干细胞技术与疾病治疗ppt课件VIP

.1、干细胞技术和疾病治疗、1、背景介绍2、基本概念介绍3、在疾病治疗中的应用和展望、2、1、背景介绍，自20世纪90年代美国科学家培养人胚干细胞以来，干细胞方向分化和控制等研究一直是当前和未来生命科学的焦点。 在对发育生物学及其相关学科发挥划时代的推进作用的同时，该领域具有的重大科学意义和医学和商业价值一定是各国重点支持和开发的领域。 2003年，干细胞基础研究、胚胎干细胞和成人干细胞医疗研究取得了很大进展，这些进展为人类克服疾病带来了希望，激励了医学研究，但加强了不同观念和政策的争论。3、一、背景介绍，美国生物伦理指导委员会专业研究、广泛深入评价了人胚胎在科学、伦理、立法等方面可能带来的影响，提出了相关人胚胎干细胞研究的指导原则。4、一、背景介绍，干细胞技术不仅在疾病治疗方面有着非常有吸引力的前景，而且对克隆动物、转基因动物的生产、发育生物学、新药物的开发和药效、毒性评价等领域也有着极其重要的影响。 干细胞技术作为生物技术的最先进技术已成为自然科学中最引人注目的领域，医学界被视为人类生命科学研究的里程碑，预示着生命科学研究将进入快速发展时期，是未来高科技交换和新兴产业发展的重要基础。5，2，基本概念介绍，1，干细胞及其相关概念2，干细胞技术及其相关概念，6，1，干细胞及其相关概念，干细胞是具有自我更新能力的多能细胞，也就是干细胞维持未定向分化状态和增殖能力，在适当的条件下，或通过提供适当的信号，分化成多种功能细胞和组织器官干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成人组织。 根据发育阶段，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞，胚胎干细胞的分化和增殖构成了动物发育的基础，成体干细胞的进一步分化是成年动物组织和器官修复再生的基础。 根据干细胞分化的可能性将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。7，1，干细胞及其相关概念，a，胚胎干细胞在受精卵分裂为胚时，内层细胞团的细胞是胚胎干细胞，胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新，有分化为体内所有组织的能力。 胚胎干细胞通过单细胞克隆可建立具有相同遗传特性的胚胎干细胞系，建立的胚胎干细胞系具有与母细胞相同的特征。 胚胎干细胞具有正常的完整性(二倍体)和稳定的染色体核型。 胚胎干细胞在细胞周期中没有G1期的限制点，胚胎干细胞大部分时间处于细胞周期的s期，在该期进行DNA合成。 胚胎干细胞表达细胞内转录因子、白血病抑制因子和碱性磷酸酶三种特异性标记分子。8、1、干细胞及其相关概念，雌性哺乳动物来源的胚胎干细胞内不存在x染色体失活现象。 胚胎干细胞端粒酶活性阳性，具有维持端粒酶长度、维持干细胞附加值的重要作用。 胚胎干细胞裸鼠皮下或肾包囊接种可形成畸形瘤。9，1，干细胞及其相关概念，b，成体干细胞的成体干细胞存在于三个胚层发育的组织中，具有两个特征，一个还具有分化为维持长期增殖、不分化能力的源组织的所有专门化型细胞的潜力和分裂产生组细胞的能力。 成体干细胞的附加值也有很大限制，很多成体干细胞数量很少，没有特异性的表面标志，很难识别、分离、纯化。成体干细胞中研究最广泛和深入的细胞是来源于骨髓和血液的干细胞，包括造血干细胞和间充质干细胞两个主要干细胞。 造血干细胞是从血液和骨髓中分离出的具有自我复制能力的干细胞，可以从骨髓中进入血液循环系统，经历能、10、1、干细胞及其相关概念，并经历程序性死亡，即凋亡。 造血干细胞可以利用其物理特性和细胞表面的特征富集。 造血干细胞来源于骨髓、外周血和脐带血，可分化为血液和免疫系统的各种细胞类型，可用于白血病、淋巴瘤和遗传性血液病，如各种遗传性贫血、先天性代谢失调和癌化疗后造血干细胞的恢复等治疗。 许多研究发现可以从人、鸟类、啮齿类等生物骨髓中分离骨髓间充质干细胞，它具有干细胞的共性。 最近的研究发现，从人的骨骼肌中分离间充质干细胞，它也能分化成骨骼肌、平滑肌、骨、软骨和脂肪，因此在利用间充质干细胞的组织工程学研究中取材方便，对生物无害。 间充质干细胞可以取出自己的骨髓，通过简单的骨髓穿刺就可以得到。 由于自身诱导，11，1，干细胞及其相关概念、组织移植时不存在组织相容性和免疫排斥问题。 从间充质干细胞分化的组织类型广泛，理论上可以分化为所有的间充质组织类型：分化为骨、软骨或肌肉、肌腱，分化为对创伤性疾病的治疗有应用价值的心肌组织后，有可能构建人工心脏。 将其分化成真皮组织，有无限的应用前景。 12，1、干细胞及其相关概念，神经干细胞也是成体干细胞之一，神经干细胞是神经系统形成和发育的源泉。 其主要功能作为备份参与神经系统损伤修复和细胞正常死亡的更新。13、2、干细胞技术及其相关概念、干细胞技术也称为再生医疗技术，通过分离干细胞、体外培养、定向诱导、进而基因改变等过程，在体外繁殖新的、正常的、更年轻的细胞、组织和器官，最终通过细胞、组织和器官的移植来实现临床疾病的治疗，如白血病、组织和器官的移植理论上，应用干细胞技术治疗各种疾病的传统方法有：安全、低毒性或无毒性。 没有必要完全知道疾病的发病机制。 应用自己的干细胞移植，可以避免器官移植的免疫排斥反应。14、2、利用干细胞技术及其相关概念，干细胞技术已经开展治疗的疾病：脑性瘫痪、儿童缺血缺氧性脑病； 脑外伤、脑梗塞、脑出血、脊髓外伤性麻痹的急性期、后遗症期和恢复期脑发育不全、脑萎缩、智力降低、记忆丧失症、脑积水长期昏迷、植物的生存状态视神经损伤、失明肌萎缩侧索硬化症、运动神经元症脊椎炎后遗症期和恢复期神经性膀胱炎临界脑死癫痫； 慢性心力衰竭、心肌梗塞肝硬化； 下肢血管性疾病股骨头坏死。 15，3，在疾病治疗中的应用及其展望，1 .造血干细胞的基因治疗2 .造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病3 .干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用4 .干细胞技术在心血管疾病治疗中的临床应用，16，1 .造血干细胞的基因治疗，多种疾病， 特别是遗传性疾病随着造血干细胞内在缺陷相关的造血干细胞的移植和基因技术的发展，试图融合上诉技术的新治疗方法造血干细胞的基因治疗现在成为研究的焦点。. 17，1 .造血干细胞基因治疗，很多疾病，特别是血红蛋白病、长状红血球贫血、地中海贫血、慢性肉芽肿性疾病和免疫缺陷性疾病等单一基因疾病与造血干细胞的内在缺陷有关。 原则上，这些病可以用基因替代的方法接受治疗。 造血干细胞基因治疗的基本想法是分离患者的造血干细胞，在体外转染目的基因，进行自我干细胞移植。 目前，这种新方法的研究和应用主要集中在以下三个方面：代替先天性造血干细胞中的基因缺失和损伤引起的疾病；通过抗肿瘤化疗向正常造血干细胞导入耐药性基因，产生化疗蛋白； 以最终减少或抵消化学疗法的副作用为目的造血干细胞和t细胞前体转染抗病毒基因，抵抗HIV感染等，可作为细胞内疫苗的手段。18，1 .造血干细胞的基因治疗、a、造血干细胞的选择中，造血干细胞的鉴定使用了很多细胞表面标记，最常用于鉴别骨髓中具有高增殖能力的造血干细胞的细胞表面分子是CD34 (氰酸酯蛋白)。 致死量照射狒狒后，CD34中积蓄的骨髓细胞可重建狒狒的造血系统，显示CD34细胞具有长期的多系统分化能力。 目前临床上对获得CD34细胞有着非常成熟的手段。 理论上，分离浓缩的CD34细胞可以提高基因转染效率，减少载体的使用量。 19，1 .造血干细胞的基因治疗，b，载体的选择在造血干细胞，如DNA、脂质体、腺病毒载体、腺相关病毒载体、腺转录病毒、慢病毒载体中使用了很多转染系统。20，1 .造血干细胞的基因治疗、c、转染条件的优化转染效率是基因治疗的瓶颈，为了提高转染效率，在转染外部条件下进行了一系列尝试。 研究表明，与骨髓基质细胞一起孵化可以提高逆转率病毒载体对人干细胞的转染效率，提示外源性基质分子影响基因转染。 纤维蛋白是目前研究的比较充分的分子，可以同时连接载体粒子和干细胞，提供促进生长的因子，提高转染效率。 有人将细胞因子多肽序列整合成包复蛋白质分子。 例如，将IL-2整合到嵌合体包复蛋白中，对IL-2依赖性细胞的转染有很高的效率。21，1 .造血干细胞基因治疗，d，造血干细胞基因转染效率虽然现在有很大进步，但造血干细胞基因治疗并不成功，主要原因是原始造血干细胞处于安静状态， 其表面受体水平低目前没有非常有效的载体，转染效率低转染成功后，目的基因往往不能有效表达或长期表达没有有效手段，就选择成功的造血干细胞，22，1 .造血干细胞的基因治疗，e，展望造血干细胞的基因治疗体现了全新的治疗思想，现在虽然处于基本的研究阶段，但随着造血干细胞移植和基因技术的发展和完善，随着对基因本身的认识，造血干细胞的基因治疗可能从根本上实现一系列病的治愈。23、2 .造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病，十几年前，造血干细胞移植技术(HSCT )治疗难治性自身免疫性疾病(ADs )已取得了可喜的成绩。 国内外学者把病情进展迅速、引起明显障碍和死亡的Ads归类为“严重自身免疫病”(SADs )，其预期生育时间为5年至10年，近年来随着科学技术的发展，与治疗自体造血干细胞移植相关的病死率为1%-5%； 对于SADs患者，在发展成不可逆器官损伤前积极治疗是合理、必要的。24，2 .造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病，a、机制Ads发病机制的正确机制尚不清楚，机体对自身抗原的免疫反应和免疫耐受失衡是最基本的原因。患者自身的遗传缺陷和环境因素的共同作用在打破这一平衡上发挥了重要的作用。 HSCT治疗Ads用强免疫抑制治疗彻底破坏机体异常的免疫系统，进口正常的造血干细胞重建正常的免疫系统，以达到治疗或缓解Ads的目的移植前强预处理去除已存在于组织器官中的免疫病理细胞，中止靶器官的再损伤。25、2 .造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病，b、适应症应对常规治疗失败、威胁生命和器官功能的严重神经系统、类风湿性关节炎疾病、血液系统的Ads患者实施HSCT，不主张对器官有不可逆损失的患者实施HSCT。26、2 .造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病、c、存在的问题及异基因HSCT的展望能达到根治Ads的目的，自身外周血干细胞移植目前治疗Ads比较妥当，但有几个问题。 初步结果显示，SAds、HSCT很有潜力，是一种很有前途的治疗手段。 正确制定治疗战略，选择合适的患者，完善治疗技术细节是必要的。 HSCT治疗和Ads长期疗效尚待研究。 27，3 .干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用多年来被认为成人哺乳动物脑内神经细胞没有更新能力，死亡后无法再生，这一想法受到脑血管疾病、帕金森病、多发性硬化及脑脊髓损伤等疾病的治疗很大限制。 传统药物和手术在以上疾病的治疗上有了一定的进展，但抛弃也无法取得满意的效果。 近年来，干细胞移植技术发展迅速，为神经系统疾病的治疗提供了新的方法。 28，3 .干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用，a，帕金森病的治疗是将干细胞移植到有帕金森病(PD )的患者和动物模型的脑组织中治疗成功的。 Piccini等人首先从流产儿的脑组织中分离出神经干细胞，移植到PD患者的脑组织中，结果显示一半以上患者的症状得到了明显改善，效果仍在持续。 干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用，b、缺血性脑血管疾病治疗干细胞技术治疗缺血性脑血管疾病有两种方法。 一种方法是通过激活海马、齿状回等区域的内源性干细胞，将内源性干细胞转移到脑组织损伤部位，发挥替代效果，另一种方法是将成人脑或胚胎干细胞直接移植到脑损伤部位，进一步发挥治疗作用。 同样，许多研究证实了干细胞技术治疗缺血性脑血管病的有效性。 Kuhn等人向大鼠缺血脑组织脑室内注射成纤维细胞生长因子和表皮生长因子后，嗅球位置的神经结构再生，试验后大鼠缺血引起的神经功能不全得到改善。 干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用，c、其他神经系统疾病的干细胞技