞。 1717 . . 3.永久性细胞（permanent cells） 属于这类的细胞有神经细胞、骨骼肌细 胞及心肌细胞。一旦遭受破坏则成为永久 性缺失。 但包括神经纤维，在神经细胞存活的前 提下，受损的神经纤维有着活跃的再生能 力。 心肌和横纹肌细胞虽然有微弱的再生能 力，但对于损伤后的修复几乎没有意义， 基本上通过瘢痕修复。 1818 . . 关于再生存在着许多引人入胜的问题： 1机体如何意识到失去的部分，又是如何 知道丢失的部位及丢失的多少？即再生如何 起始，如何控制？ 2替代物来至何处？是剩余的原胚细胞、 干细胞还是已分化的细胞又去分化的结果？ 3原结构的重建是由伤口处一些细胞增殖 代替了缺失的结构，还是补充的新组织构成 。 1919 . . 二哺乳动物的再生 脊椎动物，特别是哺乳动物的再生能力 较差，但是有些组织或器官，如皮肤，肝 脏、肌肉、外周神经等有较强的再生能力 。 完成再生过程需要三个条件： 必须存在有再生能力的细胞； 局部及全身必须有能引导这些细胞进入 再生途径； 必须去除阻碍再生进行的因素及因子。 2020 . . 二人体组织器官的再生 2121 . . 神经组织的再生神经组织的再生 神经细胞损伤后，由神经胶质细胞及 纤维修复。 周围神经受损后，存活的神经细胞完 全再生。 若断离两端相差远，再生的轴突与增 生结缔组织混杂，形成创伤性神经 瘤。 2222 . . 2323 . . 2424 . . 纤维性修复纤维性修复 纤维性修复是指先由肉芽组织填补组织 缺损，再转化为瘢痕组织的过程。 2525 . . （一）肉芽组织（一）肉芽组织（granulation tissuegranulation tissue） 由大量的新生的毛细血管和成纤维细胞构成的 幼稚结缔组织，伴有各种炎症，如巨噬细胞、中 性粒细胞及淋巴细胞浸润。 大体观：鲜红色、颗粒状、柔软湿润，似鲜嫩的 肉芽。 由丰富 的毛细 血管及 成纤维 细胞组 成 2626 . . （二）（二） 瘢痕组织形成瘢痕组织形成 ： 成纤维细胞-转化为纤维细胞-产生胶原 纤维-瘢痕组织形成 瘢痕组织作用： 有利：修复组织缺损，使组织器官保持坚固性。 不利：造成瘢痕收缩、瘢痕性粘连、器官硬化， 最后形成瘢痕疙瘩。 2727 . . （三）（三）创伤愈合创伤愈合 创伤愈合（Wound heaing）：是指 组织遭受创伤进行再生修复的过程。 2828 . . 一期愈合：组织破坏少，创缘整齐，无 感染，创口对合严密，无异物的创口。 皮肤和软组织的创伤愈 合 2929 . . 二期愈合：组织创伤大，坏死组织较多，创 缘不整，无法整齐对合，伴有感染的创口。 3030 . . 骨折愈合骨折愈合 骨折（bone fracture）分为外伤性骨折和 病理性骨折。其愈合过程为： 1 .血肿形成：骨折处大量出血 形成血肿 血肿凝固 粘合骨折断端。 2 .纤维性骨痂形成：肉芽组织取代血肿 机化 形成纤维性骨痂 连接断端。 3 .骨性骨痂形成：纤维性骨痂 骨样组织 钙盐沉着 骨性骨痂形成。 4 .骨痂改建：骨性骨痂 改建成板层骨 骨折愈合。 3131 . . 3232 . . 再生研究需要借用模式生物再生研究需要借用模式生物 斑马鱼是研究脊椎动物再生的理想模型 。斑马鱼的心肌、鳍、视网膜、视神经、 肝脏、脊髓及感觉毛细胞(sensory hair cell)等都有很强大的再生能力。 3333 . . 3434 . . 出生两天的斑马鱼 转基因斑马鱼 荧光斑马鱼 3535 . . 荧光斑马鱼 3636 . . 一、利用斑马鱼研究心脏再生 1. 斑马鱼的心脏再生现象 斑马鱼心脏再生大约需要2个月，切除 后不久就会形成血凝块封堵伤口。心肌细胞 在第7d开始DNA的合成以及心肌细胞的增 殖，并在第7d14d达到最大。再生后的心 脏完全能够行使其功能。 3737 . . 2. 斑马鱼再生心肌细胞的来源 心肌细胞的去分化是斑马鱼心脏再生的主 要途径。 通过转基因EGFP/GFP斑马鱼证实了再生 的心肌细胞细胞是由前体细胞或者干细胞分化 产生的。 3838 . . 再生医学再生医学 利用细胞、材料等重新制作损伤的组织、 器官，使其恢复自然状态的科学再生 医学（regenerative medicine）。 再生医学研究内容的重点不仅是促进组 织器官再生, 也要避免无效再生或过度再 生, 其最终是实现结构、形态和功能的完 善修复。 3939 . . 40 再生医学以前的内容只是指：体内组织再生 的理论、技术和外科操作；现在，它的内涵已 不断扩大，包括： 组织工程 干细胞和细胞因子治疗 基因治疗 4040 . . 再生医学是综合科学再生医学是综合科学 涉及生命科学 涉及材料科学 涉及组织工程学 涉及社会伦理学 细胞、细胞外基质、生物材料 4141 . . 干细胞移植属于再生医疗技术。干细胞移 植需要通过： 干细胞分离、体外培养、定向诱导、基 因修饰等过程，在体外大量扩增干细胞或 构建组织器官，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 4242 . . 断臂的维纳斯断臂的维纳斯 4343 . . 维纳斯新诞生4444 . . 4545 . . 器官移植统计数据器官移植统计数据 待移植病人 已移植病人 数据来源： 4646 . . 修复缺损器官的方法 自体移植 异体移植 组织代用品 4747 . . 4848 . . 基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作 用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以 纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而 达到治疗疾病目的 4949 . . 双基因PDGF/FGF2治疗兔肢端缺血 . 5050 . . 基