2011-9-22秋季胚胎发育干细胞生物学概论.pdf

李泽桂李泽桂 Ph D 第三第三军医大学军医大学药学院药学院 Email lizegui1061352981 人胚胎发育与干细胞生物学人胚胎发育与干细胞生物学 Human Embryology And Stem Cell Biology Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 What are stem cells Introduction 二 九年十一月十七二 九年十一月十七 日 美国总统奥巴马访华后与日 美国总统奥巴马访华后与 我国签署的中美联合声明中提我国签署的中美联合声明中提 到 到 双方同意就卫生健康领域双方同意就卫生健康领域 进一步开展联合研究 进一步开展联合研究 包括干包括干 细胞联合研究等 细胞联合研究等 20092009年年1111月月3 3日温家宝总理在首都科技界大会讲话中 提日温家宝总理在首都科技界大会讲话中 提 出的国家出的国家7 7项战略性重点产业 将干细胞产业单独列为一项 项战略性重点产业 将干细胞产业单独列为一项 温总理指出 温总理指出 我们要力争在干细胞研究的更多领域取得领先我们要力争在干细胞研究的更多领域取得领先 地位 地位 同时要高度重视 切实防范干细胞研究引发的伦理问同时要高度重视 切实防范干细胞研究引发的伦理问 题 题 Chapter 1 Introduction 中美两国的领导人为什么把干细胞的发展提到如此高的高度 小小的中美两国的领导人为什么把干细胞的发展提到如此高的高度 小小的 干细胞到底有多重要 跟国产大飞机和高速铁路相比 难道干细胞更重要干细胞到底有多重要 跟国产大飞机和高速铁路相比 难道干细胞更重要 吗吗 因为因为从理论上讲 只要拔下你一根头发找到一个体细胞 就可以用这从理论上讲 只要拔下你一根头发找到一个体细胞 就可以用这 一个体细胞逆转成一个受精卵状态的全能细胞 就可以让它分化成任何你一个体细胞逆转成一个受精卵状态的全能细胞 就可以让它分化成任何你 想要的组织器官 而且是你自己的细胞发育来的 也许不久的将来用自己想要的组织器官 而且是你自己的细胞发育来的 也许不久的将来用自己 的体细胞订制的肝脏 心脏 肾脏 脾脏 胰腺等就会应用到临床 的体细胞订制的肝脏 心脏 肾脏 脾脏 胰腺等就会应用到临床 因此 因此 干细胞将来是一项大的产业领域 它的出现将极大地挤压某些制药企业的干细胞将来是一项大的产业领域 它的出现将极大地挤压某些制药企业的 生存空间 生存空间 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 1 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 定义定义 2 2 什么是干细胞和干细胞生物学什么是干细胞和干细胞生物学 定义定义 3 3 学什么 学什么 胚胎发育和干细胞生物学研究内容胚胎发育和干细胞生物学研究内容 4 4 为什么学 为什么学 意义意义 5 5 干细胞的研究技术干细胞的研究技术 术语 伦理术语 伦理 Topics 胚胎学是研究胚胎学是研究 人体人体出生前出生前的发的发 生发育过程及其生发育过程及其机机 制制的的科学科学 人在母体子宫内人在母体子宫内 发育阶段发育阶段 1 定义定义 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 Chapter 1 Introduction 受精卵受精卵 受精卵受精卵 人体人体 数以亿计的细胞和数以亿计的细胞和250250多种细胞类型多种细胞类型 胚胚 Embryo 胎儿胎儿 fetus 1 265d 280d 1 8周周 9 38周周 预产期 末次月经预产期 末次月经 9 9月月 7 7天天 Chapter 1 Introduction 人体发育学人体发育学 包括出生前和出生后包括出生前和出生后 Embryology 出生前出生前 贯穿于整个生命贯穿于整个生命 过程是大多数组过程是大多数组 织继续产生新的织继续产生新的 细胞以替换损耗细胞以替换损耗 的老细胞或满足的老细胞或满足 新的生命活动的新的生命活动的 需要 需要 What is difference between 人体胚胎学人体胚胎学 人体人体发育发育学学 Chapter 1 Introduction 第一周 受精第一周 受精 卵裂卵裂 桑椹胚桑椹胚 胚泡胚泡 植入植入 桑椹胚桑椹胚 胚泡胚泡 植入植入 胚胎发育概述胚胎发育概述 第第1周周 Chapter 1 Introduction 外胚层外胚层 ectodermectoderm 中胚层中胚层 mesodermmesoderm 内胚层内胚层 endodermendoderm 上胚层上胚层 三胚层胚盘三胚层胚盘 下胚层下胚层 消失消失 二胚层胚盘二胚层胚盘 2rd week 3th week 第第2 3周 二胚层胚盘周 二胚层胚盘 三胚层胚盘三胚层胚盘 胚胎发育概述胚胎发育概述 第第2 3周周 Chapter 1 Introduction 外胚层外胚层 ectodermectoderm 中胚层中胚层 mesodermmesoderm 内胚层内胚层 endodermendoderm 上胚层上胚层 三胚层胚盘三胚层胚盘 第第3周周 三胚层胚盘 三胚层胚盘 胚胎发育概述胚胎发育概述 第第3周周 Chapter 1 Introduction 第第4 8周 三胚层分化周 三胚层分化 胚胎发育概述胚胎发育概述 第第4 8周周 Chapter 1 Introduction 第第1 1周周 受精受精 卵裂卵裂 胚泡胚泡 植入植入 第2周 二胚层胚盘 第3周 三胚层胚盘 4 8周 三胚层分化 胚体外形建立 9周 足月 胎儿 胚胎发育概述胚胎发育概述 overview Chapter 1 Introduction 全能干细胞全能干细胞 多潜能干细胞多潜能干细胞 多能干细胞多能干细胞 祖细胞祖细胞 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 1 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 定义定义 2 2 什么是干细胞和干细胞生物学什么是干细胞和干细胞生物学 定义定义 3 3 学什么 学什么 胚胎发育和干细胞生物学研究内容胚胎发育和干细胞生物学研究内容 4 4 为什么学 为什么学 意义意义 5 5 干细胞的研究技术干细胞的研究技术 术语 伦理术语 伦理 Topics 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 2 Stem Cells Stem cell biology 定义定义 1 1 干细胞干细胞 Stem cells 是机体在整个生命周期中具有是机体在整个生命周期中具有自我更新和分化潜能自我更新和分化潜能的的未分未分 化细胞群化细胞群 干细胞功能干细胞功能 正常正常 维持维持细胞细胞 组织组织 器官器官 生命体相生命体相对对稳态稳态 损伤损伤 负责组织负责组织 器官修复与再生器官修复与再生 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 2 干细胞生物学干细胞生物学 Stem cell biology 以以干细胞干细胞为研究对象为研究对象 应用现代物理学应用现代物理学 化学和实化学和实 验生物学技术验生物学技术 从分子水平从分子水平 细胞水平和整体水细胞水平和整体水 平来平来研究各类干细胞研究各类干细胞的发生的发生 发育发育 分化分化 相互相互 作用及其作用及其机制的科学机制的科学 研究干细胞及其生物学特性的科研究干细胞及其生物学特性的科 学称学称干细胞生物学干细胞生物学 2 Stem Cells Stem cell biology 定义定义 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 2 Stem Cells Stem cell biology 定义定义 ES cell是组织是组织工程最佳的种子细胞来源工程最佳的种子细胞来源 Buttery等从大鼠的囊胚中分离出的等从大鼠的囊胚中分离出的ES体外培养体外培养 在含血清的 在含血清的 DMEM培养基中加入培养基中加入维生素维生素C 甘油磷酸 地塞米松或把甘油磷酸 地塞米松或把ES 与胎儿与胎儿成骨细胞共同培养 以培养环境成骨细胞共同培养 以培养环境进行诱导进行诱导 ES可向成骨可向成骨 细胞分化 细胞分化 组织工程三组织工程三要素要素 1 1 种子种子细胞细胞 2 2 支架支架材料材料 3 3 细胞因子细胞因子 信号分子信号分子 ES细胞研究举例细胞研究举例 组织工程组织工程 2 Stem Cells Stem cell biology 定义定义 Chapter 1 Introduction 曹谊林教授曹谊林教授 干细胞和组织工程专家干细胞和组织工程专家 上海交通大学医学院上海交通大学医学院 ES细胞研究举例细胞研究举例 组织工程组织工程 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 干细胞的生物学特性干细胞的生物学特性是是什么 什么 干细胞的生物学特性干细胞的生物学特性 把根留住 把根留住 成长壮大 成长壮大 永葆青春 永葆青春 到祖国最需要的地方去 到祖国最需要的地方去 自我更新自我更新 self renewal 增殖增殖 proliferation 分化分化 differentiation 趋化作用趋化作用 hemotaxis Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 干细胞怎样分类 干细胞怎样分类 全能干细胞全能干细胞 多潜能干细胞多潜能干细胞 多能干细胞多能干细胞 祖细胞祖细胞 Chapter 1 Introduction 胚胎干细胞胚胎干细胞 Embryonic stem cells 干细胞的分类 成体干细胞成体干细胞 Adult stem cell Chapter 1 Introduction 胚胎性干细胞胚胎性干细胞 全能性全能性 胚胎干细胞胚胎干细胞 ES cells 胚胎生殖细胞胚胎生殖细胞 EG cells 胚胎癌细胞胚胎癌细胞 成体干细胞成体干细胞 多能性多能性 神经干细胞神经干细胞 造血干细胞造血干细胞 骨髓干细胞骨髓干细胞 心脏干细胞心脏干细胞 胰腺干细胞胰腺干细胞 皮肤干细胞皮肤干细胞 视网膜干细胞视网膜干细胞 干细胞的分类 Chapter 1 Introduction Fetus Adult 成体成体干细胞干细胞 成体干细胞成体干细胞存在存在于胎儿于胎儿 儿童和成人已儿童和成人已 经分化的各组织器官中经分化的各组织器官中尚未分化的尚未分化的 具具 有有自我更新潜能自我更新潜能并能并能构建和补充组织各构建和补充组织各 种类型细胞种类型细胞的细胞的细胞群体群体 几乎所有的成体组织器官中均存在几乎所有的成体组织器官中均存在干细胞干细胞 干细胞的分类 Chapter 1 Introduction 全能干细胞全能干细胞 多潜能干细胞多潜能干细胞 多能干细胞多能干细胞 祖细胞祖细胞 干细胞的分类 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 胚胎发育和干细胞概述小结胚胎发育和干细胞概述小结 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 1 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 定义定义 2 2 什么是干细胞和干细胞生物学什么是干细胞和干细胞生物学 定义定义 3 3 学什么 学什么 胚胎发育和干细胞生物学研究内容胚胎发育和干细胞生物学研究内容 1 1 为什么学 为什么学 意义意义 2 2 干细胞的研究技术干细胞的研究技术 术语 伦理术语 伦理 Topics 精子和卵细胞的发育和成熟精子和卵细胞的发育和成熟 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 人胚早期发育和胚胎干细胞人胚早期发育和胚胎干细胞 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 胚泡形成和胚泡形成和植入植入 2 异常发育异常发育 任一环节发生错误任一环节发生错误 发育紊乱发育紊乱 先天畸形先天畸形 1 正常发育正常发育 265d 严格时间程序和空间程序严格时间程序和空间程序 基因基因 病毒病毒 射线射线 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 神经管缺陷神经管缺陷 无脑畸形无脑畸形 脊柱裂脊柱裂 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 神经管神经管 脑和脊髓脑和脊髓 脑 脊髓的发生和神经干细胞脑 脊髓的发生和神经干细胞 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 房间隔缺损 ASD 室间隔缺损 VSD 法洛四联症法洛四联症 动脉导管未闭动脉导管未闭 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 心脏发生和常见先心病成因心脏发生和常见先心病成因 单管心单管心 四腔四腔心心 心脏干细胞心脏干细胞 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 生殖系统发生和两性畸形生殖系统发生和两性畸形 生殖干细胞的发生和发育生殖干细胞的发生和发育 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 生殖系统发生和生殖系统发生和生殖生殖干细胞干细胞 6 考核考核 7 心脏发生和心脏干细胞心脏发生和心脏干细胞 5 5 脑 脊髓发生和神经干细胞脑 脊髓发生和神经干细胞 4 人胚早期发育和胚胎干细胞人胚早期发育和胚胎干细胞 3 总论总论 1 精子和卵细胞的发育和成熟精子和卵细胞的发育和成熟 2 3 3 学什么 学什么 胚胎发育胚胎发育和干细胞生物学研究内容和干细胞生物学研究内容 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 1 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 定义定义 2 2 什么是干细胞和干细胞生物学什么是干细胞和干细胞生物学 定义定义 3 3 学什么 学什么 胚胎发育和干细胞生物学研究内容胚胎发育和干细胞生物学研究内容 4 4 为什么学 为什么学 意义意义 5 5 干细胞的研究技术干细胞的研究技术 术语 伦理术语 伦理 Topics 4 4 1 1 颠覆了传统的细胞发育分化理论颠覆了传统的细胞发育分化理论 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 1 1958 年年 Steven 通过把小鼠早期胚胎植入小鼠精巢和肾被膜下后得通过把小鼠早期胚胎植入小鼠精巢和肾被膜下后得 到胚胎瘤细胞到胚胎瘤细胞 2 1981 年年 Evans 和和 Kaufman 首先在胚胎瘤细胞研究的基首先在胚胎瘤细胞研究的基 础上础上 对延迟植入的对延迟植入的小鼠小鼠早期胚胎进行体外培养早期胚胎进行体外培养 首首 次分离得到小鼠胚胎干细胞次分离得到小鼠胚胎干细胞 建立了胚胎干细胞系建立了胚胎干细胞系 3 1988 年年 Doetschman 建立了建立了仓鼠仓鼠的胚胎干细胞系的胚胎干细胞系 4 1990 年年 Notarianni Piedrakita Strojek Anderson 等各自成功等各自成功 地建立了地建立了猪猪的类胚胎干细胞系的类胚胎干细胞系 5 1992 年年 Saito建立了建立了牛牛的类胚胎干细胞系的类胚胎干细胞系 6 1993 年年 Craves 建立了建立了兔兔的类胚胎干细胞系的类胚胎干细胞系 7 1994 年年 Tsuchiya 建立了建立了绵羊绵羊胚胎干细胞系胚胎干细胞系 8 1996年年绵羊绵羊Dolly诞生诞生 9 1998 年年 Thomason 等建立了人的胚胎干细胞系并进行等建立了人的胚胎干细胞系并进行 了鉴定了鉴定 其中其中 H9 株传株传 32 代代 并能成功地进行冷冻和解并能成功地进行冷冻和解 冻冻 进展进展 The progress about stem cells Chapter 1 Introduction 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 1981年 年 Martin J Evans 伦敦大学 伦敦大学 首次从小鼠囊胚内细胞团分离首次从小鼠囊胚内细胞团分离ES细胞并建系细胞并建系 具有二倍体核型 能分化具有二倍体核型 能分化 为体内多种细胞类型为体内多种细胞类型 植入小鼠皮下形成畸胎瘤植入小鼠皮下形成畸胎瘤 用于转基因小鼠建立用于转基因小鼠建立 Chapter 1 Introduction 卡佩基和史密斯的 同源重组 技术与埃文斯的胚胎干细胞提取技术结合 共同构卡佩基和史密斯的 同源重组 技术与埃文斯的胚胎干细胞提取技术结合 共同构 成了 基因靶向 技术的基础 成了 基因靶向 技术的基础 Mario R Capecchi美美 国哈佛大学获得生物物国哈佛大学获得生物物 理学博士学位理学博士学位 Martin J Evans英国英国 伦敦大学解剖学和胚伦敦大学解剖学和胚 胎学博士学位胎学博士学位 Oliver Smithies英英 国牛津大学获得生国牛津大学获得生 物化学博士学位物化学博士学位 用干细胞进行基因靶向技术研究方面所作的贡献 用干细胞进行基因靶向技术研究方面所作的贡献 Chapter 1 Introduction 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 1997年世界十大科技进步的第一年世界十大科技进步的第一 项项 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 体细胞体细胞 全能干细胞全能干细胞 1996年年7月月5日日 苏格兰苏格兰Roslin研究所的研究所的Ian Wilmut 第一个第一个 用成年体细胞克隆产生的哺乳动物用成年体细胞克隆产生的哺乳动物 绵羊绵羊Dolly诞生诞生 Ian WilmutIan Wilmut与克隆羊与克隆羊 多利多利 96 7 5 96 7 5 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction Dolly羊的科学意义羊的科学意义 在世界上第一次在世界上第一次否定了否定了 在高度分化的体细胞核内 在高度分化的体细胞核内 基因组经历不可逆 基因组经历不可逆 这一传这一传 统观念统观念 揭示了体细胞在去核揭示了体细胞在去核 去染色体去染色体 卵胞质中能重新卵胞质中能重新 编程编程 从此宣告人类已经进入从此宣告人类已经进入 高等动物体细胞可以进行无高等动物体细胞可以进行无 性繁殖性繁殖 克隆克隆 的新时代的新时代 克隆羊 多莉 和它生下克隆羊 多莉 和它生下 的小羊的小羊 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction The induced cells do all the things embryonic stem cells do It s going to completely change the field says Dr James Thomson professor of anatomy at University of Wisconsin and the scientist who first isolated human embryonic stem cell lines in 1998 Dr James Thomson The man who started the stem cell war Science 1998 Vol282 1145 1147 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 再生医学再生医学 发育发育机理机理 新药筛选新药筛选 免疫排斥问题免疫排斥问题 伦理问题伦理问题 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 1999 2000年十大科学进展年十大科学进展之首之首 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 2006 年年 iPS细胞细胞 诱导产生的多能干细胞诱导产生的多能干细胞 induced pluripotent stem cell Yamanaka小组小组 Oct4 Sox2 c Myc Klf4 2006 iPS细胞细胞集落在形态特征 集落在形态特征 生长特性 表面标志物 形成畸生长特性 表面标志物 形成畸 胎瘤等方面均与小鼠胎瘤等方面均与小鼠ES细胞非常细胞非常 相似相似 这项研究开启了通过外源这项研究开启了通过外源 基因导入使已分化细胞逆转基因导入使已分化细胞逆转 到多能干细胞的先例 使到多能干细胞的先例 使 iPS细胞迅速成为生命科学细胞迅速成为生命科学 的前沿和热点 的前沿和热点 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction ThomsonThomson小组俞君英小组俞君英 Oct 4 Sox 2 Nanog Lin28 Dr James Thomson The man who started the stem cell war 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 传统概念传统概念 受精卵受精卵 全能干细胞全能干细胞 多潜能干细胞多潜能干细胞 多能干细胞多能干细胞 前体前体细胞细胞 发育模式 发育模式 全能干细胞全能干细胞 多潜能干细胞多潜能干细胞 多能干细胞多能干细胞 祖细胞祖细胞 Chapter 1 Introduction Reprogramming Es cell iPS cell 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction iPS cell 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction Reprogramming iPS cell 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 1999 2000年十大科学进展年十大科学进展之首之首 2007 2008年十大科学进展年十大科学进展之首之首 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction Department of Stem Cell and Regenerative Biology Harvard Stem Cell Institute Harvard University Douglas A Melton Douglas Melton是胰腺发是胰腺发 育领域无可争议的权威 在育领域无可争议的权威 在 阐明胰腺发育的分子机制及阐明胰腺发育的分子机制及 多能干细胞向胰腺多能干细胞向胰腺 细胞分化细胞分化 做出重要贡献做出重要贡献 继继iPS之后之后 首次报道直接首次报道直接 将胰腺外分泌细胞转分化为将胰腺外分泌细胞转分化为 细胞 掀起转分化研究的浪细胞 掀起转分化研究的浪 潮 潮 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction Department of Stem Cell and Regenerative Biology Harvard Stem Cell Institute Harvard University 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction In vivo reprogramming of adult pancreatic exocrine cells to cells One month after infection with a combination of Ngn3 Pdx1 and Mafa viruses pAd M3 numerous insulin cells appear outside of islets To determine which of 9 factors required one by one removed Three of them Ngn3 Pdx1 and Mafa absolutely required 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 Direct conversion of fibroblasts to functional neurons by defined factors Thomas Vierbuchen Nature 2010 463 1035 42 25 February 2010 2010年 斯坦福大学医学院的研究人员绕过了诱导多功能干细胞这一步年 斯坦福大学医学院的研究人员绕过了诱导多功能干细胞这一步 骤 首次直接将骤 首次直接将实验鼠皮肤实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞 细胞转化为神经细胞 4 4 为什么为什么学学 意义意义 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 Cell 146 359 371 August 5 2011 Directed Conversion of Alzheimer s Disease Patient Skin Fibroblasts into Functional Neurons Asa Abeliovich Columbia University 美国哥伦比亚大学美国哥伦比亚大学 绕过干细胞阶段绕过干细胞阶段 首次将首次将人类皮肤细胞人类皮肤细胞直接转化为功直接转化为功 能正常的前脑神经细胞 能正常的前脑神经细胞 4 4 为什么为什么学学 意义意义 多多 莉莉 羊羊 诞诞 生生 人人 ES 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 小小 鼠鼠 ES 细细 胞胞 1981 1996 2006 2007 1998 小小 鼠鼠 iP S 细细 胞胞 人人 iP S 细细 胞胞 建建 系系 成成 功功 人人 疾疾 病病 特特 异异 iP S 细细 胞胞 将将 发发 育育 成成 熟熟 的的 细细 胞胞 直直 接接 转转 换换 2008 1999 2000年十大科学进展年十大科学进展之首之首 2007 2008年十大科学进展年十大科学进展之首之首 1997年世界十大科学进展第一项年世界十大科学进展第一项 4 4 为什么为什么学学 意义意义 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 科学家预言 科学家预言 20世纪是药物治疗的时代 世纪是药物治疗的时代 21世纪将是细胞治疗的时代 世纪将是细胞治疗的时代 干细胞是细胞治疗的种子细胞 在细胞治疗中干细胞是细胞治疗的种子细胞 在细胞治疗中 起主导作用 干细胞与再生医学将彻底改变现起主导作用 干细胞与再生医学将彻底改变现 代临床医疗模式 带来一次重大的医学革命 代临床医疗模式 带来一次重大的医学革命 4 4 为什么为什么学学 意义意义 4 4 1 1 颠覆了细胞发育分化的传统理论颠覆了细胞发育分化的传统理论 4 4 2 2 催生了新的产业催生了新的产业 干细胞产干细胞产 业业 代表北科生物代表北科生物 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 北科生物科技有限公司董事长胡祥北科生物科技有限公司董事长胡祥 致力于致力于多种来源的成体干细胞的体外分离 培养 多种来源的成体干细胞的体外分离 培养 扩增 诱导 分化及鉴定的基础研究和临床应用研究 扩增 诱导 分化及鉴定的基础研究和临床应用研究 致力于多种干细胞组织工程产品的研究 开发 致力于多种干细胞组织工程产品的研究 开发 以及干细胞相关的药物筛选平台的建设 以及干细胞相关的药物筛选平台的建设 已与国内已与国内4040多家医院开展干细胞临床应用研究合多家医院开展干细胞临床应用研究合 作作 创建以北京 上海 沈阳 青岛 广州为代表的创建以北京 上海 沈阳 青岛 广州为代表的 优势项目组群优势项目组群 形成了全国性的干细胞技术临床应用形成了全国性的干细胞技术临床应用 研究网络 随着这种模式在国内成熟应用研究网络 随着这种模式在国内成熟应用 推广到国推广到国 际际 已开始在印度 泰国 等国家布点已开始在印度 泰国 等国家布点 已成为中国最已成为中国最 大的干细胞临床应用研发中心 大的干细胞临床应用研发中心 已经治疗病人已经治疗病人80008000多多 例 其中包括美国 加拿大 英国 匈牙利等例 其中包括美国 加拿大 英国 匈牙利等7070多个多个 国家的国家的15001500多名国外患者多名国外患者 催生了新的产业催生了新的产业 干细胞产业干细胞产业 代表北科生物代表北科生物 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 来自国家地理杂志报道来自国家地理杂志报道 将来世界上干细胞领域占领先地位的 不在剑桥 不在新加 将来世界上干细胞领域占领先地位的 不在剑桥 不在新加 坡 也不在美国 而在深圳 在你们手中 你们头脑里 在你坡 也不在美国 而在深圳 在你们手中 你们头脑里 在你 们奋斗的精神里和你们的智慧里 们奋斗的精神里和你们的智慧里 2010 8 20 4 4 为什么为什么学学 意义意义 Chapter 1 Introduction 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 Introduction Chapter 1 Introduction 催生了新的产业催生了新的产业 干细胞干细胞产业产业 目前目前急需制订出相关的行业标急需制订出相关的行业标 准和法规 这样才能有效保障和准和法规 这样才能有效保障和 促进整个产业健康发展 促进整个产业健康发展 4 4 为什么为什么学学 意义意义 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 懂得生命懂得生命 珍惜生命 热爱生命珍惜生命 热爱生命 懂得感激 值得感动懂得感激 值得感动 父母父母 懂得与专业医师对话懂得与专业医师对话 懂得保护自己和亲人懂得保护自己和亲人 4 4 为什么为什么学学 意义意义 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 1 1 什么是人体胚胎学什么是人体胚胎学 定义定义 2 2 什么是干细胞和干细胞生物学什么是干细胞和干细胞生物学 定义定义 3 3 学什么 学什么 胚胎发育和干细胞生物学研究内容胚胎发育和干细胞生物学研究内容 4 4 为什么学 为什么学 意义意义 5 5 干细胞的研究技术干细胞的研究技术 术语 伦理术语 伦理 Topics 第三军医大学检验系第三军医大学检验系 药学院药学院 生药学教研室 5 干细胞研究技术干细胞研究技术 干细胞生物学实验教程干细胞生物学实验教程 一个庞大的技术体系一个庞大的技术体系 分子生物学分子生物学技术技术 细胞化学技术细胞化学技术 细胞培养技术细胞培养技术 细胞工程技术细胞工程技术 细胞细胞核移植核移植技术技术 5 1 ES 细胞培养技术细胞培养技术 5 干细胞研究技术干细胞研究技术 Chapter 1 Introduction Undifferentiated ES cells Embryonic body EB 5 1 ES 细胞培养技术细胞培养技术 Chapter 1 Introduction 5 2 核移植核移植 克隆技术克隆技术 5 干细胞研究技术干细胞研究技术 Chapter 1 Introduction 核移植核移植 卵母卵母 细胞细胞 ES 细胞细胞 组织组织 工程工程 临床临床 移植移植 代孕母亲体内代孕母亲体内 发育为个体出生发育为个体出生 治疗性克隆治疗性克隆 复制性克隆复制性克隆 细胞替代细胞替代 器官替代器官替代 特异细胞特异细胞 生殖性克隆 治疗性 克隆 5 5 2 2 核移植核移植 克隆技术克隆技术 therapeutic cloning rep