干细胞研究方法及进展_精品文档PPT格式课件下载.ppt

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指存在于胚胎直至成体的具有增殖、指存在于胚胎直至成体的具有增殖、自我更新（自我更新（self-renewal）以及分化潜）以及分化潜能的原始能的原始细细胞。

所有的干所有的干细细胞都具有两个最胞都具有两个最为显为显著的特征：

著的特征：

一是不断增殖、自我更新一是不断增殖、自我更新;

二二是是在在适适宜宜的的环环境境条条件件下下可可分分化化并并产产生生不不同同类类型的型的细细胞。

分分类类（按分化潜能分（按分化潜能分类类）全全能能干干细细胞胞（totipotentstemcells）、）、多多能能干干细细胞胞（pluripotentstemcell）单单能能干干细细胞胞（monopotentstemcell）或或称称为为专专能能干干细细胞胞（committedstemcell）。

）。

全能干全能干细细胞胞是指能是指能发发育成育成为为一个一个完整个体的原始完整个体的原始细细胞。

受精卵、胚胎每一个卵裂球都能受精卵、胚胎每一个卵裂球都能发发育成育成为为一个完整个体，是全能干一个完整个体，是全能干细细胞。

多能干多能干细细胞胞是指那些分化潜能很是指那些分化潜能很“宽宽”，可分，可分化化为为多种多种类类型型细细胞的原始胞的原始细细胞胞.如胚胎干如胚胎干细细胞（胞（embryonicstemcell，ES细细胞）、胚胎生殖胞）、胚胎生殖细细胞（胞（embryonicgermcell）、骨髓基）、骨髓基质质干干细细胞（胞（Bonemarrowstromalstemcell）、神）、神经经干干细细胞胞.单单能干能干细细胞，胞，只能向一种只能向一种类类型或密切型或密切相关的两种相关的两种类类型型细细胞分化，胞分化，如表皮如表皮组织组织基底基底层层的干的干细细胞、肌肉中的胞、肌肉中的成肌成肌细细胞或叫肌胞或叫肌卫卫星星细细胞（胞（satellitecell）神神经经元干元干细细胞只能分化胞只能分化为为神神经经元，胶元，胶质质干干细细胞只能分化胞只能分化为为胶胶质细质细胞等。

胞等。

按照生存按照生存阶阶段分段分类类：

胚胎干胚胎干细细胞胞成体干成体干细细胞（胞（adultstemcell；

somaticstemcells），也称），也称为组为组织织干干细细胞（胞（tissuestemcells）。

胚胎干胚胎干细细胞胞，是存在于早期胚胎，是存在于早期胚胎组织组织中，具有高度增殖能力和多向分化潜能，中，具有高度增殖能力和多向分化潜能，能分化能分化为为三个胚三个胚层层所有所有细细胞胞类类型的原始型的原始细细胞。

成体干成体干细细胞胞指存在于各指存在于各组织组织器官的器官的未分化未分化细细胞。

在体内，它胞。

在体内，它们们具有具有终终生自我更新（生自我更新（self-renewal）能力）能力和分化潜能。

和分化潜能。

根据胚胎干根据胚胎干细细胞来源不同，分胞来源不同，分为为：

ES细细胞胞（embryonicstemcells）,来自来自囊胚期的内囊胚期的内细细胞胞团团。

EC细细胞胞（embryoniccarcinomacells），由畸胎癌（由畸胎癌（teratocarcinorma）中分离、中分离、筛选筛选出的具有增殖，自我更新能力的出的具有增殖，自我更新能力的细细胞。

EG细细胞胞（embryonicgermcells），由原，由原始生殖始生殖细细胞（胞（primordialgermcells）中分离中分离获获得。

得。

成体干成体干细细胞根据来源分胞根据来源分为为：

骨髓干骨髓干细细胞胞神神经经干干细细胞胞上皮干上皮干细细胞胞肝干肝干细细胞胞胰腺干胰腺干细细胞胞皮肤干皮肤干细细胞胞脂肪干脂肪干细细胞胞成体干成体干细细胞具有可塑性胞具有可塑性（plasticity）或横向分化）或横向分化的特性。

的特性。

这这是指某种是指某种组织组织的成体干的成体干细细胞可分胞可分化化为为另一种另一种组织组织的特异的特异细细胞的能力。

胞的能力。

例如骨髓基例如骨髓基质质干干细细胞可分化胞可分化为为心肌心肌细细胞、脂肪胞、脂肪细细胞等胞等.第二部分第二部分干干细细胞的基本特性胞的基本特性一、干一、干细细胞的基本特征胞的基本特征

（一）干

（一）干细细胞的形胞的形态态和生化特征和生化特征1形形态态特特征征：

干干细细胞胞通通常常呈呈圆圆形形或或椭椭圆圆形形，体体积积较较小小，核核质质比比较较大大，胞胞内内细细胞胞器器稀稀少少，细细胞胞内内RNARNA含含量量低低。

根根据据其其形形态态学学特特征征和和存存在在位位置置、分分子子标标记记可以辨可以辨认认不同的干不同的干细细胞，胞，2生生化化特特征征：

不不同同的的干干细细胞胞具具有有不不同同的的生生化化标标志志，如如角角蛋蛋白白15是是确确定定毛毛囊囊中中表表皮皮干干细细胞胞的的标标志志分分子子，nestin为为神神经经干干细细胞胞的的标标志志分分子子。

利利用用标标志志分分子子确确定定干干细细胞胞位位置置、寻寻找找和和分分离离干干细细胞胞有有重重要要意意义义。

干干细细胞胞都都具具有有较较高高的的端端粒粒酶酶活活性性，这这与与其其增殖能力密切相关。

增殖能力密切相关。

（二二）干干细细胞的生物学特征胞的生物学特征1干干细细胞的胞的自我更新自我更新特征特征干干细细胞在体内胞在体内终终生都具有自我更新能力，生都具有自我更新能力，这这与祖与祖细细胞（具有胞（具有优优先更新能力）不同。

其自我更新能先更新能力）不同。

其自我更新能力是通力是通过过不不对对称分裂称分裂（asymmetrydivision）和和对对称分裂称分裂（symmetrydivision）这这两种形式两种形式实现实现的。

的。

对对称分裂称分裂如果如果产产生的两个子代生的两个子代细细胞都是干胞都是干细细胞或都是分化胞或都是分化细细胞，称胞，称为对为对称分裂。

称分裂。

不不对对称分裂称分裂如果如果产产生一个子代干生一个子代干细细胞和一胞和一个子代分化个子代分化细细胞胞则则称称为为不不对对称分裂。

2细细胞的增殖特征胞的增殖特征1）干干细细胞增殖的胞增殖的缓缓慢性慢性一般情况下，干一般情况下，干细细胞胞处处于休眠或于休眠或缓缓慢增殖状慢增殖状态态，当其接受刺激，当其接受刺激分化分化时时，首先要，首先要经过经过一个短一个短暂暂的增殖期，的增殖期，产产生生过过渡放大渡放大细细胞胞（transitamplifyingcell）或或称称为为“短短暂扩暂扩充充细细胞胞”。

经经若干次分裂后若干次分裂后产产生生分化分化细细胞。

过过渡放大渡放大细细胞的作用是可以通胞的作用是可以通过较过较少干少干细细胞胞产产生生较较多的分化多的分化细细胞胞,同同时时保保护护干干细细胞。

2）干干细细胞增殖的自胞增殖的自稳稳定性定性自我自我维维持持（self-maintenance）或自或自稳稳定定性是指干性是指干细细胞可以在生物个体生命区胞可以在生物个体生命区间间自我自我更新并更新并维维持其自身数目相持其自身数目相对对恒定性，恒定性，这这也是也是干干细细胞的基本特征之一。

胞的基本特征之一。

维维持自我持自我稳稳定性定性是通是通过过多种形式来多种形式来实现实现。

首先，当干首先，当干细细胞分裂胞分裂时时，无脊椎，无脊椎动动物的干物的干细细胞常以不胞常以不对对称分裂来称分裂来维维持自身数目的恒定。

持自身数目的恒定。

哺乳哺乳动动物的干物的干细细胞常常以胞常常以对对称分裂和不称分裂和不对对称称分列分列这这两种形式两种形式进进行，但行，但对对于群体而言。

通于群体而言。

通过这过这两种分裂方式两种分裂方式协调协调，保，保证证干干细细胞数目相胞数目相对对衡定，同衡定，同时时更适更适应组织应组织再生的需要。

再生的需要。

3干干细细胞的分化特征胞的分化特征11）干）干细细胞的分化潜能胞的分化潜能干干细细胞的分化具有多潜能性，但胞的分化具有多潜能性，但不同的干不同的干细细胞具有的分化潜能不同。

胞具有的分化潜能不同。

22）干）干细细胞的胞的转转分化和去分化分化和去分化一种一种组织类组织类型的干型的干细细胞在胞在适当条件下可以分化适当条件下可以分化为为另一种另一种组织类组织类型的型的细细胞，称胞，称为为干干细细胞的胞的转转分化分化（transdifferentiation）（transdifferentiation）或横向分化。

或横向分化。

二、干二、干细细胞生存的微胞生存的微环环境境干干细细胞在机体胞在机体组织组织中的居所称中的居所称为为干干细细胞巢胞巢（stemcellniche）（stemcellniche）。

在干。

在干细细胞巢中所有控制胞巢中所有控制干干细细胞增殖与分化的外部信号构成了干胞增殖与分化的外部信号构成了干细细胞生胞生存的微存的微环环境。

干境。

干细细胞是胞是处处于静息、休眠状于静息、休眠状态态，还还是是处处于分化状于分化状态态，如，如处处于分化状于分化状态态，又分化，又分化为为何种何种类类型的型的细细胞，胞，这这主要由干主要由干细细胞本身状胞本身状态态和所和所处处的微的微环环境所决定。

境所决定。

在在干干细细胞胞的的微微环环境境中中，对对干干细细胞胞影影响响最最大大的主要包括以下三个方面：

的主要包括以下三个方面：

（一）分泌因子

（一）分泌因子

（二）

（二）细细胞胞间间相互作用相互作用（三）胞外基（三）胞外基质质三、干三、干细细胞的命运胞的命运一般生理情况下一般生理情况下处处于静止的于静止的G0期期分裂的干分裂的干细细胞有胞有5种种发发育途径：

育途径：

自我更新、自我更新、分化、分化、程序性死亡、程序性死亡、迁移和迁移和进进入休眠期，入休眠期，少数干少数干细细胞可以胞可以转转分化。

分化。

胚胎干胚胎干细细胞胞胚胎干胚胎干细细胞的胞的获获得得获获得途径主要有：

得途径主要有：

1.从早期胚胎从早期胚胎获获得得2.2.从原始生殖从原始生殖细细胞胞获获得得3.3.从移植从移植细细胞胞（克隆克隆细细胞胞）获获得得胚胎干胚胎干细细胞的主要特征胞的主要特征形形态态和生化特征和生化特征1.形形态态：

细细胞胞体体积积小小，核核大大，1多多个个核核仁。

离体培养可仁。

离体培养可产产生密集的多生密集的多细细胞克隆。

胞克隆。

2.生化特征生化特征：

端粒端粒酶酶活性高活性高。

3.干干细细胞物理特性胞物理特性：

如干如干细细胞胞对对Hoechst33324和和Rhodamine123染料不着色。

染料不着色。

4.干干细细胞胞表表面面免免疫疫原原性性：

一一般般表表达达胚胚胎胎早早期期的的表面抗原，而且有种属差异。

表面抗原，而且有种属差异。

如如小小鼠鼠胚胚胎胎干干细细胞胞表表达达胚胚胎胎阶阶段段性性特特异异抗抗原原-1（SSEA-1），不不表表达达SSEA-3或或SSEA-4；

人人胚胚胎干胎干细细胞表达胞表达SSEA-3或或SSEA-4。

神神经经干干细细胞胞神神经经干干细细胞的胞的标标志志1990年，年，Lendahl的的实验证实实验证实，神，神经经干干细细胞胞的的标标志蛋白是神志蛋白是神经经上皮干上皮干细细胞蛋白胞蛋白（n