《医学细胞生物学》课件：第十七章 干细胞-

1、第十七章 干细胞(stem cell),第一节 干细胞的生物学特征 第二节 各种类型的干细胞 第三节 干细胞的临床应用前景,第一节 干细胞的定义及生物学特征,定义：可自我更新并可分化成一种以上类型细胞的多潜能细胞 形态特征：体积小；核质比较大；细胞器不发达 生化特征：端粒酶活性，各种表面标志物 分裂方式：对称分裂和不对称分裂； 增殖特征：缓慢增殖/过渡扩增细胞；自稳定性；干细胞巢；干细胞转分化,体外培养的胚胎干细胞的形态特征,生长特点：呈集落样生长，单个细胞体积小而圆，核质比大。,A-C：ES细胞集落 D：已分化的ES细胞,胚胎干细胞的表面标志物,人、猴、小鼠ES细胞的分子差异,（一）增殖缓慢

2、性,1干细胞增殖速度慢：细胞动力学研究表明，干细胞的增殖速度较慢，组织中快速分裂的细胞是过渡放大（扩增）细胞。,干细胞的增殖特征,2过渡放大（扩增）细胞： 过渡放大细胞是介于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞，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。,过渡扩增细胞（transit amplifying cells),紫色：干细胞 青色：过渡扩增细胞 红色：终末分化细胞,3干细胞增殖缓慢的意义： (1)利于干细胞对外界信号作出反应，以决定细胞的发展方向增殖或分化。 (2)减少基因突变的危险。增殖缓慢使干细胞有时间发现并纠正处于增殖周期过程中的错误。,

3、（二）干细胞的自稳定性,1自稳定性： 自稳定性是干细胞的基本特征之一。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。 干细胞的自稳定性是区别于肿瘤细胞的本质特征。 干细胞通过其特有的分裂方式维持自稳定性。,2干细胞的分裂方式 干细胞有对称与不对称两种分裂方式。,不对称分裂的结果使两个子细胞一个成为功能专一的分化细胞；另一个保持干细胞的特征。 3. 不对称分裂发生原因： 系列基因调控。 细胞质物质不均等分配。,无脊椎动物的不对称分裂示意图,不对称分裂的特点是特殊的蛋白质或信使RNA（红点所示）选择性进入其中一个子细胞(浅紫色）,(三)干细胞的转分化和去分化,1干细胞的转分化： 一种组织

4、类型的干细胞在适当条件下分化为另一种组织类型的细胞的过程称干细胞的转分化。 例如雄鼠的造血干细胞移植到雌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的逆向转化称干细胞去分化。 实验： 成体鼠造血干细胞 鼠卵泡的内细胞团 表达胎鼠的珠蛋白基因 参与胚胎造血系统的发育。,3. 干细胞的可塑性,(1)干细胞的横向分化： 在干细胞移植时，供体干细胞在受体中通常分化为与其组织来源一致的细胞。但有时供体干细胞会分化出与其组织来源不一致的其它细胞，这种现象称干细胞横向分化(trans-differentiation)。,干细胞横向分化表明成体干细胞被移植入受体中具有很强的可塑性。为干

5、细胞治疗提供了可能。 (2)实验： 小鼠肌肉干细胞体外培养5天少量骨髓间质细胞 接受致死量辐射的小鼠中 各种血细胞系。,（四）、干细胞增殖与分化的微环境,干细胞生境，干细胞巢(stem cell niche)：干细胞在组织中的居所，是干细胞与其细胞外所有物质构成的干细胞生存的微环境。 干细胞巢中拥有控制干细胞增殖与分化的外部信号。,例如： 这些物质可以介导干细胞-干细胞的相互作用，以及细胞与细胞外基质的作用，影响干细胞的增殖和分化。,造血干细胞的巢,第二节 干细胞的分类,按发育阶段分类： 胚胎干细胞 成体干细胞：造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞等 按分化潜能分类： 全能干细胞、

6、多能干细胞、专能干细胞和单能干细胞,造血干细胞的分化,淋巴干细胞,骨髓干细胞,第三节 干细胞的临床应用前景,胚胎干细胞 组织工程 成体干细胞 白血病的干细胞治疗 型糖尿病的干细胞治疗 帕金森综合征的干细胞治疗,组织工程示意图,取异体胚胎干细胞或病人自身的成体干细胞,体外纯化,定向诱导分化,大量扩增,体外重建组织或器官,移植回病人体内,帕金森病的干细胞治疗,诱导成神经细胞的基本步骤 （1）RA诱导； （2）生长因子诱导：FGF2，FGF8； （3）共培养法：与骨髓基质细胞共培养； （4）基因转染：Nurrl，bHLH，Mash1等； （5）体内移植；,红色细胞：神经元 绿色细胞：胶质细胞,干细胞总结,定义：可自我更新并可分化成一种以上细胞类型的多潜