干细胞与组织的维持和再生医学PPT.ppt

干细胞 1 医药课件交流 主要内容 第一节干细胞概述第二节胚胎干细胞第三节组织干细胞第四节干细胞与医学 StemCellandTissueRegeneration 2 医药课件交流 第一节干细胞概述 一 干细胞的存在二 干细胞的形态和生化特征三 干细胞的增殖特性四 干细胞的分化特性五 干细胞生理活动的微环境 StemCellandTissueRegeneration 3 医药课件交流 干细胞 是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞 存在部位 个体发育全过程中的各种组织中 功能 生长发育 组织器官的结构和功能的动态平衡 损伤后的再生修复 一 干细胞的存在 一 干细胞 stemcell 的存在 StemCellandTissueRegeneration 4 医药课件交流 胚胎发育和个体形成 5 医药课件交流 精子穿卵 受精卵 6周胚胎 11周胚胎 12周胚胎 4月胚胎 6 医药课件交流 StemCellandTissueRegeneration 7 医药课件交流 1 全能干细胞 totipotentstemcell 二 干细胞的类型 8细胞期之前的胚胎细胞 可发育为完整个体 StemCellandTissueRegeneration 一 干细胞的存在 有分化为成熟个体中所有类型细胞的潜能 但不能形成完整个体 也称胚胎干细胞 embryonicstemcell ES细胞 内细胞团细胞 2 多能干细胞 pluripotentstemcell 8 医药课件交流 3 组织特异性干细胞 tissuespecificstemcell 概念 专能性干细胞 multipotentstemcell 成体干细胞 adultstemcell 功能 参与发育 并持续存在于个体的整个生命过程 实现所在组织中细胞的新旧更替 维持组织器官结构和功能的动态平衡 StemCellandTissueRegeneration 一 干细胞的存在 9 医药课件交流 StemCellandTissueRegeneration 10 医药课件交流 胚胎干细胞的来源与早期分化 StemCellandTissueRegeneration 11 医药课件交流 二 干细胞的形态和生化特征 1 干细胞的形态特征 原始细胞特征 呈圆形或椭圆形 体积小 核质比大 细胞器不发达 StemCellandTissueRegeneration 12 医药课件交流 二 干细胞的形态和生化特征 2 干细胞的生化特性 高端粒酶活性 生化标志 nestin为神经干细胞标志 13 医药课件交流 三 干细胞的增殖特征 1 干细胞的增殖速率具有缓慢性 StemCellandTissueRegeneration 有利于干细胞对特定的外界信号作出反应 减少基因突变的危险 有更多时间校正复制错误 14 医药课件交流 2 干细胞增殖系统具有很强的自稳定性 自稳定性 三 干细胞的增殖特征 对称分裂不对称分裂 干细胞维持自身数目恒定的基本方式 15 医药课件交流 干细胞的不对称分裂A 干细胞的简单不对称分裂B 干细胞的种群不对称分裂 16 医药课件交流 四 干细胞的分化特征 1 干细胞分化的谱系限定性 17 医药课件交流 2 干细胞分化的可塑性 四 干细胞的分化特征 a 去分化 b 转决定 c 转分化 d 直接诱导分化 18 医药课件交流 细胞重编程的主要策略 A 体细胞核转移 SCNT B 细胞融合 C iPS细胞 D 谱系转化 19 医药课件交流 五 干细胞生理活动的微环境 干细胞巢 stemcellniche 由干细胞及其外围细胞 参与其增殖分化调控相关因子组成 具有动态平衡特性的局部环境 20 医药课件交流 成骨细胞mTORC1活化小鼠骨髓血管形成减少 30 CtrlTsc1KO 21 医药课件交流 成骨细胞mTORC1抑制小鼠骨髓血管形成增加 31 CtrlRaptorKO 22 医药课件交流 成骨细胞mTORC1促进Cxcl9分泌抑制骨髓血管形成 32 NatCommun Accepted 23 医药课件交流 第二节胚胎干细胞 一 胚胎干细胞的生物学特性二 胚胎干细胞的体外分化 24 医药课件交流 一 胚胎干细胞的生物学特征 StemCellandTissueRegeneration 25 医药课件交流 二 胚胎干细胞的生物学特征 26 医药课件交流 1 生化特征胚胎阶段特异性抗原 SEEA 碱性磷酸酶 端粒酶 27 医药课件交流 2 分化潜能多能干细胞 分化为内 中 外胚层 28 医药课件交流 29 医药课件交流 金标准 嵌合体试验 30 医药课件交流 二 胚胎干细胞的体外分化 StemCellandTissueRegeneration 31 医药课件交流 脂肪 骨骼 骨髓基质 肌腱 韧带 基因传递 软骨 心肌 生物制药 32 医药课件交流 第三节组织干细胞 一 造血干细胞二 间充质干细胞三 神经干细胞四 肝干细胞五 精原干细胞 33 医药课件交流 目前已分离或鉴定的组织干细胞 造血干细胞 hematopoiesisstemcell HSC 间充质干细胞 mesenchymalstemcell MSC 神经干细胞 neuralstemcell NSC 肝干细胞 liverstemcell 皮肤干细胞 epidermalstemcell 小肠干细胞 intestinalstemcell 角膜的干细胞 cornealstemcell 肾脏干细胞 renalstemcell 肌肉干细胞 myogenicstemcell 胰腺干细胞 pancreaticstemcell 肺脏干细胞 lungstemcell StemCellandTissueRegeneration 34 医药课件交流 组织干细胞示意图 35 医药课件交流 一 造血干细胞 1961年Till和McCulloch首次通过小鼠脾集落形成实验证实了造血干细胞 hematopoiesisstemcell HSC 在成体内的存在 36 医药课件交流 小鼠脾集落形成实验 37 医药课件交流 造血干细胞的分化 38 医药课件交流 存在骨髓腔中 可分化为多种间充质组织 如骨 关节 脂肪 肌腱 肌肉 骨髓基质等 二 间充质干细胞 MSC 地塞米松 磷酸甘油 Vc和含有10 FBS 脂肪细胞 软骨细胞 TGF 3 无血清培养 成骨细胞 1 甲基 3 异丁基黄嘌呤 地塞米松 吲哚美辛 39 医药课件交流 三 神经干细胞 具有自我更新及分化产生成熟脑细胞的能力 生物学标记 中间纤维nestin 可从嗅球 海马 下脑室 脑干 大脑等部位获得 StemCellandTissueRegeneration 40 医药课件交流 Nestin是神经干细胞的生物学标 中枢神经系统的成体干细胞分化成神经元 蓝色 左上 星形胶质细胞 棕色 以及少突胶质细胞 蓝色 左下 人神经干细胞表达nestin 绿色 41 医药课件交流 成年哺乳动物SVZ部位NSC的微环境与神经发生过程 42 医药课件交流 成年哺乳动物SGZ部位NSC的微环境与神经发生过程 43 医药课件交流 肝索细胞是个体发育中的肝干细胞 liverstemcell 四 肝干细胞 44 医药课件交流 小鼠肝干细胞系LEPCs StemCellandTissueRegeneration 45 医药课件交流 诱导后的小鼠肝干细胞系 LEPCs 具有成熟肝细胞的形态学特征 培养在Matrigel基质胶中的LEPCs具有胆管细胞的形态特征 46 医药课件交流 1 精原干细胞存在于曲细精管的基底膜 是精子发生的细胞基础 五 精原干细胞 47 医药课件交流 2 精原干细胞的分化具有一个复杂的调控机制 A1精原细胞是精子生成过程中不可逆的调控点 StemCellandTissueRegeneration 五 精原干细胞 48 医药课件交流 第四节干细胞与医学 一 干细胞与器官和个体衰老二 干细胞与肿瘤的发生和复发三 干细胞与组织再生四 干细胞在疾病治疗中的作用 StemCellandTissueRegeneration 49 医药课件交流 一 干细胞与器官和个体衰老 衰老是组织器官中细胞更替能力的降低 随着年龄增长 组织干细胞的特性改变 骨髓造血干细胞移植病人 供体年龄越大 成功率就越低 50 医药课件交流 二 干细胞与肿瘤的发生和复发 肿瘤的发生被认为起源于其组织中的组织特异性干细胞的可能性较大 StemCellandTissueRegeneration 肿瘤干细胞是存在于肿瘤组织中的一小部分具有干细胞性质的细胞群体 具有自我更新能力 肿瘤形成能力和分化为不同分化程度肿瘤细胞的能力 对肿瘤的发生 转移 恶化和复发起决定性作用 51 医药课件交流 三 干细胞与组织再生 机体修复组织器官损伤的现象叫做组织再生 在成年个体中 机体根据组织损伤程度的高低 启动不同分化等级的细胞的增殖与分化的程序 来实现其修复的需求 StemCellandTissueRegeneration 52 医药课件交流 四 干细胞在疾病治疗中的作用 细胞治疗是将正常的干细胞或由其分化产生的功能细胞植入病变部位代偿病变细胞丧失的功能 干细胞提供了可用于移植的细胞 53 医药课件交流 RegenerationofnewtissuesfromourowncellswillnotbefarbehindScience December6 2002 1901 54 医药课件交流 疾病的干细胞治疗策略 55 医药课件交流 StemCell