干细胞的进展和应用ppt课件

干细胞的进展与应用 医学界中的 万用细胞 干细胞 干细胞 StemCell 是一种未充分分化 尚不成熟的 具有自我复制能力的多潜能细胞 具有再生各种组织器官和人体的潜在功能 在一定条件下 它可以分化成多种功能细胞 是具有自我更新能力 能够产生高度分化的功能细胞 干细胞具有自我更新能力和高度增殖以及多向分化的潜能 各种功能细胞的生成及其调控依赖于各种微环境 细胞生长因子 基质细胞 细胞外基质等多种因素的相互作用与平衡 共涉及细胞的增殖 分化 发育 成熟 迁移 定居 衰老 凋亡 癌变等生命科学中的许多基本问题和研究热点 干细胞研究的历史干细胞的类型干细胞技术干细胞的应用 干细胞研究的历史 1981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞 至今已分离得到的胚胎干细胞物种有 金黄地鼠 1988 貂 1993 猪 1994 1997 鸡 1996 恒河猴 1995 绒猴 1996 分离得到人的胚胎干细胞 1998 分离得到人的胚胎生殖细胞 1998 返回 干细胞的类型 来源于胚胎 胚胎干细胞ESC EmbryonicStemCell 胚胎性生殖细胞EGC EmbryonicGermCell 来源于成体 成体组织来源的干细胞ASC Adult derivedStemCell 返回 干细胞技术 在人体外使用胚胎干细胞培养心脏等内脏器官 骨骼 神经细胞 血液细胞 皮肤细胞和角膜 眼球等各种组织器官 用以置换人体内因疾病或外部损伤而丧失功能的组织和器官的技术 返回 干细胞的应用 1 细胞移植2 构建组织器官3 克隆动物4 转基因动物5 药物毒理与药物筛选6 生物学基础研究 1 胎始干细胞在细胞移植方面的应用 胎始干细胞拥有类似胚胎的全能分化性 能够制造机体需要的全部细胞 并能够无限分化 这类细胞在体外自身聚集形成立体的细胞团 之后可以用于临床细胞移植治疗很多疾病 但是它却存在着移植免疫排斥的限制和伦理学方面的困扰 因此近年来的研究主要集中在成体干细胞移植方面 2 成体干细胞在细胞移植方面的应用 成体干细胞只能在体外有限扩增 多系分化效力低 通过体外的扩增培养虽然能够提高转化效率 然而体外转化是否会引起干细胞遗传特性的改变尚不清楚 但这类干细胞存在于宿主体内 可可直接从患者自身获得 故无移植免疫排斥的限制也无伦理学方面的困扰 干细胞移植在临床主要用于治疗 组织坏死性疾病如缺血引起的心肌坏死 肿瘤推行性病变如帕金森综合症自行免疫性疾病如胰岛素依赖型糖尿病 返回 二 构建组织器官 将干细胞作为种子细胞 与可降解支架材料联合培养 在体外构建有活性的种植体 修复组织缺损或再生组织和器官 人们在体外以实现了多部位软骨组织 如筒状软骨 耳廓样软骨等的构建 并已成功的在体内进行了关节软骨缺损及尿失禁的治疗 科学家首次利用人体干细胞培育出颚骨 据国外媒体报道 科学家在实验室使用人的成体干细胞培育出部分颚骨 他们指出 这是第一次通过这种方法制成复杂的大小适合于解剖的骨骼 他们希望这种技术不仅能治疗这种特殊关节的疾病 还能矫正其他骨骼的问题 在这项新研究中 科学家用到了人骨髓中的干细胞 他们把这些干细胞植入一个组织架中 借助患者的数码成像形成精确的人下巴骨形状 然后他们使用特殊设计的生物反应器培育细胞 这种反应器能让成长的组织浸泡在自然骨骼生长所需要的含量精确的营养成分中 英科学家用干细胞培育出人体肾脏时间 2011 4 154月15日 据英国 每日邮报 4月12日报道 英国爱丁堡大学的科学家在实验室中利用人的羊水和动物的胚胎细胞培育出了人体肾脏 其长度同未出生婴儿肾脏的长度相当 这一最新突破有望让需要接受器官移植的病人按需培育出自己的器官 在移植手术中规避发生排斥反应的风险 该肾脏长0 5厘米 科学家希望 这种人造器官移植入人体后能成长为全尺寸的器官 该研究的领导者之一 爱丁堡大学实验解剖学教授 生理学家吉美 戴维斯表示 科学家一直希望能用人体干细胞培育出功能性的器官 现在 我们制造出了和正常的胎儿肾脏一样复杂的事物 返回 三 生产克隆动物的高效材料 Wilmut和多莉 盘点全球二十种克隆动物 自从上世纪60年代开始 科学家们就开始从事克隆动物研究 1963年中国科学家就成功地克隆了亚洲鲤鱼 但最终随着克隆技术的发展 相信在未来克隆人类将会出现 并且人们也将开始食用克隆动物的肉 以下是近半个世纪以来 克隆技术发展中成功克隆的二十种动物 1 猕猴特拉2000年 实验室首次成功克隆了一只叫做特拉的猕猴 后来科学家们陆续克隆了多只猴子 可用于研究人员测试糖尿病等病症 3 鲤鱼1963年 一条亚洲鲤鱼被成功克隆 十年之后 科学家童第周又克隆了一条欧洲鲤鱼 2 克隆猪美国实验室引入基因改良猪 使这些克隆猪能够生长出适合人类的器官和细胞组织 此次一共克隆了5头雌性猪 其中最大的一头叫做米莉 它们是2000年美国一家生物公司成功克隆的 6 母牛诺托和卡加这两头母牛是在1998年被成功克隆的 随后克隆了数千头母牛 这是日本克隆技术上的最大成果 这项技术也为其他克隆技术生产出更好的肉质和牛奶做出巨大贡献 12 老鼠拉夫尔2002年 一只叫做拉夫尔的大老鼠终于成功地被克隆 据悉 它经过15次克隆才最终成功 虽然像拉夫尔这样的大老鼠最终可能用于实验室研究 但是大老鼠的克隆技术较难实现 并且大老鼠的克隆对于人类医学研究意义重大 9 野牛诺亚2001年 一只叫做诺亚的亚洲野牛被成功克隆 据悉 近年来亚洲野牛的数量锐减 诺亚由于痢疾只存活了两天 19 克隆狗史努比2005年 韩国科学家挑战了一项克隆技术 最终他们利用干细胞移植手术培育出世界上第一只克隆狗 并将这只克隆狗命名为史努比 据悉 科学家利用干细胞移植手术培育方法可用于研究人类疾病 返回 全球首只 人羊 问世 据新华社3月25日专电英国媒体24日报道说 科研人员已经创造出全球首只人羊嵌合体 有望给需要器官移植的患者带来福音 英国 每日邮报 报道说 美国内华达大学教授伊斯梅尔 赞贾尼历经7年研究 最终利用向绵羊胚胎注射人体干细胞的技术 成功培育出一只含有15 人体细胞的绵羊 报道说 科研人员首先从人体骨髓中提取干细胞 然后将干细胞注入胎羊的腹膜中 这样人体细胞就会通过新陈代谢和循环系统进入胎羊体内各个器官 羊羔降世两个月后 就会长出含有人体细胞的肝 心脏 肺等器官 四 转基因动物 引发社会伦理争议 赞贾尼表示 这项技术的最终目的 就是要在绵羊身上培育出可向人体移植的器官 此前 赞贾尼已经成功培育出一个人体细胞占较大比例的羊肝 他说 60克人体干细胞就足以注射10只胎羊 这样你就会得到不止一个可用于移植的器官 如果第一个失败了 你还有其他几个可以用 但也有科研人员指出 这种技术可能把对动物无害而对人体有害的病毒引入人体 从而引发灾难性后果 生物学博士帕特里克 狄克逊说 许多休眠病毒可能给人体带来生理上的梦魇 变异的动物病毒是真正的威胁 如同我们已经知道的艾滋病病毒一样 还有人担心 如果人体细胞和动物细胞最终结合到一起 就可能产生人羊 混血儿 引发社会伦理危机 但赞贾尼说 在目前这个阶段 这项技术根本不会导致细胞结合 返回 五 药物毒理与药物筛选 胚胎干细胞提供了新药的药理药效 毒理及药物代谢等研究的细胞水平的研究手段 大大减少了药物实验所需实验动物的数量及其人群数量 科学家们通过生物因子的作用和药物的诱导 成功的将胚胎干细胞体外定向分化成搏动的心肌细胞 在此基础上首次利用胚胎干细胞成功构建了药物筛选模型 这一成果重大意义在于 单一细胞的形成过程重现了胚胎细胞发育过程的全部生物信息 反映人类疾病的发生机制和发展过程 并提供了药物作用的重要靶点 该筛选模型可在基因层面上对新药的疗效 作用机制和安全性进行快速安全的鉴定 并对于发现和研制新药具有积极意义 返回 六 生物学基础研究 干细胞工程 1 ES系统已经成为基因功能研究的有效手段2 ES细胞系建立后 可从最根本上揭示人及动物发育过程中的决定基因3 ES细胞可作为评价新药及化学产品的毒性及效能的检测系统4 ES细胞有可能成为今后细胞替代疗法和组织器官移植的最佳来源 干细胞的研究进展 1960年科学家詹姆士 提尔和恩尼斯特 莫科洛克发现并命名造血干细胞 1979年医学界首次发现脐带血中含有恢复白血病患者造血功能的细胞 1981年英国的Evans和Kaufman用延缓着床的胚泡首次成功地分离了小鼠胚胎干细胞 从而在全球掀起了有关干细胞的研究热潮 1990 1997 1998 2000 2009 etc 我国科学家在世界上首次把来自猪的体细胞诱导转变成多能干细胞 有能力发育成身体中的任何类型的细胞 这也是全世界首次使用有蹄类动物的体细胞培育出多能干细胞 可能为建立人类遗传病模型 培育供人类器官移植的转基因动物以及开发耐受猪流感等疾病的猪开创一条道路 这项研究是中科院新创刊的 分子细胞生物学报 今天在网上发表的第一篇研究论文 该杂志主编李党生教授评论该研究时说 这项研究非常令人激动 因为它代表了培育有蹄类物种的多能干细胞的首次严格证明 这将为培育出精确的转基因动物用于研究 治疗和农业用途提供的机会 我国培育出猪干细胞 SUMMARY TheNationalInstitutesofHealth NIH isherebypublishingfi