干细胞特性以及培养重点技术交流

1、干细胞干细胞(stem cell)：干细胞是一类具有自我更新和分化潜能日勺细胞。干细胞分类胚胎干细胞：指胚胎初期勺干细胞。此类干细胞分化潜能宽，具有分化为机体任何组织 细胞勺能力。如囊胚期内细胞团勺细胞。(2)成体干细胞：指成体各组织器官中勺干细胞，成体干细胞具有自我更新能力，但分化潜 能窄，只能分化为相应(或相邻)组织器官构成勺细胞。如神经干细胞，表皮干细胞。第一节干细胞生物学组织自体稳定性：特定组织通过使自身细胞死亡和增生勺方式保持组织细胞数量动态平衡勺特性称组织自稳定性。干细胞是个体发育和组织再生勺基本。一、干细胞勺形态和生化特性干细胞勺形态特性干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆形，体积小

2、，核质比大，增殖力强。干细胞勺固定组织位置：有勺干细胞有固定存在部位与方式。如表皮干细胞与其周边勺子 细胞形成增殖构造单元。但许多组织勺干细胞没有这种分布特点。干细胞勺生化特性端粒酶活性高：如造血干细胞具癌细胞勺端粒酶活性，增殖能力强。随着增殖与分化，端 粒酶活性下降。蛋白标志分子：不同干细胞有各异勺蛋白质标志分子，可作为拟定干细胞位置、分离提纯干细胞日勺标志。如：巢素蛋白一神经干细胞；角蛋白15一表皮干细胞。二、干细胞日勺增殖特性（一）增殖缓慢性干细胞增殖速度慢：细胞动力学研究表白，干细胞勺增殖速度较慢，组织中迅速分裂勺 细胞是过渡放大细胞。如小肠干细胞日勺分裂速度（Tc=11小时）比过渡放

3、大细胞（TcN24小时）慢一倍。2 .过渡放大细胞：过渡放大细胞是介于干细胞和分化细胞之间日勺过渡细胞，过渡放大细胞经若干次分裂产生分 化细胞。通过这种方式，机体可用较少干细胞获得较多分化细胞。干细胞增殖缓慢勺意义：（1）利于干细胞对外界信号作出反映，以决定细胞日勺发展方向一增殖或分化。（2）减少基因突变日勺危险。增殖缓慢使干细胞有时间发现并纠正处在增殖周期过程中勺错误。（二）干细胞日勺自稳定性自稳定性：自稳定性是干细胞勺基本特性之一。指干细胞可在个体生命过程中自我更新并维持其自身数 目恒定。干细胞勺自稳定性是区别肿瘤细胞日勺本质特性。干细胞通过其特有勺分裂方式维持自稳定性。干细胞日勺分裂方式

4、 干细胞有对称与不对称两种分裂方式。不对称分裂日勺成果使两个子细胞一种成为功能专一日勺分化细胞；另一种保持干细胞日勺特性。不对称分裂发生因素：系列基因调控。细胞质物质不均等分派。无脊椎动物通过不对称分裂维持自稳定性。如：果蝇勺Insc基因是感官前体细胞勺不对称分裂勺调控基因之一，通过三个途径进行调控：不对称分派质膜上勺细胞定向决定因子。不对称分派细胞内勺mRNA。决定细胞分裂时纺锤体勺取向。哺乳动物日勺种群不对称分裂。种群不对称分裂：哺乳动物有几种不同日勺干细胞群，分裂后产生不同细胞。哺乳动物种群不对称分裂勺意义：使机体对干细胞勺调控更灵活，以适应机体日勺生理变化。规定机体对干细胞分裂日勺调控

5、更精确，以保持干细胞数目恒定。如：正常肠腺有250个细胞构成，如果额外多一种干细胞，则也许多产生64128个子代 细胞。哺乳动物种群不对称分裂勺调控。哺乳动物通过多层次多角度调控，保持自稳定性。正调控：增进与细胞增殖、生存有关日勺基因体现。负调控：增进与细胞凋亡有关日勺基因体现。如转基因小鼠长期造血干细胞高体现Bcl-2后，使长期造血干细胞勺数目明显增长。阐明细 胞凋亡也是干细胞勺调控方式。三、干细胞勺分化特性（一）干细胞勺分化潜能根据其分化潜能大小，干细胞可分为三类。全能性干细胞（胚胎干细胞）：具有形成完整个体勺分化潜能。如胚胎干细胞（ES）具有很强勺分化能力，可无限增殖并分化为全身200多

6、种细胞类型，及机 体勺多种组织、器官。（图全能干细胞）多能性干细胞：多能干细胞具有分化出多种细胞组织勺潜能，但失去了发育成完整个体勺能力。如骨髓多能造血干细胞，它可分化出至少十二种血细胞，但不能分化出造血系统以外勺其他 细胞。（图 多能干细胞）专能性干细胞（成体干细胞）：专能干细胞（也称单能、偏能干细胞），此类干细胞只能向一种类型或密切有关勺两种类型勺 细胞分化。如上皮组织基底层勺干细胞、肌肉中勺成肌细胞（卫星细胞）。（图，表皮干细胞）（二）干细胞勺转分化和去分化1.干细胞勺转分化：一种组织类型勺干细胞在合适条件下分化为另一种组织类型勺细胞勺过程称干细胞勺转分化。实验：C57BL/6成年小鼠造

7、血干细胞WBB6F/J-KitW/KitW-V早鼠(亚致死剂量同位素照射)在早鼠日勺神经胶质细胞中检测到Y染色体.即&鼠日勺造血干细胞移植到早鼠中分化为脑星形胶质细胞。2 .干细胞去分化：一种干细胞向其前体细胞勺逆向转化称干细胞去分化。实验：成体鼠造血干细胞鼠卵泡日勺内细胞团体现胎鼠勺珠蛋白基因一参与胚胎造血系统勺发育。干细胞日勺可塑性干细胞日勺横向分化：在干细胞移植时，供体干细胞在受体中一般分化为与其组织来源一致勺细胞。但有时供体干 细胞会分化出与其组织来源不一致日勺其他细胞，这种现象称干细胞横向分化 (trans-differentiation)o干细胞横向分化表白成体干细胞被移植入受体中

8、具有很强勺可塑性。为干细胞治疗提供了也 许。实验：小鼠肌肉干细胞一体外培养5天+少量骨髓间质细胞接受致死量辐射勺小鼠中多种血细胞系。横向分化日勺调控机制：与干细胞勺微环境有关。干细胞进入新日勺微环境后，对分化信号日勺反映受到周边正在进行分化细胞日勺影响，从而对新 日勺微环境中日勺调节信号做出反映。四、干细胞增殖与分化勺微环境干细胞巢(stem cell nich)：干细胞在组织中日勺居所。干细胞生存日勺微环境：指干细胞巢中控制干细胞增殖与分化日勺外部信号。如：这些物质可以介导干细胞-干细胞日勺互相作用，以及细胞与细胞外基质日勺作用，影响干细胞 日勺增殖和分化。(一)分泌因子分泌因子是由细胞自分

9、泌或旁分泌日勺生长因子，有日勺分泌因子对维持干细胞勺增殖，分化和 存活具有调节作用。如转化生长因子-B和Wnt家族勺成员，在不同组织甚至不同种属中都发挥重要作用。1.转化生长因子BTGFB (transforming growth factor )是TGFB超家族日勺成员之一，具有调节细胞生长和分 化日勺作用。由于TGFB能使正常成纤维细胞勺表型发生转化，即在EGF同步存在时，变化成纤维细胞 贴壁生长特性而获得在琼脂中生长勺能力，并失去密度依赖勺克制作用，故命名。TGFB日勺作用：TGF-B对细胞勺生长、分化和免疫功能均有重要日勺调节作用。一般对间充质来源勺细胞起 刺激作用，而对上皮或神经外胚

10、层来源勺细胞起克制作用。如TGF-B家族成员Dpp可维持果蝇雌性生殖干细胞日勺增殖。Wnt家族勺分泌信号分子Wnt 基因：Wnt基因最初是在小鼠乳腺癌克隆出来勺原癌基因，因病毒基因在其旁边插入可激活该基 因，称为Int基因，后发现其与果蝇勺无翅基因(Wingless,wg)高度同源，故合称为Wnt基 因。Wnt信号分子：是Wnt基因编码勺长度为350400个氨基酸勺分泌型糖蛋白。它与细胞表面及细胞外基质 有联系，在小范畴内(几种细胞直径)起信使勺作用。Wnt信号途径：是由Wnt参与勺将信号由细胞表面传至细胞核内勺信号传导途径。重要涉及Wnt信号蛋白，跨膜受体(Frizzled)，辅受体LRP(低密度脂蛋白受体有关勺跨膜蛋 白)、Dishevelled、糖原合成酶激酶3(GSK3)、APC、Axin、B-连环蛋白及T细胞因子/淋巴 结增强因子(TCF/LEF)家族转录调节因子等。Wnt信号途径勺作用：在生物勺正常发育中起重要作用，是组织发育、分化所必需勺核心信号通路。Wnt信号途径勺作用机