第十二章 第二节 理论32学时班级用

1、第十二章细胞与个体发育第二节干细胞第二节干细胞胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES cell）：出现于早期胚胎的干细胞，多数来自囊胚（胚泡）的内细胞团。成体干细胞（adult stem cell）：具组织特异性的干细胞，如造血干细胞、神经干细胞、胰腺干细胞等。干细胞（stem cell）：一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞，是各种分化细胞或特化细胞的初 始来源。一、干细胞的基本特征（一）干细胞的自我复制对称分裂（symmetry division）：产生两个同型的细胞，均为干细胞或分化细胞。不对称分裂（asymmetry division）：产生两个异型的细胞，一个是干细

2、胞，另一个是分化细胞。机体对干细胞增殖的调节具有一定灵活性，以适应生理变化需要，维持干细胞与分化细胞数量上的平衡。通常认为，在正常状况下，干细胞多以不对称方式分裂。不对称分裂对称分裂（二）干细胞的分化全能干细胞（totipotent cell）受精卵八细胞期多能干细胞（pluripotent cell）胚泡内细胞团的ES细胞专能干细胞（unipotent cell）成体干细胞（三）干细胞增殖分化的调控机制微区（niche）：干细胞所处的微环境，包括周围细胞、胞外基质及可溶性信号转导分子等。1. 胞内因素的调控Oct-4 Nanog端粒酶2. 胞外因素的调控黏附分子、多种分泌因子及周围细胞的直接

3、参与。二、胚胎干细胞ES 细胞胚胎干细胞（embryonic stem cell）EG 细胞胚胎生殖细胞（embryonic germcell），胚胎生殖嵴中的原始生殖细胞。EC 细胞畸胎癌细胞（embryonal carcinomacell），兼具多分化潜能与肿瘤细胞特性。（一）ES 细胞内细胞团（inner cell mass）1. ES 细胞的生物学特性来源于胚泡的内细胞团；在不分化条件下能无限自我复制；能保持稳定的二倍体正常核型；能分化为包括内、中、外胚层的所有细胞类型；当被注入发育状态的囊胚中，可整合至任一组织。2. ES 细胞分化潜能的评价（1）嵌合体实验ES 细胞与另一胚泡的IC

4、M细胞黏附在一起被移植入母体子，可被调整并参与原先胚胎的正常发育，最终成为组织结构正常的嵌合体（chimera）个体。（2）畸胎瘤实验将ES 细胞异位移植至皮下，由于无滋养层细胞的调控，其发育表现为无序的细胞分化，成为畸胎瘤。内部含 神经管、腺管、上皮组织、软骨、肌肉和毛发等多胚层来 源的多种类型的分化细胞。此法亦可证明ES 细胞的多潜能分化特征。（3）类胚体实验ES 细胞在无饲养层与分化抑制因子条件下培养时， 形成类胚体（embryoid body, EB）。其中间细胞团保持干细胞生长特点，周边细胞逐渐分化为不同类型的细胞。3. ES 细胞的体外分化改变细胞生长条件，如添加各种生长因子、改变

5、其黏附状态诱导细胞间相互作用等；导入特定的分化相关基因，诱导细胞产生定向分化；可分化为脂肪细胞、星形胶质细胞、心肌细胞、软骨细胞、造血细胞、树突样细胞、内皮细胞、胰岛细胞等。目前面临的主要困难：定向分化。3. ES 细胞的应用潜能（1）移植治疗如帕金森综合症、糖尿病、创伤性脊髓损伤等病症， 均有望通过诱导ES 细胞定向分化为相应细胞类型再移植入病人体内治疗。（2）其他应用用于研究胚胎发育过程中的相应机制；模拟组织和细胞的体内效应，以筛选药物或测试药物毒性； 对ES 细胞进行基因操作后再用于治疗。（二）EG 细胞来自胚胎生殖嵴中的原始生殖细胞；与ES 细胞具类似特性，如具有多分化潜能、特殊干细胞

6、标记等；增殖能力稍弱，不能无限制生长；不能产生畸胎瘤。三、成体干细胞成体干细胞存在于多种组织与器官，包括骨髓、外周血、脑、脊髓、牙髓、血管、骨骼肌、表皮、消化管、角膜、 视网膜、肝脏、胰腺等。两个基本特征：自我复制能够分化为具有特殊功能的成熟细胞。数目稀少。在相应诱导条件下，成体干细胞可跨组织甚至跨胚层分化- 可塑性（plasticity）。1. 造血干细胞 （hematopoietic stem cell, HSC）表面标记：CD34+/ Thyl+/ lin-来源:骨髓移植外周血（从中筛选出CD34+白细胞，含5-20%的造血干细胞）脐带血E. Donnall ThomasThe Nobel Prize inPhysiology or Medicine 19902. 神经干细胞存在于脑组织。可分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等。特征标记：巢蛋白nestin（属中间丝骨架蛋白）胶质纤维酸性蛋白GFAP 等目前仍缺乏被普遍接受的单一特异性标记 。3. 间充质干细胞（mesenchymal cell, MSC）来源于结缔组织。能在体外增殖，也可在不同条件下分化为多种间充细胞，如脂肪细胞、上皮细胞、肝细胞等。含有多种特异性表面抗原：CD71、CD44、CD90