第六部分 干细胞.ppt

第六部分干细胞 stemcell 第一节干细胞生物学 一 干细胞的概念 干细胞是具有自我更新能力和分化潜能的未成熟细胞 二 干细胞的特征1 形态特征和生化特征形态特征 圆形或椭圆形 核质比大 生化特征 较高的端粒酶活性 2 增殖特征增殖的缓慢性 过渡放大细胞 增殖的自稳性 区别与肿瘤细胞的本质特征 干细胞 来源 分化潜能 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 胚胎干细胞 成体干细胞 三 干细胞的类型 四 干细胞巢及其微环境 干细胞在机体内的居所称为干细胞巢 在干细胞巢中所有控制干细胞增殖与分化的外部信号构成了干细胞生存的微环境 如 分泌因子 受体介导的细胞间的相互作用 整合素和胞间基质等 心脏干细胞巢 第二节胚胎干细胞 ES细胞 一 胚胎干细胞的概念胚胎干细胞是指存在于早期胚胎中具有多分化潜能的细胞 胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持未分化状态 具有分化为胎儿或成体各种细胞类型的潜能 二 胚胎干细胞的形态和生化特征 形态特征体积小 核大 有一个或多个核仁 胚胎干细胞克隆紧密堆积 无明显的界限 形似鸟巢 生化特征具有碱性磷酸酶和端粒酶活性 表达SSEA 3 SSEA 4 TRA 1 60等 表达OCT 4蛋白 无X染色体失活 三 胚胎干细胞的分化潜能 胚胎干细胞给同源动物皮下注射形成胚胎组织瘤 瘤组织包括胃上皮 内胚层 平滑肌和横纹肌 中胚层 神经节 外胚层 胚胎干细胞和正常胚胎嵌合可以形成各种组织和器官 科学家用六种不同猕猴的细胞培育出了这几只可爱的小猴 胚胎干细胞 神经细胞 脂肪细胞 心肌细胞 上皮细胞 适当条件 体外定向分化 改变生长环境 处理塑料平皿 加入特定生长因子等 三 人类胚胎干细胞的来源 囊胚期胚胎的内细胞团 主要途径 小鼠和人的原始生殖细胞 定向培养 体细胞的核移植 早期的胚胎细胞 小鼠的卵黄囊细胞 诱导去分化 药物实验细胞治疗器官移植研究发育过程中的基因表达和调控的理想模型 四 胚胎干细胞的应用前景 哈佛医学院的研究结果表明 将未处理的小鼠的胚胎干细胞注入患帕金森氏症的大鼠的大脑 发现未分化的胚胎干细胞在被注入动物体内后 会急切的发育成为神经元 可以释放多巴胺 可使大鼠的帕金森氏症缓解40 小鼠和其他动物身上进行的初期研究结果表明移入的心肌细胞可以成功地进驻心脏 并与宿主细胞一起工作 帕金森氏症 心脏病与胚胎干细胞 无法用药物治疗的组织病创 心脏瓣膜 关节损伤 等等 人造脏器 器官移植 相容性问题 免疫排斥反应 供体匮乏 四 胚胎干细胞的伦理学问题 禁止用人干细胞和动物胚胎结合产生嵌合生物 禁止用胚胎干细胞制造人胚胎 禁止用人工受精的囊胚建立新的胚胎干细胞系 允许用已经建立的胚胎干细胞系进行后续研究 允许用流产儿建立新的胚胎干细胞系 第三节成体干细胞 一 成体干细胞的概念成体干细胞是在成体组织内具有自我更新能力及能分化产生一种或一种以上子代组织细胞的未成熟细胞 二 成体干细胞的特点数量少 难以识别 分离纯化 体外培养时不能长时间增殖 具有可塑性 神经干细胞 造血干细胞 在完全分化前经历一个中间类型即祖细胞阶段 造血干细胞 HSCs 什么是造血干细胞造血干细胞是从血液或骨髓中分离到的具有以下一些特性的细胞 能自我更新 能分化成一些具有组织特化的细胞 能从骨髓中游离出来进入血液循环 能发生程序性死亡的细胞 2 造血干细胞的分离和鉴定 免疫吸附法 抗原和抗体特异性结合 磁性标记CD34单克隆抗体 加入供体外周血 抗原和抗体特异性结合 通过分选系统 造血干细胞吸附到柱子上 其他细胞流在血液中 3 造血干细胞的来源 骨髓 1 400外周血 1 100000脐带血 1 10000胎儿造血系统 胚胎干细胞和胚胎生殖细胞 骨髓里的成熟细胞是通过骨膜的血管进入外周血液循环的吗 由造血干细胞分化并增殖来的成熟血细胞通过骨小梁 密质骨中的血管 连通管等输送到骨膜表面的血管从而进入外周血循环 4 造血干细胞的移植 移植前处理超大剂量的放疗 化疗尽量消灭肿瘤细胞 同时抑制患者的免疫系统 使供体者的造血干细胞可以顺利植入 2 采集供体者的造血干细胞 骨髓 外周血 脐带血 并与受体进行HLA配型 3 将造血干细胞输入到受体者体内 造血干细胞会自动定居到骨髓 其它成体干细胞 1 间充质干细胞2 神经干细胞3 表皮干细胞4 肠干细胞5 肝干细胞 肿瘤干细胞 肿瘤中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞 传统观念认为 肿瘤是由体细胞突变而成 每个肿瘤细胞都可以无限制地生长 但这无法解释肿瘤细胞似乎具有无限的生命力以及并非所有肿瘤细胞都能无限制生长的现象 肿瘤细胞生长 转移和复发的特点与干细胞的基本特性十分相似 因此 有学者提出肿瘤干细胞 tumorstemcell TSC 的理论 肿瘤启动细胞 tumorinitiatingcell TIC 肿瘤细胞自体同源移植实验表明 移植瘤细胞数大于106个以上 才能形成肿瘤 体外培养骨髓瘤 人肺癌 卵巢癌及神经母细胞瘤细胞也发现 仅极少细胞能形成集落 这些数量极其稀少 却在肿瘤发生中起主要作用的肿瘤细胞亚群 被称为TIC 针对TSC进行靶向肿瘤治疗 TSC理论认为 只要存在TSC 肿瘤就不可能治愈 所以 肿瘤治疗的焦点是杀伤TSC 但是TSC通常处于静止状态 只是在增殖时才开始快速分裂产生子细胞 所以 按照传统方法筛选出来的肿瘤治疗药物与杀灭TSC的要求差异巨大 针对TSC治疗肿瘤已经取得一定的进展 在80 前列腺癌中表达的特有标记前列腺干细胞抗原 是前列腺癌治疗很好的靶点 静脉注射前列腺干细胞抗原单克隆抗