课用 资料 干细胞

除受精卵外，生物体内有没有具有分裂分化能力的细胞？,植物体内,分生组织细胞（如根尖分生区细胞）,动物体内,干细胞,（动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞）,资料：干细胞是还没有分化发育的细胞，它能生成各种组织器官的起源细胞。科学家把干细胞大致分为3种类型：全能干细胞（胚胎干细胞），多能干细胞（组织干细胞），和专能干细胞。全能干细胞的一大特点是具有发育的全能性，可以参与整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞。多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。多能干细胞进一步分化，可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以分化成各种类型的神经细胞，血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。,分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？,干细胞的概念,干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。,1.1胚胎干细胞（EmbryonicStemcell,ES细胞）,当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。,1.2成体干细胞,成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。,1.3造血干细胞,造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。在20世纪五十年代，临床上就开始应用骨髓移植（BMT）方法来治疗血液系统疾病。,1.4神经干细胞,神经干细胞的研究仍处于初级阶段理论上讲，任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。,2.3干细胞的可塑性,通常情况下，供体的干细胞在受体中分化为与其组织来源一致的细胞。而在某些情况下干细胞的分化并不遵循这种规律。1999年Goodell等人分离出小鼠的肌肉干细胞，体外培养5天后，与少量的骨髓间质细胞一起移植入接受致死量辐射的小鼠中，结果发现肌肉干细胞会分化为各种血细胞系。这种现象被称为干细胞的横向分化,3.干细胞应用平台技术,3.1技术原理干细胞充当了分化细胞预备队的角色。干细胞有以下特点：（1）干细胞本身不是处于分化途径的终端。（2）干细胞能无限的增殖分裂。（3）干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态。（4）干细胞通过两种方式生长，一种是对称分裂形成两个相同的干细胞，另一种是非对称分裂由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞；另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。,4.干细胞技术的市场前景,研究干细胞增殖和分化机制的最终目的是应用干细胞治疗疾病。理论上讲，干细胞可以用于各种疾病的治疗，但其最适合的疾病主要是组织坏死性疾病如缺血引起的心肌坏死，退行性病变如帕金森综合征，自体免疫性疾病如胰岛素依赖型糖尿病等。,4.3体外制造人体器官,比如通过形成嵌合体，在严格的控制下，使动物的某些器官来源于人体干细胞。这些来自人体干细胞的器官可应用于临床移植治疗,4.4长生不老的希望,目前科学家已能在体外以干细胞为种子培育成功一些组织器官，来替代病变或衰老的组织器官。造血干细胞移植是目前治愈白血病和某些遗传性血液病的惟一希望，在肿瘤和难治性免疫疾病的治疗中也有其独特的作用。,胚胎干细胞(全能干细胞)：如小鼠胚胎发育的囊胚期的原始内层细胞。,5干细胞,(1)概念：对于动物，细胞特别是高等动物细胞来说，随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能，这种潜能称为多潜能。具有多潜能的细胞称为干细胞。,单能(专能)干细胞：仅具有分化形成某一种类型的细胞的能力。,(2)类型,多能造血干细胞：具有分化成多种血细胞的能力。,(3)胚胎干细胞：,胚胎干细胞作为细胞工程的一种材料，比其他细胞具有更多的独特优点：,首先，胚胎干细胞像胚胎细胞一样具有发育多能性，如具有分化成各种细胞的潜能，包括分化成生殖细胞的潜能。而且可以在体外培养、传代，这样就可以按照人们的意愿对其进行一系列的操作，如培养转基因动物、克隆、增殖等。,其次，胚胎干细胞在不同生长条件下具有不同的功能状态，既可以保持未分化状态，也可以经诱导分化成多种细胞，所以胚胎干细胞又可以进行细胞分化、组织发生以及基因表达与调控的研究，还可用于克隆细胞和组织，解决医学上器官移植的异体排斥、器官来源匮乏的问题。,三.胚胎干细胞,阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。,1.概念：简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。干细胞的分类：（1）全能干细胞（2）多能干细胞（3）专能干细胞,2.特点:（1）形态：体积小.细胞核大,核仁明显；（2）功能：具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化；（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,3.主要用途阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,（1）治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,（2）培育出人造组织器官，用于器官移植随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。,诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。,干细胞,干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。,根据来源和个体发育过程中先后次序不同，干细胞可分为：胚胎干细胞和成体干细胞组织干细胞。,分类,全能干细胞（胚胎干细胞）桑椹胚及以前（如受精卵）由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来能发育成完整个体多能干细胞(成体干细胞)能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）专能干细胞如成肌细胞、皮肤生发层细胞等能分化出特定的（一种或两种）组织,.分别指什么,分化程度,潜能；核全能性；目前初始化,.应用,按照分化潜能大小来分类,.,.分类,干细胞可以通过以下四个途径获得：(1)从体外培养的胚胎获得；(2)从早期流产的胎儿中获得；(3)从克隆的胚胎中获得；(4)从成体中获得。,胚胎干细胞:,.加图，归纳,.特点,胚胎干细胞:内细胞团细胞原始性腺细胞,概念：由或_中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。,早期胚胎,原始性腺,形态、功能,形态：体积小、细胞核大、核仁明显功能：具有发育的全能性，可以分化成任何一种组织。体外培养，只增殖不分化。可冷冻保存；可进行遗传改造,.为什么要移植，练习册P5611,.全能细胞,胚胎干细胞,.鼠,应用,.应用前景,胚胎干细胞的应用前景,.优点,1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、_等病症2）ES细胞体外诱导分化，可培育_3)ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞_,成骨不良,人造组织器官,分化,干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特定的