胚胎干细胞源性表皮干细胞的研究进展
人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究
人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)是当今生物医学研究的重要热点之一。
这两种干细胞都具有自我更新和分化为多种不同类型细胞的能力,因此在组织再生、疾病治疗、药物筛选等领域有着广泛的应用前景。
本文将综述人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究现状和前景。
一、人类胚胎干细胞1. 发现和特点人类胚胎干细胞是在1998年,由美国犹他大学埃文斯实验室发现的。
它们是从人类胚胎的内细胞团(inner cell mass,ICM)中分离出来的非常原始的细胞,具有自我更新和无限增殖的能力,并可以分化为身体的所有不同类型的细胞,包括神经元、心肌细胞、肝细胞等。
这些特点使得人类胚胎干细胞成为组织工程和再生医学领域的重要研究材料,有着广泛的用途。
2. 研究进展和问题尽管人类胚胎干细胞潜力巨大,但是在研究和应用过程中依旧受到很多限制和问题。
首先,人类胚胎干细胞的获取受到伦理和法律的限制。
在许多国家和地区,胚胎干细胞研究和应用仍然是禁止或受严格限制的。
即使是在开放的国家,也需遵循伦理标准和规定的程序,获得胚胎干细胞。
其次,人类胚胎干细胞的使用也存在一些问题。
首先,人类胚胎干细胞具有致癌性和免疫排异等风险,不当的使用会导致一些不良后果。
其次,人类胚胎干细胞分化过程中的影响因素、机制以及调控方法还不完全清楚,因此在分化过程中的控制更为困难。
此外,用于分化人类胚胎干细胞的培养基和因子组合等方法,也在不断的优化和改进中。
二、诱导多能干细胞1. 发现和特点在人类胚胎干细胞受到法律和伦理限制的背景下,2006年,日本的山中伸弥等一众科学家发现了诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs),这是人类成体细胞被诱导再生为早期胚胎干细胞状态的一种细胞,可以用于组织工程、疾病治疗、药物筛选等领域。
生物科学中的干细胞研究
生物科学中的干细胞研究随着生物科学技术的不断发展,干细胞研究已经成为研究人员热衷的领域。
干细胞可以分化为多种类型的细胞,包括神经元、心肌细胞和胰岛细胞等等。
干细胞具有巨大的应用潜力,可以用于治疗各种疾病,如糖尿病、帕金森病和白血病等等。
本文将对干细胞的研究现状进行探讨。
干细胞的分类干细胞可以分为两类:胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞来源于早期胚胎的内细胞团。
它们可以发育成任何类型的细胞,包括心肌细胞、视网膜细胞和肝细胞等等。
因为胚胎干细胞可以分化为所有类型的细胞,所以它们被认为是最具有治疗潜力的干细胞。
成体干细胞是体内已存在的干细胞,它们可以发育成特定类型的细胞。
例如,骨髓中存在造血干细胞,它们可以分化为红血球、白血球和血小板等等。
皮肤中的干细胞可以分化为表皮细胞或毛囊细胞等等。
干细胞治疗干细胞治疗是使用干细胞来修复和替代组织和器官的受损部分。
这种治疗方法可以用于治疗很多疾病,例如心脏病、白血病和糖尿病等等。
心肌梗塞是一种非常常见的疾病,它会导致心肌细胞死亡。
研究人员正在探讨使用胚胎干细胞和成体干细胞来替换死亡的心肌细胞。
这种治疗方法已经在动物实验中取得了一定的成功。
使用干细胞治疗糖尿病也是一种很有前途的方法。
糖尿病是一种糖代谢紊乱引起的疾病,胰腺中的胰岛细胞无法分泌足够的胰岛素。
干细胞治疗可以使病人的胰岛细胞重新分化,然后产生足够的胰岛素来控制血糖水平。
干细胞研究的挑战干细胞研究面临着很多挑战。
最大的挑战就是如何控制干细胞的分化和增殖。
如果干细胞分化和增殖过程无法完全控制,可能会导致肿瘤等严重的后果。
此外,使用胚胎干细胞还面临着伦理道德问题。
胚胎干细胞的提取需要摧毁胚胎,这与一些人的道德和宗教信仰不符。
结语干细胞研究是一个充满挑战和机遇的领域。
虽然还面临着很多难题和困难,但是干细胞治疗已经在实验室中取得了一定的成功。
相信随着生物科学技术的不断发展,干细胞治疗将会成为未来医学领域的重要方法。
干细胞研究进展综述
干细胞研究进展(综述)【摘要】:干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。
干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术,其已成为世界高新技术的新亮点,势将导致一场医学和生物学革命。
干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。
干细胞研究作为一门新兴学科已成为生命科学中的热点。
本文对近几年来国内外对干细胞的研究现况作一综述。
【关键词】:干细胞因子帕金森病神经干细胞糖尿病ABSTRACT : Stem cells are the body and cells of various tissues of origin, has high self replicati on, high proliferati on and multil in eage differe ntiati on pote ntial. Stem cell tech no logy is the field of biotech no logy has the most developme nt prospect and pote ntial of cutt in g-edge tech no logy, it has become a new bright spot in the world of high-tech, will lead to a revolutio n in medici ne and biology .The research of stem cell is to modern life science and medical fields intersection, stem cell tech no logy from a laboratory con cept gradually tran sformed to be able to see the reality. Stem cell research as a new discipli ne has become the hotspot of life scie nce. Based on the domestic and abroad in recent years on stem cell research summarizes.Keywords : Stem cell factor Parkinson disease Neural stem cells Diabetes mellitus干细胞技术最显著的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。
干细胞研究方法及进展2011-幻灯片(1)
干细胞的概念及分类
干细胞(Stem cell) : 指存在于胚胎直至成体的具有增殖、
自我更新(self-renewal)以及分化潜 能的原始细胞。
哺乳类胚胎卵裂
From egg to blastocyte (human)
全能干细胞是指能发育成为一个 完整个体的原始细胞。
受精卵、人体8细胞以前的胚胎每 一个卵裂球都能发育成为一个完整 个体,是全能干细胞。
长期以来,美国一些宗教界和保守派人 士以有关实验可能破坏人类胚胎为由极 力阻碍干细胞研究。2001年,布什下令 禁止联邦基金资助针对从人类胚胎中取 得新的干细胞株的有关研究,只允许对 其他21种干细胞株进行研究。他还多次 对国会支持干细胞研究的相关立法行使 否决权。
奥巴马3月9日在白宫签署命令,解除对于用政 府经费资助人类胚胎干细胞研究的限制。
第一部分 干细胞的概念
人体并不是由一种细胞构成,而是由200
多种细胞构成的,例如神经细胞、皮肤细胞 等等。不同的细胞担负着不同的功能,但是 所有这些细胞,都是由一个细胞— 受精卵发 育而来的。“全能性”的受精卵在发育过程 中,不仅不断地分裂使细胞的数目增加,而 且还不断地分化使细胞的种类增加。所谓 “干细胞”,就是指那些未分化、因而有可 能分化成不同类型细胞的细胞。
多能干细胞是指那些分化潜能很“宽”,可 分化为多种类型细胞的原始细胞.
如胚胎干细胞(embryonic stem cell, ES细胞)、胚胎生殖细胞(embryonic germ cell)、骨髓基质干细胞(Bone marrow stromal stem cell)、神经干细胞.
单能干细胞,只能向一种类型或密切 相关的两种类型细胞分化,如表皮组织 基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞或 叫肌卫星细胞(satellite cell),神经 元干细胞只能分化为神经元,胶质干细 胞只能分化为胶质细胞等。
人类胚胎发育中的干细胞分化与定向诱导
人类胚胎发育中的干细胞分化与定向诱导随着科学技术的不断进步,人类对于干细胞的研究已经取得长足的进展,而其中胚胎干细胞作为最早被发现的干细胞类型,一直备受关注。
胚胎干细胞来源于早期胚胎的内细胞团,具有多潜能分化能力,能够分化为各种细胞类型。
其能够在治疗重大疾病如癌症、糖尿病、帕金森病等方面具有广阔的应用前景。
本文将从人类胚胎发育、干细胞分化和定向诱导三个方面探讨胚胎干细胞的研究进展。
一、人类胚胎发育人类胚胎发育为受精卵经过多次细胞增殖、分化而形成的胚胎。
受精卵由精子和卵子的结合形成,最初分裂为两个细胞,然后逐渐分裂为四个、八个、16个细胞。
这些细胞组成了早期胚胎的形态单向性,称为内细胞团(ICM)和外细胞团(TE)。
ICM丰富的细胞增殖潜能和多能素(Nanog、Oct4、Sox2等)的表达使其具有形成全部胚层的潜能。
二、干细胞分化干细胞能够分化成多种细胞类型,从而满足一定程度上的组织和器官再生。
细胞分化是干细胞发育的最终目的,其中的途径包括通路、信号等方面。
如何确定干细胞的分化方向,以及如何检测干细胞的分化状态是干细胞领域研究的核心问题。
(一)干细胞分化方向的确定目前干细胞的分化方向可以通过一些外刺激,如生长因子的作用来实现。
例如,神经生长因子可以使干细胞分化成神经细胞,转化生长因子β1(TGF-β1)可以促进肌肉细胞分化,再生成长因子可以促进软骨细胞分化。
同时,传统的化学状态、微环境、形态学、器官对干细胞的诱导方式也能影响干细胞的分化方向。
(二)干细胞分化状态的检测为确定干细胞的分化状态,研究人员采用了很多技术和方法,如单细胞分析和成像技术、流式细胞仪、PCR、酶活性测试、细胞或待分化细胞的免疫组织化学检测等。
三、干细胞定向诱导干细胞定向诱导是指使用化学物质、生物学等外部因素来诱导干细胞向特定细胞类型分化的过程。
目前主要的方法有:(一)化学诱导:在细胞培养的过程中加入特定的诱导因子,可促进干细胞分化。
(推荐)简述干细胞的形态特征及其研究进展
简述干细胞的形态特征及其研究进展干细胞是一类具有自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类各组织器官的原始的多潜能的细胞。
在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。
干细胞在形态上具有共性,通常呈圆形或椭圆形,细胞体积小,核相对较大,细胞核多为常染色质,并具有较高的端粒酶活性。
根据它所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞的发育等级较高,是全能干细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是多能干细胞或单能干细胞。
干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。
目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。
干细胞的形态特征:干细胞具有自我更新复制的能力,能够产生高度分化的功能细胞。
1 胚胎干细胞:胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。
具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。
进一步说,胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。
它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。
2 成体干细胞:成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。
成体干细胞在其中起着关键的作用。
在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。
3 造血干细胞:造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源,它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。
造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。
4 神经干细胞:理论上讲,任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。
脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应。
除此之外,神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面,对判断药物有效性、毒性有一定的作用。
5 肌肉干细胞:可发育分化为成肌细胞,可互相融合成为多核的肌纤维,形成骨骼肌最基本的结构。
6 骨髓间充质干细胞:骨髓间充质干细胞是干细胞家族的重要成员,来源于发育早期的中胚层和外胚层。
胚胎干细胞的研究进展
胚胎干细胞的研究进展摘要:胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES cells) 是存在于胚胎发育早期阶段,具有自我更新和多分化潜能性的干细胞,是组成机体各种组织器官的起源细胞。
已经广泛用于生命科学的许多领域,它在医学方面的应用成为医学领域的研究热点。
本文综述了近些年关于胚胎干细胞分离培养与鉴定特征和应用的研究进展,同时也指出了目前所面临的问题,对今后的研究方向进行了展望。
关键词:胚胎干细胞;分离培养与鉴定特征;应用胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)是一种从早期胚胎的囊胚内细胞团细胞或胎儿原始生殖细胞( primordial germ cells,PGCs) 中经分离体外抑制分化培养得到的具有发育全能性( 或多能性) 的一类干细胞,与已经成熟分化的体细胞一样,ES细胞也是一分为二地分裂增殖,且ESC具有体外培养无限增殖自我更新和多向分化的特性。
在一定的培养条件下,ES细胞可以在体外长久和稳定地自我复制,实现永生,无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为内中外3个胚层的几乎所有类型细胞。
因此,ES细胞成为研究哺乳动物早期胚胎发生细胞组织分化基因表达调控等发育生物学基础研究的一个非常理想的模型系统和非常有用的工具,也是进行动物胚胎工程开发和用于治疗各种疾病,修复受损伤的组织和器官的一个重要途径,具有广泛的应用前景[1,2]。
20世纪末开始,ES细胞的研究就一直是生物医学领域的热点。
美国《科学》杂志评出的上个世纪十大科学突破中,“干细胞研究与应用”名列榜首。
ES细胞的研究还处于起步阶段,目前人们已经能够分离培养干细胞,但诱导ES细胞定向分化还面临许多困难。
1 胚胎干细胞的概念和研究历史胚胎干细胞研究的起源来自20世纪70年代对畸胎瘤的研究:有人把早期的小鼠胚胎移植到成年小鼠体内后产生了畸胎癌( 即恶性的畸胎瘤),畸胎癌内的细胞( 即EC,胚胎癌细胞) 能在体外自我更新且能分化成不同种类的细胞,由于这种类型的畸胎癌只能由着床前的早期小鼠胚胎产生,因此推测EC细胞的来源是胚胎发育早期短暂出现的外胚层细胞( epiblast) 关于EC细胞的研究使科学家认为可能从小鼠早期胚胎中分离到一种能分化成多种细胞的具有全能性的干细胞,即胚胎干细胞( ESC)。
胚胎干细胞的研究进展和应用前景
胚胎干细胞研究现状及应用前景摘要:作为一类既有自我更新能力,并具有多向分化潜能的细胞,胚胎干细胞具有非常重要的理论研究意义和临床应用前景[1]。
胚胎干细胞已被广泛用于生命科学的许多领域, 它潜在的医学应用也成为世界范围内的研究热点。
本文主要概述了目前胚胎干细胞在基础研究及临床上应用的研究进展并展望了今后研究的方向。
关键词:胚胎干细胞生物特性克隆应用干细胞是一类具有自我更新和无限分化潜能的细胞,它包括胚胎干细胞和成体干细胞,特别是胚胎干细胞是当前国内外医学和生物学领域研究的重点。
胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells,ES Cells)是由早期胚胎内细胞团(Inner cell mass,ICM)(桑葚胚,囊胚)或原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)经体外分化抑制培养筛选出的一种多潜能细胞。
胚胎干细胞可以在体外稳定的自我更新,可以在长时间继代培养后仍维持正常的二倍体染色体结构;具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,在一定的条件培养下,它可以无限增殖并分化成为全身200 多种细胞类型,例如:人类ES 细胞可以分化为肌细胞、神经细胞[2]、内皮细胞、造血干细胞、骨髓细胞等,并可进一步形成机体所有组织、器官参与个体的发育过程,可称为是打开人类胚胎发育大门的一把“万能钥匙”。
1.胚胎干细胞的生物学特性1.1 胚胎干细胞的形态生化特性胚胎干细胞都具有相似的形态特点,与早期胚胎细胞相似,细胞较小,核质比高,细胞核明显,有一个或多个核仁,染色质较分散,细胞质内除游离核糖体外,其他细胞器很少;体外培养细胞呈多层集落状生长,紧密堆积在一起,无明显细胞界限。
细胞的染色体均为稳定的二倍体核型。
胚胎干细胞表达早期胚胎细胞的表面抗原,转录因子Oct- 4 为目前广泛用于鉴定胚胎干细胞是否处于未分化状态的一个重要的标记分子。
研究发现,它最早表达于胚胎8细胞时期,一直到细胞发育至桑椹胚时期,在每个卵裂球中都可检测到大量的Oct- 4 的表达产物,这之后Oct- 4 的表达局限于内细胞团细胞。
胚胎干细胞的特性及其应用前景
胚胎干细胞的特性及其应用前景胚胎干细胞是一种特殊的细胞,具有强大的分化和再生能力,被认为是人类医学领域中最具前途的研究方向之一。
在医学实践中,胚胎干细胞能够应用于治疗各种疾病,在生物科技领域则可以用来研究基因表达、药物筛选等方面的问题。
今天,我们将深入探讨胚胎干细胞的特性及其应用前景。
一、胚胎干细胞的特性胚胎干细胞起源于受精卵早期阶段的细胞,被视为一种多能细胞,即具有分化成为全身各种类型细胞的能力。
它们可以通过体外培养的方式获得,因为在实验条件下,受精卵的细胞可以分裂并生成一组细胞,而其中的内细胞团正是胚胎干细胞的来源。
胚胎干细胞具有以下几个重要的特性。
1. 自我更新能力:胚胎干细胞具有无限自我更新能力,它们可以不断分裂并自我复制,以产生新的干细胞。
2. 多能性:胚胎干细胞具有强大的分化能力,能够分化成为任何类型的细胞,包括心肌细胞、神经细胞、肝细胞、胰腺细胞等等。
3. 快速增殖:胚胎干细胞分裂速度非常快,可以在短时间内生成大量相同的细胞。
二、胚胎干细胞的应用前景胚胎干细胞具有广泛的应用前景,尤其在医学领域中有很多潜在的应用价值。
1. 细胞治疗细胞治疗是使用胚胎干细胞来替代受损或死亡细胞的一种方法。
因为胚胎干细胞可以分化成任何类型的细胞,所以它们可以被用于治疗许多不同类型的疾病。
例如,胚胎干细胞可以被分化成心肌细胞,并用于治疗心脏病;它们也可以被分化成胰岛素细胞,来治疗糖尿病。
2. 药物研究药物研究是另一个广泛应用胚胎干细胞的领域。
因为胚胎干细胞可以分化成任何类型的细胞,所以它们可以被用来研究新药物的效果和安全性。
研究人员可以通过将胚胎干细胞分化成特定类型的细胞,并邀请受试者使用新药物测试,以便更好地了解其作用。
3. 器官培育器官培育是另一个利用胚胎干细胞的前沿领域。
由于胚胎干细胞可以分化成任何类型细胞,研究人员可以使用这种能力来培育人类器官。
例如,胚胎干细胞可以被诱导分化成肝细胞,并用于皮肤脱色类疾病的治疗。
干细胞在皮肤创面修复应用中的研究进展
干细胞在皮肤创面修复应用中的研究进展一、干细胞的类型干细胞是一种具有自我更新和多向分化潜能的细胞。
根据其分化能力和来源,可将干细胞分为多种类型,包括胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞等。
胚胎干细胞来源于发育早期的胚胎囊胚内,具有极强的多向分化潜能,可以分化成人体所有的细胞类型。
然而,由于胚胎干细胞的来源和使用存在伦理道德问题,因此在临床应用中受到了限制。
成体干细胞是存在于成体组织中的一类高度分化的细胞,在生理或病理条件下,可以通过自我更新或外部刺激,转化为其他类型的细胞,如骨骼肌干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞等。
相对于胚胎干细胞,成体干细胞来源容易获取,且不涉及道德问题,因此在临床应用中具有广泛的应用前景。
诱导多能干细胞是通过外源因子或转录因子,将成熟的体细胞转换为表达多能性转录因子的干细胞,具有类似于胚胎干细胞的分化潜能。
诱导多能干细胞可以通过个体细胞重编程而来,避免了胚胎硕大粘附问题等伦理难题。
皮肤在受到外界刺激或损伤时,会启动一系列的自我修复机制,包括血管生成、细胞增殖、细胞分化等。
在这一过程中,干细胞可通过成为外周细胞的补充源,提供细胞分化所需的前体细胞,促进皮肤创面的愈合,从而达到修复皮肤完整性的目的。
另一方面,干细胞也具有自我更新和再生的能力,可作为长期的皮肤修复和再生源,使得皮肤在遭受大面积创伤后也能不断更新,延长皮肤的寿命。
近年来,随着干细胞技术的不断发展和应用,干细胞在皮肤创面修复中的应用也取得了一定的进展。
一些研究表明,通过向创面注入成骨细胞源干细胞,能够增强皮肤内结缔组织形成、促进皮肤愈合。
同时,在体外实验中,分离出的皮肤干细胞经特定培养条件下诱导,也能够分化为表皮细胞和毛囊细胞,从而为治疗皮肤创面提供了有力的工具。
另外,一些研究也探索了干细胞在皮肤组织工程中的应用。
如通过将干细胞与支架(scaffold)相结合,构建出模拟皮肤结构的三维生物材料,可为广泛烧伤和创面提供有效的皮肤替代品。
人类胚胎干细胞的研究与应用前景
人类胚胎干细胞的研究与应用前景随着科学技术的不断进步,人类胚胎干细胞作为一种重要的生物医学资源,引起了广泛关注。
人类胚胎干细胞具有很强的多向分化潜能,在组织修复、药物开发和疾病治疗方面展示出巨大的应用前景。
本文将对人类胚胎干细胞的研究现状及其在不同领域中的应用潜力进行探讨。
一、人类胚胎干细胞研究现状1. 胚胎干细胞来源人类胚胎干细胞主要来自于体外受精或体外融合过程中剩余的配子和早期虫卵。
这些早期形成的团块会在培养基中形成团块,并从中分离出内质网层,以产生称为祖细线层之间差异水平很大,可以产生形态与功能相似但有功能差异,这是体制性地显示因为导致定向泌尿途径通畅及机能恢复明显。
轴向低分化人际直接通过转基因的早期父系形态化细胞联合体、和卵子辐照生成的跨物种克隆生成电机上打开了杂交胚胎干细胞获取潜能,进一步推动了人类胚胎干细胞研究领域的发展。
2. 人类胚胎干细胞的特点人类胚胎干细胞具有两个重要特征:自我更新和多向分化潜能。
它们可以不断地进行自我复制,保持一定数量的干细胞群落;同时,它们又有着向各种成体组织或器官分化为多种功能性细胞类型的能力。
二、人类胚胎干细胞在组织修复方面的应用前景1. 神经系统损伤修复人类神经系统损伤持久且难以恢复,给生活带来很大困扰。
而人类胚胎干细胞在神经再生方面有着巨大潜力。
通过将这些干细如转变为神经元或神经通讯相关的支持细菌,然后将其移植到损伤部位,可以促进神经细胞的再生和功能恢复。
2. 心脏病治疗心脏病是当前世界范围内的一大健康问题。
而人类胚胎干细胞的多向分化潜能使其有望用于心肌组织的修复和再生。
目前已有研究显示,将干细胞移植到受损心肌区域,可以促进组织修复,并提高心脏功能。
三、人类胚胎干细胞在药物开发领域中的应用前景1. 肿瘤治疗人类癌症的治疗一直是医学领域中最令人关注的话题之一。
通过人类胚胎干细胞与肿瘤相关基因或信号通路相结合,可以建立更准确、更有效的肿瘤模型,为新药开发提供重要依据。
胚胎干细胞以及组织干细胞
在医学领域的应用差异
胚胎干细胞
胚胎干细胞在医学领域的应用潜力巨大,但同时也面临着伦理和法律上的限制。胚胎干细胞可以用于研究人类发 育和疾病机制,以及用于药物筛选和开发。此外,胚胎干细胞还可以用于细胞替代治疗和组织工程。
组织干细胞
组织干细胞在医学领域的应用相对较为局限,但它们在再生医学和组织工程领域具有重要价值。组织干细胞可以 用于治疗某些特定疾病或损伤,例如糖尿病足溃疡、心肌梗死等。此外,组织干细胞还可以用于组织工程和再生 医学研究,以促进组织和器官的再生和修复。
胚胎干细胞的应用前景
01
02
03
04
再生医学
胚胎干细胞可以分化成各种组 织细胞,为再生医学提供无限 来源的细胞来源,可用于治疗 各种疾病和损伤。
药物筛选
胚胎干细胞可以用于建立疾病 模型和药物筛选平台,帮助科 学家们筛选出具有疗效的药物 。
基因治疗
胚胎干细胞可以进行基因编辑 和改造,为基因治疗提供有效 的工具和手段。
组织干细胞的分类
根据来源分类
根据组织干细胞来源的不同,可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。胚胎 干细胞来源于早期胚胎的内细胞团,而成体干细胞则来源于出生后的各种组织。
根据分化能力分类
根据组织干细胞的分化能力,可以分为多能干细胞和单能干细胞。多能干细胞 具有分化成多种细胞类型的能力,而单能干细胞则只能分化成一种或几种特定 的细胞类型。
组织干细胞
组织干细胞是存在于成体组织中的干细胞,它们具有自我更新和多向分化能力。 组织干细胞在特定组织中维持更新和修复,以维持组织的稳态。
自我更新能力
胚胎干细胞
胚胎干细胞具有强大的自我更新能力 ,能够在体外培养条件下不断增殖和 扩增。
干细胞的进展和应用PPT课件
案例二:成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词:应用前景
详细描述:成体干细胞治疗心肌梗死的应用 前景非常广阔。目前,研究者们正在探索如 何优化成体干细胞的移植方法,提高治疗效 果,降低副作用和风险。未来,成体干细胞 治疗心肌梗死有望成为一种有效的治疗方法
,为心肌梗死患者带来希望。
案例三:诱导多能干细胞治疗帕金森病的研究
干细胞的进展和应用ppt课 件
目录
• 干细胞简介 • 干细胞的进展 • 干细胞的应用 • 干细胞面临的挑战和前景 • 案例研究
01
干细胞简介
干细胞的定义
01
干细胞是一种具有自我复制和多 向分化能力的细胞,可以分化成 不同类型的细胞,用于修复和替 代受损细胞。
02
干细胞可以在胚胎发育过程中出 现,也可以在成年人体内某些组 织器官中存在。
详细描述:尽管胚胎干细胞治疗糖尿病的研究仍处在早期阶段,但这一领域的前景非常广阔。如果能够解决伦理和法律问题 ,胚胎干细胞治疗糖尿病有望成为一种有效的治疗方法,为糖尿病患者带来福音。
案例二:成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词:临床试验
VS
详细描述:成体干细胞具有自我更新 和多向分化的能力,可以从多种组织 中获取。近年来,成体干细胞治疗心 肌梗死的研究取得了重要进展。研究 者们通过临床试验发现,成体干细胞 可以促进心肌再生和血管生成,改善 心肌功能,降低心肌梗死的死亡率。
定向诱导分化是指将胚胎干细胞诱导成特定的细胞类型,用 于替代疗法或疾病研究。目前已经成功诱导分化出了心肌细 胞、胰岛细胞、神经细胞等。这些定向诱导分化的细胞在治 疗疾病和药物研究中具有广阔的应用前景。
成体干细胞的研究进展
成体干细胞是存在于成年组织中的未分化细胞,具有自我 更新和多向分化的能力。近年来,成体干细胞的研究也取 得了重要进展,包括发现新的成体干细胞类型、研究成体 干细胞的分化机制等。
胚胎干细胞的应用前景与问题
胚胎干细胞的应用前景与问题随着科技的不断发展和进步,胚胎干细胞作为一种具有很高治疗潜力的生物材料已经引起了广泛的关注。
胚胎干细胞具有重建组织、修复损伤和治愈疾病的能力,其广阔的应用前景和治疗效果也得到了众多专家的认可。
但是,胚胎干细胞的应用也存在许多的问题和争议。
本文将对胚胎干细胞在医疗、科研等领域的应用前景和存在的问题进行探讨。
一、胚胎干细胞的应用前景胚胎干细胞具有分化能力,可以分化为人体所有器官的各种细胞组织,能够重建组织、修复损伤和治愈疾病。
因此,他们被广泛认为是治疗多种人类疾病的生物材料。
在医学上,胚胎干细胞可以用于治疗帕金森病、胰岛素依赖性糖尿病、阿尔茨海默病等难以治愈的疾病。
随着胚胎干细胞技术的不断深入,将使得人类医学的很多领域都有了新的突破。
因此,胚胎干细胞成为了最有潜力和被期待的治疗手段。
在科研领域,胚胎干细胞也是一个非常重要的研究对象。
通过研究胚胎干细胞的特性,可以更好地理解生命启动、细胞分化和细胞命运、肿瘤生成、基因表达调控等重大生命问题。
此外,胚胎干细胞还可以用于制备人体内的复杂组织系统,比如医用器官、人工心脏等。
二、胚胎干细胞存在的问题在广泛的研究和应用中,胚胎干细胞也出现了许多问题。
其中,最主要的主要包括以下几点:1、道德和伦理问题胚胎干细胞的来源是人类的早期胚胎,即在胚胎发育早期,受精卵分裂并形成一些具有潜在分化能力的细胞。
因此,这种细胞的来源本身就涉及很多伦理和道德问题。
胚胎干细胞的提取必然涉及到破坏受精卵或胚胎,这涉及到破坏生命和对生命伦理的考虑。
2、应用技术的不稳定性胚胎干细胞的提取和维持需要复杂的技术和设备,并且需要进行严格的质量控制。
然而目前的技术和设备在胚胎干细胞的提取和维持过程中还存在很多问题,技术的不稳定性和设备的高昂价格导致胚胎干细胞的大规模应用面临很大的困难。
3、潜在的安全问题在使用胚胎干细胞的情况下,可能会引起一些不同寻常的问题和隐患。
由于胚胎干细胞的分化能力非常强,一旦在人体内发生了异样,分化的方向就无法预料,可能会对患者带来严重的不良反应和风险。
【内科医学论文】干细胞研发与运用
干细胞研发与运用胚胎干细胞(ES细胞)是一种高度未分化细胞。
它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。
研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
成体干细胞主要有造血干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞和神经干细胞。
用于移植的细胞多数来源于外周血、骨髓和脐带血,也有部分来源于骨骼肌和脂肪组织。
虽然胚胎干细胞代表了最原始的全能干细胞,在组织工程和细胞治疗中具有广阔的应用前景,但是它有分化调控机制的复杂性和来源途径的伦理学争议;成体干细胞在成体组织中己经保留了发育过程中出现的完整干细胞谱,为干细胞发育机制研究提供了较为理想的模型,但成体干细胞的分化发育潜能己受到限制。
随着干细胞研究的逐步深入,涌现出一些有别于传统干细胞的新型干细胞,下面就新型干细胞的研究进展做一综述。
1新型干细胞1.1诱导多能干细胞(iPS)2006年日本京都大学Ya-manaka等[1]率先报道了iPS细胞的研究。
他把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这4种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似[2]。
2007年体细胞转变成“iPS细胞”的成果发表。
Hanna等[3]用来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了iPS细胞,然后用健康的基因取代了涉及镰刀形红细胞贫血症的基因,研究人员将它们输给供体小鼠,这些细胞在小鼠身上开始产生健康的血细胞,这些小鼠的疾病症状因此有了改善。
将实验鼠皮肤细胞改造成iPS细胞,然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞[4]。
2009年,中国科学家利用iPS 细胞克隆出活体实验鼠,首次证明iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性[5]。
因干细胞技术和体细胞核移植技术不同,iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学的问题。
汗腺再生的研究进展
汗腺再生的研究进展严重皮肤烧、创伤的治疗目的是加快创面愈合速度和提高创面愈合质量。
目前,加快创面愈合速度的问题已基本得到解决,而人们则越来越重视创面愈合的质量,即如何减少瘢痕和重建皮肤附属器,更好地恢复皮肤功能。
汗腺功能的恢复具有重要的意义,本文回顾了近年来汗腺再生的研究进展,主要涉及干细胞和组织工程皮肤方面的内容,现综述如下。
1汗腺概况及功能汗腺是重要的皮肤附属器,分为外泌汗腺和顶浆汗腺,又称为小汗腺和大汗腺。
外泌汗腺可达数百万个,遍布于人体表面,在手掌和脚底处的皮肤处最多[1]。
其导管细直,分泌部较粗,位于真皮层和皮下组织中,呈盘曲状;管腔较小,开口于皮肤表面,分泌以水盐为主要成分的汗液。
顶浆汗腺数量较少,开口于毛囊管,分布于身体多毛的区域,如腋窝和会阴;分泌没有气味却富含多种有机成分的汗液,但可由细菌进一步分解生成散发臭味的混合物,常可在腋臭患者身上发现。
汗腺的主要功能是分泌低渗汗液,并通过其蒸发散热来调节体温,是体温调节的重要结构;排汗的同时可排泄某些代谢终产物和毒素。
汗腺分泌物可湿润手掌和足跖部皮肤,使其抓握力和敏感性增强。
人体排汗功能减弱或丧失,可直接导致体温调节功能障碍体温不断升高,导致高热、中暑、休克甚至死亡,严重影响患者的生活质量[1]。
2干细胞诱导分化为汗腺细胞2.1表皮干细胞与汗腺再生:表皮干细胞是皮肤组织中的特异性干细胞,既能分化为各种表皮细胞,又能分化为各种皮肤附属器[2],是组织工程皮肤理想的种子细胞。
研究汗腺的发生机制并据此诱导表皮干细胞定向分化为汗腺上皮细胞,是汗腺再生的重要途径。
研究证明表皮干细胞有分化为汗腺细胞的潜能[3-4]。
表皮干细胞主要位于表皮基底层和毛囊隆突(bulge)部[2]。
大面积深度皮肤烧伤患者的皮肤及其附属器尽毁,不能提供足够数量的表皮干细胞。
汗腺再生的关键问题是干细胞分化,而干细胞数量不足则是阻碍汗腺再生的重要原因。
为弥补自身表皮干细胞不足,国内外学者纷纷研究开发其他类型的干细胞并取得了较大进展。
胚胎干细胞源性表皮干细胞的研究进展
胚 胎 干 细 胞 是 囊 胚 期 胚 胎 的 内细 胞 群 中分 离 得 到 的 . 是
大 面 积 皮 肤 缺 损 , 有 重 要 的 理 论 和 I 意 义 。 本 文 就 胚 胎 具 临床
干 细 胞 源 性 表 皮 干 细 胞 的诱 导 分 化 . 其 在 创 面修 复 中 的应 及 用 的研 究 进 展 作 一 综 述 。
表 达 上 皮 标 志 物 f 8 、 8 、 11和 复 层 上 皮 标 志 物 ( 1 、 K K1 K 9 K4
大面积烧伤等外伤性皮肤 缺损 . 以及 皮 肤 溃 疡 等 导 致 的 严 重 皮 肤 缺 损 . 造成 创 面 感 染 , 终 导 致 败 血 症 死 亡 的 主 是 最 要 因素 。细 胞 移 植 治 疗 是 治疗 严 重 皮 肤 缺 损 的一 种 新 策 略 。 表 皮 干 细 胞 具 有 自我 更 新 . 不 断 增 殖 和 分 化 的 能 力 _ 在 皮 并 l l , 肤 的 再 生 修 复 过 程 中起 着 重要 的 作 用 。 新 近 的研 究 表 明 , 出 生 后 . 皮 干 细 胞 除 位 于 表 皮 基 底 层 外 , 位 于 毛囊 的 隆 突 表 还 部 位 。前 者 只 向表 皮 分 化 , 者 可 向表 皮 、 囊 和皮 脂 腺 分 后 毛 化 。因此 , 究 胚 胎 干 细 胞 源性 表皮 干 细 胞对 细胞 移植 治疗 研
胚 胎 干细 胞 (m ro i s m cl . Scl) 早 期 胚 胎 分 E bync t e sE el是 e l s
离 出来 的 全 能 干 细 胞 , 体外 可 长 期 保 持 未 分 化 状 态 并 无 限 在 增 殖 , 保 持 分 化 为 全 身 各 种 细 胞 和 组 织 的潜 能 。 继 1 8 亦 91 年 E a s 4 次 成 功 建 立 小 鼠胚 胎 干 细 胞 系 以 来 , 内学 v n 等[ 1 首 国 者先 后建 立 了 多 种 动 物 和 人 的 E S细 胞 系 [ E 5 S细 胞 在 体 内 1 。 能 分 化 为 包 括 生 殖 细 胞 在 内 的 来 源 于 三 个 胚 层 的 所 有 组 织 细胞 。在 体 外 , S细 胞 可 定 向分 化 为 多 种 类 型 的 细 胞 , 神 E 如 经 元 、 血 细 胞 、 骨 细 胞 、 肌 细 胞 、 管 内皮 细 胞 、 骨 细 造 成 心 血 软 胞 、 滑 肌 细 胞 等 平 。研 究 表 明 , 体 外 可 定 向诱 导 小 鼠 胚 胎 在 干细 胞 向表 皮 样 干 细 胞 分 化[ 5 1 。 表 皮 干 细 胞 指 在 一 生 中 均保 持 有 增 殖 能 力 , 增 殖 分 化 可 为 表 皮 中各 种 细胞 的 干 细 胞 ,为 皮 肤 组 织 中 的专 能 干 细 胞 。 其 既 可 迁 移 分 化 为 表 皮 基 底 层 , 而 生 成 毛 囊 : 能 最 终 分 进 又 化 为 各 种 表 皮 细胞 [ 表 皮 干细 胞 在 维 持 表 皮 的 自我 更 新 , 2 1 。 保 持 皮 肤 正 常 的 表皮 结构 与 功 能 方 面 起 着 重 要 作 用 表 皮 干 细 胞 的来 源 可 能 有 : ) 胎 干 细 胞 诱 导 分 化 产 生 ; f胚 1 f 已分化细胞逆转产 生 ; ) 2 ) f 间充 质 细 胞 再 生 为 表 皮 干 细 胞 : 3 表 皮 基 底 层 的 干 细 胞 受 到破 坏 时 . 存 于 皮 下 组 织 的 间充 质 残 细 胞 如 脂 肪 细 胞 有 可 能 提 供 表 皮 再 生 的 干 细 胞 【 f) 囊 处 4毛 ;
关于胚胎干细胞的发育与分化
关于胚胎干细胞的发育与分化胚胎干细胞是一类特殊的细胞,具有自我更新和分化为各种细胞类型的能力。
它们通常发现于发育早期胚胎中,可以通过一系列的体外培养技术得到和扩增。
利用胚胎干细胞技术可以为许多疾病的治疗提供希望,因此在科学界备受关注。
一、胚胎干细胞发育的阶段胚胎干细胞是来源于胚胎发育的早期阶段。
在人类胚胎发育过程中,受精卵发生分割形成的几个细胞会逐渐分化成一些早期干细胞,也就是称为内细胞团的细胞。
胚胎发育到第五天左右,内细胞团开始向外突出,并随着发育形成了胚胎原基。
此时,胚胎原基中的一些细胞具有了分化成各种细胞类型的能力,这些细胞就是我们所说的胚胎干细胞。
在早期胚胎发育的阶段,胚胎干细胞还没有开始分化,因此它们具有多能性或未分化的状态。
二、胚胎干细胞分化的途径在胚胎干细胞逐渐分化成各种细胞类型的过程中,会遵循一定的分化途径。
根据分化途径的不同,胚胎干细胞主要分为三种类型:外胚层干细胞(Ectoderm)、中胚层干细胞(Mesoderm)和内胚层干细胞(Endoderm)。
这三种类型的干细胞在发育过程中,会分化为不同的细胞类型,例如:1. 外胚层干细胞分化为神经元、胶质细胞和皮肤细胞等。
2. 中胚层干细胞分化为心脏细胞、降钙素细胞、骨骼肌细胞和卫星细胞等。
3. 内胚层干细胞分化为肺泡细胞、胰腺细胞、肝细胞和肠上皮细胞等。
分化过程中,干细胞逐渐失去未定向和多能性,变得更加专一和特化。
这一过程是受到一系列信号通路的调控的。
三、胚胎干细胞的应用目前,胚胎干细胞技术被广泛用于研究和治疗皮肤、心脏、肝脏、神经系统和其他疾病。
在研究方面,胚胎干细胞可以用于探索细胞分化和发育的机制,以及医学研究的基础知识。
在治疗方面,胚胎干细胞可以通过移植和分化为需要的细胞类型来治疗一些疾病,例如:1. 神经系统疾病:包括帕金森症、阿尔茨海默病和脊髓损伤等。
2. 心脏疾病:包括心肌梗塞、心肌病和冠状动脉疾病等。
3. 器官损伤:包括肝脏、肾脏和胰腺等。
干细胞研究的新进展
干细胞研究的新进展:从“定向分化”到“克隆”干细胞研究作为生命科学的重要研究领域,以其实质性的意义和前沿性的技术为人们所关注。
在过去的几十年里,干细胞研究已经取得了重要的进展,包括干细胞的发现、干细胞的培养和定向分化以及干细胞移植治疗等。
近年来,干细胞研究又迎来了一个突破性的进展:干细胞的克隆。
2018年11月25日,中国科学家杨忠民等在国际知名学术期刊《细胞研究》上发表论文,报道了他们成功地从人类成年细胞中克隆出胚胎干细胞。
这一研究成果意味着,科学家们已经突破了干细胞研究中的一个难点问题,为未来的生命科学研究和医学实践提供了更为广阔的前景。
干细胞是一种可以自我更新并具有分化能力的细胞,具有重要的生物学意义和医学应用前景。
干细胞根据其来源和分化潜能的不同可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
胚胎干细胞来源于受精卵发育过程中的内细胞团,可以在体外无限制地自我更新并分化成体内的各种细胞类型,如神经细胞、心脏细胞、肝脏细胞等。
成体干细胞则可以在成体器官中起到修复和更新细胞的作用,包括造血干细胞、皮肤干细胞等。
然而,干细胞研究并非容易的事情。
其中一个问题就是如何让干细胞在体外定向分化形成特定的细胞类型。
这被称为定向分化。
科学家们利用各种培养条件和信号物质,可以将一部分干细胞分化成心肌细胞、神经细胞、肝脏细胞等特定类型的细胞,以实现对某些疾病的治疗。
然而,干细胞的定向分化也有一些局限性。
一方面,细胞培养条件和信号物质的优化需要长期反复的试错,学习干细胞定向分化技术需要高超的实验技能和大量的实验操作。
另一方面,有些细胞类型的定向分化非常困难,如心室肌细胞和β细胞等,这就限制了干细胞治疗某些疾病的应用前景。
2018年,中国科学家突破了干细胞定向分化的难题,利用一个全新的技术途径,即核质移植技术,从一种成年细胞中克隆出了胚胎干细胞。
这一技术的核心是将一个成年细胞的核移植到一个已经去除核的卵母细胞中,然后通过一系列复杂的操作,重新激活这个卵母细胞的发育程序,最终得到胚胎干细胞。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
组织工程与重建外科杂志2008年8月第4卷第4期・综述・大面积烧伤等外伤性皮肤缺损,以及皮肤溃疡等导致的严重皮肤缺损,是造成创面感染,最终导致败血症死亡的主要因素。
细胞移植治疗是治疗严重皮肤缺损的一种新策略。
表皮干细胞具有自我更新,并不断增殖和分化的能力[1],在皮肤的再生修复过程中起着重要的作用。
新近的研究表明,出生后,表皮干细胞除位于表皮基底层外,还位于毛囊的隆突部位。
前者只向表皮分化,后者可向表皮、毛囊和皮脂腺分化[2]。
因此,研究胚胎干细胞源性表皮干细胞对细胞移植治疗大面积皮肤缺损,具有重要的理论和临床意义。
本文就胚胎干细胞源性表皮干细胞的诱导分化,及其在创面修复中的应用的研究进展作一综述。
1胚胎干细胞和表皮干细胞胚胎干细胞(Embryonicstemcells,EScells)是早期胚胎分离出来的全能干细胞,在体外可长期保持未分化状态并无限增殖,亦保持分化为全身各种细胞和组织的潜能[3]。
继1981年Evans等[4]首次成功建立小鼠胚胎干细胞系以来,国内学者先后建立了多种动物和人的ES细胞系[5]。
ES细胞在体内能分化为包括生殖细胞在内的来源于三个胚层的所有组织细胞。
在体外,ES细胞可定向分化为多种类型的细胞,如神经元、造血细胞、成骨细胞、心肌细胞、血管内皮细胞、软骨细胞、平滑肌细胞等[6]。
研究表明,在体外可定向诱导小鼠胚胎干细胞向表皮样干细胞分化[5]。
表皮干细胞指在一生中均保持有增殖能力,可增殖分化为表皮中各种细胞的干细胞,为皮肤组织中的专能干细胞。
其既可迁移分化为表皮基底层,进而生成毛囊;又能最终分化为各种表皮细胞[2]。
表皮干细胞在维持表皮的自我更新,保持皮肤正常的表皮结构与功能方面起着重要作用[7-8]。
表皮干细胞的来源可能有:(1)胚胎干细胞诱导分化产生;(2)已分化细胞逆转产生;(3)间充质细胞再生为表皮干细胞:表皮基底层的干细胞受到破坏时,残存于皮下组织的间充质细胞如脂肪细胞有可能提供表皮再生的干细胞[9];(4)毛囊处的干细胞是表皮干细胞的“仓库”;(5)造血干细胞或其他组织干细胞随血液循环迁移至皮肤组织,在某些因素的刺激下,由于干细胞的可塑性而向表皮干细胞横向分化。
表皮干细胞具有两个最基本的特征:(1)体内慢周期性,保证其巨大的增殖潜能和减少DNA复制时出错的几率;(2)具有自我更新能力:维持组织的再生和长期动态平衡[10]。
同时,表皮干细胞也具有干细胞的一些其他特征:数量稀少;在损伤或某些生长刺激后增殖。
2胚胎干细胞源性表皮干细胞的诱导分化胚胎干细胞是囊胚期胚胎的内细胞群中分离得到的,是一种具有较强增殖能力的未分化细胞,并可维持不分化状态和发育全能性,可产生分化前体,受损后能进行组织再生。
ES细胞在体外培养时,在克隆抑制因子和加入某些诱导剂时,ES细胞会进行定向分化。
目前,已从胚胎干细胞培养出血液、内皮、心肌、骨骼肌、神经细胞等。
多年来,对ES细胞分化为上皮细胞的研究大多局限于对血管内皮发生学的探讨,对诱导分化为表皮干细胞的报道较少。
Bagutti等[11]的实验表明,野生型ES细胞能在体外培养条件下分化为上皮细胞,并表达上皮标志物(K8、K18、K19)和复层上皮标志物(K14、K19),而缺少β1整合素基因的细胞只表达单层上皮角蛋白,很少表达K14、K10及Involuwin。
Rathjen等[12]的实验表明,可使用MEDⅡ条件培养基培养胚胎干细胞,可诱导其分化为早期原始外胚层样细胞,其主要依靠MEDⅡ条件培养基中的两种生物活性因子协同作用完成。
Anne等[13]继续研究表明,从内细胞群到原始外胚层再到三胚层的各个时期,细胞所表达的基因不同,早期原始外胚层样细胞不表达Sox1基因,故其不能形成神经外胚层细胞。
Zhang等[14]的实验表明,将胚胎干细胞与人羊膜共同培养可诱导ES细胞分化为表皮样干细胞,并且以羊膜上皮面向上铺布半孔底为最佳条件。
另外,有研究指出,羊膜定向诱导ES细胞的分化为表皮样干细胞可能是由其分泌的可溶性物质起作用的[15]。
已有研究表明,羊膜可分泌多种可溶性活性物质,如EGF、TGF-B、IL-1、IL-4、IL-6、IL-8、endothelin-1等[16],这些物质可透过双层板的硝酸纤维素膜到达下层诱导ES细胞向表皮样细胞分化。
已有实验结果表明,生长因子对胚胎干细胞的分化具有明显的调控作用,但任何一种生长因子都不能诱导胚胎干细胞向单一的细胞类型分化。
细胞的定向分化可能需要多种生长因子及微环境中其它因素的协同作用。
羊膜对胚胎干细胞向表皮样细胞定向分化的诱导也可能是通过其分泌的多种因子协同作用实现的。
胚胎干细胞源性表皮干细胞的研究进展田田李英春【中图分类号】Q813【文献标识码】B【文章编号】1673-0364(2008)-04-0229-02基金项目:扬州市科技局基金资助项目(2007-yz052)。
作者单位:225001江苏省扬州市扬州大学第二临床医学院整形美容中心229・・JournalofTissueEngineeringandReconstructiveSurgery,August2008,Vol.4No.43胚胎干细胞源性表皮干细胞的分化潜能表皮干细胞是皮肤发生、修复、重塑的关键性源泉[8]。
机体内表皮干细胞多处于静息状态,只有当皮肤受损或在体外培养的情况下,该细胞分裂、增殖才明显加快。
表皮干细胞的分化是不对称分裂,细胞亚群亦呈不对称分裂[7],以此维持表皮的稳定[17]。
表皮干细胞每次分裂可产生两个子细胞,其中一个具有干细胞自身的特性,而另一个子细胞分化为短暂扩充细胞,后者经过3~5次分裂后形成有丝分裂后细胞,有丝分裂后细胞又不断向上变迁为基底层上的终末分化细胞,最后以“皮屑”的形式从表面脱落。
有学者利用羊膜诱导的ES源表皮干细胞种植于裸鼠皮下45d,可分化为角化复层上皮、毛囊样、皮脂腺样和汗腺样等结构。
核荧光标记结合免疫荧光的双标实验表明,该干细胞种于裸鼠皮下10~30d能分化为上皮样结构,并分别表达β1整合素、CK19、CK15、PK、Involucrin和CEA,前三者是表皮干细胞的特异性标记物[18]。
研究表明,表皮干细胞位于毛囊上部皮脂腺与立毛肌之间的毛囊隆突。
在无毛皮肤则位于覆盖真皮乳头的表皮基底层,呈β1整合素强阳性,并表达CK15和CK19,位于毛囊隆突的表皮干细胞可向表面迁移形成角化表皮,向深部迁移可分化为毛囊和皮脂腺[2],至于它能否分化为汗腺仍不清楚。
CK(1、4、5、6、8、10、13、和19)和Involucrin是表皮干细胞向角化复层上皮分和终末分化的标记物[19],目前汗腺还没有特异性标记物,在皮肤病理学,一般用腺上皮的标记物,如CEA作为汗腺的标记物。
上述结果强烈地提示我们ES源表皮样干细胞具有分化为角化复层上皮、毛囊和汗腺等结构的潜能。
同时,腹腔微环境下ES细胞源性表皮干细胞能定向分化为角化复层扁平上皮、汗腺样、毛囊样和皮脂腺样结构[20],表明该干细胞具有相当稳定的分化潜能。
4胚胎干细胞源性表皮干细胞在创面修复中的应用最早研究成功的永久性皮肤替代物为表皮细胞膜片,主要是采用自体或异体的角质形成细胞,在体外培养形成表皮细胞膜片,用来覆盖皮肤缺损口[21]。
由于角质形成细胞是终末分化细胞,只能形成表皮,不能形成皮肤附属结构。
此外,表皮细胞培养时间长,技术条件要求高,机械耐磨能力差,弹性差,易起水泡、破溃,所有这些都限制了表皮细胞膜片的应用。
新的研究表明,将诱导后胚胎干细胞源性表皮干细胞直接移植到小鼠皮肤全层缺损的创面,新生表皮内可见核荧光标记的细胞,免疫双标显示有些细胞呈β1整合素、CK15、CK19等角化复层上皮干细胞的标记物阳性,表明移植到创面的ES源性表皮干细胞存活,并向表皮分化。
另外在增生的基底层细胞形成许多大小不一的细胞柱,偶见一些细长的细胞柱末端卷曲,形似胚胎时期发生的汗腺,它们分别含有CK15、CK19、CEA阳性细胞,前两者分别是角化复层上皮和毛囊干细胞的特异性标记物[22],提示把ES细胞源性表皮干细胞直接植入到全层皮肤缺损创面,可能对修复表皮及皮肤附属结构起重要作用。
参考文献1RochatA,KobayashiK,BarrandonY.Locationofstemcellsofhumanhairfolliclesbyclonalanalysis[J].Cell,1994,76(6):1063-1073.2TaylorG,LehrerMS,JensenPJ,etal.Involvementoffollicularstemcellsinformingnotonlythefolliclebutalsotheepidermis[J].Cell,2000,120(4):451-461.3PeraMF,ReubinoffB,TrounsonA.Humanembryonicstemcells[J].JCellSci,2000,113:5-10.4EvansMJ,KaufmanMH.Establishmentincultureofpluripotentialcellsfrommouseembryosl[J].Nature,1981,292(5819):154-156.5JxuL,HuangSHL,LiSHN,eta1.Isolationandcultureofhumanembryonicstemlikecells[J].AcademicJournalofSunYat-senUniversitvofMedicalSciences,1998,19(1):77-78.6JCzyzJ,WobusA.Embryonicstemcelldiferentiation:theroleofextracellularfactors[J].Diferentiation,2001,68(4-5):167-174.7WattFM.Roleofintegrinsinregulatingepidermaladhesin,growthanddiferentiation[J].EMBOJ,2002,21(15):3919-3926.8JeansSM,LowellS,HutterC.Epidermalstemcells[J].JPathol,2002,197(4):479-491.9ZukPA,ZhuM,AshjianP,etal.Huamanadiposetissueisasourseofmuliipotentstemcells[J].MolBiolCell,2002,13:4279-4295.10LavkerRM,SunTT.Epidermalstemcell:properties,markers,andlocation[J].PNAS,2000,97(25):13473-13475.11BaguttiC.Theorientationoffirstcleavageintheseaurchinembryo,Lytechinusvariegatus,doesnotspecifytheaxesofbilateralsymmetry[J].DevelopmentBiology,1996,179:184-189.12JoyR,AnneLJ,MichaelB,etal.Formationofaprimitiveectodermlikecellpopulation,EPLcells,fromEScellsinresponsetobiologicallyderivedfactors[J].JCellSci,1999,112:601-612.13AnneLJ,JoyR,JackieR,etal.Reversibleprogrammingofpluripotentcelldifferentiation[J].JCellSci,2000,113:555-556.14ZhangRL,LiHB,HuangB,eta1.Diferentiationofembryonicstemcellintoepidermal-likestemcellinducedbyamnion[J].AcadJSUMS,2001,22(5):325-328.15张仁礼,李海标.人羊膜定向诱导胚胎干细胞分化为表皮样细胞机理的初步探讨[J].中国病理生理杂志,2004,20(7):1163-1166.16MeKennaDS,SamuelsP,ZimmermanPD,eta1.Interleukin-1alpha,epidemalgrowthfactor,andtransforminggrowthfactor-betaexhibitdiferentialkineticsonendothelin-1synthesisinamnioncells[J].JSocGynecolInvest,1998,5(1):25-30.17SherleyJL.Asymmetriccellkineticsgeneshekeytoexpansionofadultstemcellinculture[J].StemCell,2002,20:561-572.18ZhangRL,LiHB.Research0nthecomitteddifferentiationofembryonicstemcellsintoepidermal-likestemcelsinducedinvitro[J].ActaAnatomicaSinica,2004,35(1):65-68.19OhnishiT,KanekoS,EgiM,etal.Syrfingoidecerinecarcinoma:reportofacasewithimmunohistochemicalanalysisofcytokeratinexpression[J].AmJDermatopathol,2002,24(5):409-413.20ChengSHJ,HuangJT,LiHB.PreliminarystudyondifferentiationpotentialofESderivedepidermalstemcelsinabdominalcavitymicroenvironment[J].JSunYat-SenUniversity,2004,25(3):204-209.21SheridanRL,TompkinsRG.Culturedautologousepitheliuminpatientswithburnsofninetypercentormoreorthebodysurface[J].JTrauma,1995,38(1):48-50.22LiuAJ,HuangJB.Escell-derivedepidermalstemcellsfortreatmentofmicefullthicknessskindefects[J].ActaAnatomicaSinica,2007,38(3):296-299.(收稿日期:2008年2月25日)230・・。