动物干细胞培养

1999年，Science评价：世界十大科技进展魁首
2000年，Science评价：世界十大科技进展之一 2002年，Science评价：值得关注的六大科技领域之一 2007年，Science评价：IPS(万能细胞)

动物干细胞技术 指通过各种方法获得干细胞，经体外培养建立细胞系， 并对其进行定向分化诱导研究，以期获得需要的某一特 定类型细胞。
1、干细胞的定义、分类、定位
1.1 定义 干细胞(stem cells, SC)：是一类具有无限增殖和自我修复 能力 (self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以 分化成多种功能细胞，存在于个体的不同阶段以及成体的 不同组织中。 基本特征：

自我修复
多向分化潜能
干 细 胞 的 分 化 及 自 我 更 新
（2）成体干细胞
定义：
成体干细胞是指一些具有组织特异性的细胞，它们主要用于维持 细胞功能的稳定，具有修复和再生能力，能够产生新的干细胞，或者能 按一定的程序分化，形成新的功能细胞，使组织和器官保持生长和衰退 的动态平衡。
成体干细胞分类：

造血干细胞：存在于骨髓、外周血和脐带血中， 用于治疗血液系统疾病以及 多种实体肿瘤。 神经干细胞：存在于中枢神经系统，进一步分化成中枢神经系统的某些细胞类 型。 间充质干细胞：存在于全身结缔组织和器官间质中，由于它具有向骨、软骨、 脂肪、肌肉及肌腱等组织分化的潜能，因而利用它进行组织工程学研究。 表皮干细胞：位于表皮基底层，具强大的增殖分化潜能，在体外可以分化成表 皮全层细胞。表皮干细胞作为组织工程皮肤的种子细胞，已经在治疗烧伤方面 发挥作用。
胚泡（三胚层多能干细胞）
从ICM分离和培养后得到典型的小鼠胚胎干细胞集落（箭头所示）， 周围分散有上皮样细胞。 标尺长度 = 200 μm,（引自Kursad Turksen《Embryonic Stem Cell Protocols》 （2nd）,2006）
ES细胞
Embryonic stem cell
1.2 分类：
1.2.1 根据细胞分化潜能的大小分为
全能干细胞 (totipotent stem cells) 三胚层多能干细胞 (pluripotent stem cells) 单胚层多能干细胞 (multipotent stem cells) 单能干细胞 (monopotent stem cells)

干细胞研究历史 始于19世纪，至今已有1个世纪。
1896年，Wilson在一篇论述细胞生物学的文献中，首次使用 “干细胞”这一概念，专门用于描述寄生虫生殖系的祖细 胞。 1981年，Evans和Kaufman用延迟胚胎着床的方法分离胚胎内 细胞团，首次成功分离得到小鼠胚胎干细胞。
2007年，科学家将成年小鼠体细胞诱导逆转成干细胞，更加 为干细胞技术研究提供了新的思路。



能干细胞。
人受精卵着床前胚胎发育过程
小鼠精卵着床前胚胎发育过程
桑葚胚（全能干细胞）
1.2.2 根据细胞来源不同分为 胚胎性干细胞(embryonic stem cell，ES细胞) 成体干细胞(adult stem cells )
（1） 胚胎性干细胞 ES细胞：指源于囊胚内细胞团(inner cell mass，ICM)的胚胎 干细胞(embryonic stem cells,ES) 。 EC细胞：从畸胎瘤中分离得到的多能性细胞(embryonic carcinorma cells，EC) 。 EG细胞：胚胎生殖细胞，从早期胎儿原始生殖细胞 (primordial germ cells，PGCs )中分离到的细胞(embryonic germ cells,EG）。 均属三胚层干细胞。

Hale Waihona Puke Baidu



外周血（peripheral blood）是除骨髓之外的血液。

临床上常用一些方法，把骨髓中的造血干细胞释放到血液 中，再从血液中提取分离得到造血干细胞，我们把这样得 到的干细胞称为外周血干细胞 。 正常人外周血中只存在有极少量（0.01%）的造血干细胞。 可利用细胞分离技术(血细胞自动分离机)，将外周血中含 有造血干细胞的单个核细胞进行分离保存，重复数次达一 定细胞数量后，回输给患者，以之代替骨髓而进行干细胞 移植，称为外周血干细胞移植。

外周血

祖细胞（progenitor or precursor cell）前体细胞,发育中 通过一系列分裂，能产生不同细胞谱系的细胞。 祖细胞的分化更具明确性，只能分化为一些目标细胞。 干细胞可以无限增值，而祖细胞分裂的次数是有限的，它 只能分裂并产生某种类型的细胞。

祖细胞与干细胞的特点
第十五章
动物干细胞技术
2011.5
主要内容
序言 干细胞的定义、分类、定位 干细胞的生物学及形态学特征 干细胞的分离纯化和培养 干细胞研究意义 干细胞的应用前景 干细胞研究中存在的问题
序 言

干细胞(stem cells,SC)：是一类具有无限增殖和自我修复能 力 (self-renewing)的多潜能细胞，也称为“万能细胞” 。

干细胞研究意义
(1)干细胞通过核移植或胚胎嵌合，能得到克隆动物，这对 提高优良家畜的繁育效率及拯救濒危动物具有重要意义。 (2)由于可以对干细胞进行体外遗传操作、选择和冻存而不 失其多能性，所以在特定条件下可诱导分化为人们所需要 的细胞、组织和器官等并用于临床治疗。 (3)干细胞技术在生物学基础研究、农业以及移植医学上具 有广阔的应用前景，其研究成果必将引起人类临床医学的 一场革命。

全能干细胞：单个细胞如能发育成一个完整的个体，就称该细胞的这种 潜能为全能性。 三胚层多能干细胞 ：指细胞失去了发育成完整个体的能力，但仍具有分 化成个体中各种细胞的潜能。 单胚层多能干细胞：只能分化成几种特定类型的细胞，如间充质干细胞 通常只能分化成骨、肌肉、软骨、脂肪及其他结缔组织，而不能分化为 除此之外的其他组织。 单能干细胞：只能分化为一种细胞，如成体干细胞中的神经干细胞，只 能分化为神经元，而不能分化为显形胶原或少突胶原，这种细胞称为单