干细胞及成体细胞
干细胞
干细胞干细胞是一类具有自我复制能力（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。
根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES 细胞）和成体干细胞（somatic stem cell）。
根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞（totipotent stem cell，TSC）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）（专能干细胞）。
干细胞（Stem Cell）是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
2013年12月1日，美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞。
2014年4月，爱尔兰首个可用于人体的干细胞制造中心获得爱尔兰药品管理局的许可，在爱尔兰国立戈尔韦大学成立。
中文名：干细胞外文名：stem cells，SC研究开始时间：1960年代种类：全能干细胞、万能干细胞等组成结构干（gàn）细胞即为起源细胞。
干细胞干细胞具有增殖和分化潜能的细胞，具有自我更新复制的能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。
简单来讲，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。
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。
干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
干细胞是自我复制还是分化功能细胞，主要由于细胞本身的状态和微环境因素所决定。
包括调节细胞周期的各种周期素（Cyclin）和周期素依赖激酶（Cyclin－Dependent Kinase）、基因转录因子、影响细胞不对称分裂的细胞质因子。
微环境因素，包括干细胞与周围细胞，干细胞与外基质以及干细胞与各种可溶性因子的相互作用。
ipscell名词解释
ipscell名词解释
干细胞（ipscell）是一种具有潜在多能性的细胞，它们具有自我更新的能力，并且可以分化成各种类型的细胞。
这些细胞可以来源于胚胎（胚胎干细胞）或成体组织（成体干细胞）。
其中，诱导多能性干细胞（iPSC）是一种特殊类型的干细胞，它们是从成体细胞中重新编程而来的多能性细胞，可以分化成各种类型的细胞，如神经细胞、心脏细胞等。
iPSC 的发现为医学研究和治疗提供了新的可能性，因为它们可以为疾病建模、药物筛选和组织再生提供新的途径。
这些细胞对于研究和治疗许多疾病，包括癌症、心脏病和神经退行性疾病等，具有潜在的重要意义。
动物细胞工程—干细胞技术
• 全能性或多能性 • 种系传递性 • 体外遗传可操作性 • 无限扩增(自我更新)
干细胞技术
面临问题
扩增变 异
来源问题
（宗教、法律及文 化背景）
技术普 及
干细胞技术
成体干细胞
成体干细胞是指存在于一种已经 分化组织中的未分化细胞，这种细胞 能够自我更新并且能够特化形成组成 该类型组织的细胞。
动物生物技术
干细胞技术
第一章
干细胞技术
干细胞技术
干细胞定义及分类
干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,能够产生至 少一种类型的、高度分化的子代细胞。
胚胎
干细胞
按来
分
源分 类
成体
干细胞
全能 干细胞
按分化 潜能分
多能 干细胞
单能 干细胞
干细胞技术
胚胎干细胞（ES细胞）
胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ESCs， 简称ES、EK或ESC细胞）是早期胚胎（原肠胚期 之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞。
诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs或iPS) 技术是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性 干细胞。
优点分析
分离和培 养宿主细
胞
基因导入 宿主细胞
细胞种植 及重编程
出现及鉴 定ES样
克隆
• 没有伦理学的问题 • 不会有免疫排斥的
➢生物学特性 •多能ห้องสมุดไป่ตู้ •迁移性 •可调控性 •广泛性
优点分析
• 相对容易获取 • 不存在组织相容性 • 致瘤风险很低，伦理学争议
较少 • 多向分化潜能
胚胎干细胞和成体干细胞比较研究要点
景。 根据个体发育过程中出现的先后次序不同，干细 胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细 胞出现在胚胎发育的胚囊内层，高水平表达端粒 酶。因为获取胚胎干细胞、建
立胚胎干细胞系必须破坏胚囊，生命的定义目前 尚无统一的认识，体外培养产生的胚囊是否具有 生命还存在着广泛的争议，所以胚胎干细胞的分 离、研究乃至用于临床治疗是否符合伦
证实，人胚胎干细胞能诱导分化成为造血细胞， 但小鼠胚胎干细胞的实验表明，来源于胚胎干细 胞的造血细胞在体内无法重建造血机制，因而限 制了临床应用。为了解决免疫排斥的问
题，研究人员探索将患者的体细胞核移植到去核 的健康供体卵细胞中，在体外克隆并随后发育分 化产生携带患者自己MHC的胚胎干细胞。这些胚 胎干细胞及其衍生组织移植后不会产
但这种分化的“效率”尚不理想。通过体外的扩 增培养能提高转化效率，但是体外的转化是否会 引起成体干细胞遗传变化还有待证实，而且这种 分化是否是成体干细胞多系分化的结果
尚无法肯定。即使是成体干细胞多系分化的结果， 我们也不明了是何种信号诱导了整个过程的发生。 而胚胎干细胞的研究已经有三十多年的历史。鼠 胚胎干细胞的研究已经证明了胚胎
开基础科学研讨大会，“组织细胞工程”有四大 主题，其中三个是围绕干细胞资源、细胞间相互 作用、细胞生长微环境展开的。2003年胚胎干细 胞和成体干细胞在美国医学生物研
究领域都将单独立项。由此看出，随着干细胞研 究的不断深入和发展，目前一些疑难病症将可能 得到治愈。
醋酸钠 9.html
/zh/cas-6505-45-
生免疫排斥，因此可以用于患者病变组织及其功 能的重建，这就是治疗性克隆。但一些研究观察 到，胚胎干细胞发育分化过程中具有极高的非整 倍体发生率，美国马萨诸塞州耶尼德研
生物人教版高中选修3 现代生物科技专题干细胞及其分类
干细胞及其分类干细胞有两种分类方法，一是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。
第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。
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，是多能或单能干细胞。
（一）按干细胞所处的发育阶段分类：（1）胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ESC）。
2004年2月12日韩国汉城国立大学公布的一张显微照片显示了新近克隆的8个人类胚胎的早期阶段。
2月11日，韩国和美国科学家成功克隆出了人类早期胚胎，并从中提取出胚胎干细胞。
这是科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞。
新华社发胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。
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。
早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。
而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。
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。
研究和利用胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
胚胎干细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞的发现开始了胚胎干细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由胚胎干细胞培养出的神经胶质细胞。
此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。
随着胚胎干细胞的研究日益深入，生命科学家对人类胚胎干细胞的了解迈入了一个新的阶段。
干细胞分类
干细胞的分类根据干细胞的来源和基本特征的不同，主要可分为两种类型：胚胎干细胞和组织干细胞。
这两种干细胞既有着干细胞的共同特征，又有着各自不同的生物学特性。
近来的研究认为，除这两者之外，或许还存在与两者均有相似性的干细胞群。
(一)胚胎干细胞胚胎干细胞是指来源于早期胚胎组织，具有高度自我更新和多向分化潜能的未分化细胞。
胚胎性干细胞能向3个胚层的几乎所有类型的细胞分化，因而也是一种全能干细胞。
胚胎性干细胞包括3种类型：胚胎干细胞(embryonicstemcells，ES细胞)、胚胎生殖干细胞(embryonic germ cells，EG细胞)及畸胎瘤干细胞(embryonic carcinoma cells，EC细胞)。
来自着床前囊胚的内细胞团(innercellmass，ICM)经体外分离培养后可建立全能的干细胞系——ES细胞系；来自胚胎生殖嵴的原始生殖细胞(primordalgermcells，PGC)经适当分离培养后亦可产生多能干细胞——EG细胞；来自恶性畸胎瘤的胎癌细胞中也被发现含有干细胞。
ES细胞和EG细胞拥有正常的核型和染色体数目，其体外培养条件已经基本成熟，可以进行各种诱导和遗传操作。
胚胎干细胞除具有以上干细胞的基本特征外，尚有其独特之处。
首先，胚胎性干细胞具有很强的自我更新能力，这种更新能力是永久的。
由于胚胎性干细胞在体外培养过程中，绝大多数都可保持对称分裂，产生与父代完全相同的子代干细胞。
因此，基于这种更新方式的胚胎性干细胞理论上可以保持无限增生的能力。
其次，胚胎性干细胞具有最广泛的分化潜能，能够分化为3个胚层来源的所有细胞。
在有饲养细胞(feedercell)或添加分化抑制因子时，胚胎性干细胞能够长期维持干细胞特征。
胚胎干细胞接种于无饲养层的平皿上时能悬浮生长，形成类似于着床前早期胚胎的类胚体。
继续培养，类胚体还会不断增大，分化出类内胚层结构，并自发分化为神经系、造血系及骨、软骨、脂肪等中胚层来源细胞的混合体。
干细胞基础知识-概述说明以及解释
干细胞基础知识-概述说明以及解释1.引言1.1 概述干细胞是一种具有自我更新和分化潜能的特殊细胞，具有重要的研究和应用价值。
干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两种类型，它们在生物医学领域有着广泛的应用前景，可以用于再生医学、组织工程、药物筛选等领域。
本文将介绍干细胞的基本概念、分类和应用，希望能够为读者提供一些基础知识，并展望干细胞在未来的发展前景。
1.2 文章结构文章结构部分将主要包括引言、正文和结论三部分。
在引言部分，我们将概述干细胞的基础知识，并介绍本文的结构和目的。
在正文部分，我们将详细探讨干细胞的概念、分类和应用。
最后，在结论部分，将总结本文涉及的干细胞基础知识，展望未来的发展方向，并结束文章。
整个文章结构将围绕干细胞这一主题展开，希望能为读者提供全面、系统的干细胞知识。
1.3 目的：本文旨在介绍干细胞的基础知识，包括干细胞的概念、分类和应用等内容。
通过对干细胞的全面了解，读者可以更好地理解干细胞在生物学和医学领域的重要性，以及其潜在的应用价值。
同时，本文也旨在引发读者对干细胞研究和应用领域的兴趣，促进该领域的进一步探索和发展。
希望通过本文的阐述，读者能够对干细胞有一个清晰的认识，为未来的学习和研究打下基础。
2.正文2.1 干细胞概念:干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，其主要特点是能够不断地进行细胞分裂产生新的干细胞，同时也可以分化为不同类型的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、血细胞等。
干细胞在人体内起着重要的生物学作用，是维持组织器官功能和修复损伤的关键细胞之一。
根据其分化潜能和来源不同，干细胞可以分为多种类型，主要包括胚胎干细胞（ESCs）和成体干细胞（Adult stem cells）。
胚胎干细胞来源于早期胚胎，具有最广泛的分化潜能，可以分化为任何细胞类型；而成体干细胞则存在于成人组织中，其分化潜能较低，但具有自我更新和分化成多种细胞类型的能力。
此外，还有诱导多能性干细胞（iPSCs），是通过基因工程技术将成体细胞重新编程成具有胚胎干细胞样特性的细胞。
干细胞技术指标
干细胞技术指标干细胞技术是一种新兴的生物技术，它可以通过培养和分化干细胞，制造出各种类型的细胞，从而为医学研究和治疗提供了新的途径。
干细胞技术的发展离不开一系列的指标，这些指标可以帮助科学家们更好地了解干细胞的特性和应用。
1. 干细胞的来源干细胞的来源是干细胞技术的基础，目前主要有两种来源：胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞来源于早期胚胎，可以分化成各种类型的细胞，但是存在伦理和法律上的争议。
成体干细胞来源于成年人的组织和器官，可以分化成相应的细胞类型，但是数量有限，分化能力也较弱。
2. 干细胞的分化能力干细胞的分化能力是干细胞技术的核心指标，它决定了干细胞可以分化成哪些类型的细胞。
干细胞的分化能力可以通过体外培养和体内移植实验来评估。
目前，科学家们已经成功地将干细胞分化成心脏细胞、神经细胞、肝细胞等多种类型的细胞。
3. 干细胞的增殖能力干细胞的增殖能力是干细胞技术的另一个重要指标，它决定了干细胞可以在体外培养中生长和扩增的能力。
干细胞的增殖能力可以通过细胞增殖实验来评估。
目前，科学家们已经成功地培养出大量的干细胞，为干细胞技术的应用提供了充足的细胞来源。
4. 干细胞的稳定性干细胞的稳定性是干细胞技术的另一个重要指标，它决定了干细胞在体内移植后能否长期存活和发挥作用。
干细胞的稳定性可以通过体内移植实验来评估。
目前，科学家们已经成功地将干细胞移植到动物体内，取得了一定的治疗效果。
干细胞技术的发展需要不断地探索和研究，各种指标的不断完善和提高可以为干细胞技术的应用提供更加可靠的基础。
未来，干细胞技术有望成为医学领域的重要突破，为人类健康事业做出更大的贡献。
干细胞的来源和提取方法
干细胞的来源和提取方法干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的特殊细胞，它们能够分化成多种不同类型的细胞，具有广泛的应用潜力，尤其在医学领域。
为了能够利用干细胞进行治疗和研究，科学家们致力于研究寻找干细胞的来源和提取方法。
本文将介绍几种常见的干细胞来源和提取方法。
干细胞的来源主要包括胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells, ESCs）是从早期胚胎中提取的干细胞。
胚胎在受精后的早期阶段具有极高的分化潜能，这些早期胚胎细胞是建立人体所有组织和器官的起点。
通过取得捐赠胚胎或通过体外受精，科学家们可以获取这种胚胎组织。
然而，由于胚胎干细胞的获取过程需要破坏胚胎，引起伦理争议。
因此，在许多国家和地区，对胚胎干细胞的研究和使用受到限制。
成体干细胞（Adult Stem Cells, ASCs）存在于成熟的人体组织和器官中，用于维持组织的稳定和修复。
这些成体干细胞存在于骨髓、脂肪组织、血液、皮肤等多个组织中。
与胚胎干细胞相比，成体干细胞的分化潜能较低，一般只能分化成该组织的特定类型细胞。
由于成体干细胞来源方便且无需破坏胚胎，因此被广泛用于临床和研究中。
近年来，科学家们还发现一些组织中含有类似于胚胎干细胞的成体干细胞，被称为诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）。
干细胞的提取方法各不相同，具体取决于干细胞的来源。
胚胎干细胞的提取主要有两种方法。
一种是通过体外受精，在早期胚胎阶段获得内细胞体。
这一过程需要女性供体的卵子和男性供体的精子进行体外受精，从而得到早期胚胎。
另一种方法是核移植，也称为克隆技术。
核移植是将捐赠的成熟细胞核移植到未受精的卵细胞中，然后使卵细胞发育成早期胚胎，并从中提取干细胞。
这种方法引起了广泛的争议，因为它涉及到对人类胚胎的使用。
成体干细胞的提取可以通过多种方法进行。
骨髓是一种常见的成体干细胞来源，骨髓中含有造血干细胞，能够分化成各种血液细胞。
成体干细胞的来源和应用
成体干细胞的来源和应用随着医疗技术的进步和人们对健康的重视，干细胞研究成为了一个备受关注的领域。
在所有干细胞类型中，成体干细胞是最被研究的类型之一。
本文将讨论成体干细胞的来源和应用。
一、成体干细胞的来源成体干细胞是在已经成熟的组织或器官中存在的多能细胞。
在一般情况下，成体干细胞可以分为两种：1. 器官干细胞：成体器官中存在一些具有干细胞特性的细胞，如肌肉干细胞、神经干细胞、血管内皮细胞等。
2. 造血干细胞：存在于骨髓、外周血和脐血等成体来源中的造血干细胞，是目前用得最多的成体干细胞类型。
骨髓和外周血中的造血干细胞在临床上有着广泛的应用。
它可以用于各种血液疾病及免疫系统疾病的治疗。
而在器官干细胞方面，肌肉干细胞可以用于治疗骨骼肌萎缩、意外损伤等方面，神经干细胞可以用于治疗神经系统疾病如帕金森和阿尔茨海默等。
二、成体干细胞的应用1. 治疗类风湿关节炎类风湿关节炎是一种常见的自身免疫性疾病，它在发病时破坏关节的软组织和骨质结构，导致关节肿痛、活动障碍和残疾等严重后果。
目前的临床治疗方法主要是缓解疼痛和炎症，而与此同时，通过成体干细胞移植治疗已经成为了一种有前途的治疗方法。
经过实验研究，移植来自患者自身的骨髓造血干细胞可以抑制类风湿关节炎的病理进程，同时减轻患者的痛苦和炎症反应。
这种移植治疗方法目前已经在国内外多个临床医院进行了实践，取得了不错的疗效。
2. 治疗心肌梗塞心肌梗塞是引起心源性猝死的重要原因之一。
这种疾病会导致心肌的坏死和缺氧，如果不能及时处理，将会对患者的生命造成严重的威胁。
成体干细胞的移植治疗能够促进患者的心肌修复和再生，还可以改善患者的心脏功能，降低患者的死亡率。
3. 治疗神经系统疾病神经系统疾病是目前难以治愈的疾病之一。
但是，通过成体干细胞的应用，我们可以在很大程度上缓解这种疾病的症状，恢复患者的身体机能。
在这方面，神经干细胞的应用是最具有前途的方向之一。
经过实验研究，我们发现，神经干细胞的移植可以有效地修复大脑神经元，提高脑部神经系统的发育水平，激活患者的神经元，缓解一些症状。
干细胞-成体干细胞.
oMSC生长呈长梭形，成索密集排列。 o鉴定包括人在内的MSC的直接标志物SH2＋、SH3＋、CD44＋、CD71＋、
CD94＋、CD124＋、CD14－、CD34－等。
o还可通过检测它们成骨和成软骨能力予以鉴定。
2、造血干细胞
❖胚胎发育中最早出现造血功能的组织是卵黄囊。
❖胎儿出生前，胚胎肝脏是主要的造血组织，内含较多的造
❖间质干细胞
证明可分化为包括骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和肌
肉细胞等，也能分化成内皮细胞和内胚层的肝细胞。
当MSC细胞移植入小剂量射线照射的宿主，则造血系统
和胃肠道组织有所增多，说明MSC细胞在异常环境中，细 胞分化的可塑性增加。
❖造血干细胞
HSC移植至不同的体内微环境，可分化为3个胚层的各种
类型细胞，包括心肌、骨骼肌、血管内皮系统、肝细胞、 肺泡、食道、肠道、胃、胆管以及皮肤和神经细胞等。
4、骨骼肌干细胞
肌肉的生长、更新和修复是由卫星细胞〔satellite
cells〕介导的，一般认为这就是骨骼肌干细胞。
近年的研究说明，从肌肉别离的干细胞不仅能分化出肌
肉，还能产生血液细胞成分。
骨骼肌干细胞不仅存在于骨骼肌组织，而且具有分化的
可塑性，甚至跨越胚层分化为肝细胞和神经细胞。
成体干细胞的体外培养和特性
HSC细胞在体外培养时，发现血细胞系之间，即淋巴细胞
系与髓性细胞系之间和系内也存在分化方向的转变。
Hematopoiesis 造血
mon lymphoid progenitor 〔淋巴系〕
NK cell
T cell B cell
macrophage
Hematopo
ietic stem
cell mon myeloid
胚胎干细胞和成体干细胞名词解释
胚胎干细胞和成体干细胞名词解释
胚胎干细胞（Embryonic stem cells，ESCs）是来源于早期胚胎的多能干细胞，可以分化为各种细胞类型。
胚胎在发育早期，由少量细胞组成，这些细胞可以无限制地自我复制，并且还具有分化为各种细胞类型的潜能。
由于胚胎的来源和使用有伦理争议，胚胎干细胞的研究和应用受到限制。
成体干细胞（Adult stem cells）是存在于成熟的组织和器官中的多能或多定能干细胞。
这些干细胞可以自我更新并分化为特定类型的细胞，以进行组织修复和再生。
成体干细胞的来源包括骨髓、脂肪组织、皮肤、肝脏等。
相比于胚胎干细胞，成体干细胞的使用没有伦理争议，但其分化能力和增殖能力相对较低，限制了其在治疗和研究中的应用。
干细胞
干细胞(stem cells, SC)是一类具有自我复制能力(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。
根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。
根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。
干细胞(Stem Cell)是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
胚胎干细胞(Embrtibuc stem cell)的发育等级较高，是全能干细胞（Pluripotent stem cell），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。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
它包括胚胎干细胞和成体干细胞。
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。
最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。
在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。
在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。
胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。
胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。
而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。
然而，这个观点目前受到了挑战。
最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。
干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。
干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。
4.3动物细胞与组织培养-成体干细胞详解
5、体外增殖
成体干细胞分离后，目前尚无有效的能较长 期在体外维持未分化状态并大量增殖的体外 培养方法。 常用的手段： 1）分离的干细胞直接移植入动物或病人 2）体外将干细胞诱导分化为所需的成熟细 胞，随后进行移植。 如皮肤干细胞移植到烫伤病人，虽可愈合， 但不能产生汗腺。
六、成体干细胞在再生医学中的应用
成体干细胞部分
概念：成体干细胞， 成体干细胞包含哪些类别？各有何特点？ 成体干细胞在医学中的应用
一、概 论
20世纪初，Pappenheim等首次提出了成体干细 胞的概念。 胚胎干细胞继续进行分化，形成具有特定功能 的干细胞，这些专门化的干细胞统称多能干细 胞。 在胎儿、儿童和成人组织中存在的多能干细胞 统称“成体干细胞（Adult stem cell）”。 如血液干细胞可分化成白细胞、红细胞和血小 板;皮肤干细胞可形成各种不同类型的皮肤细 胞。
二、成体干细胞的可塑性
1、骨髓干细胞
造血干细胞（HSC）各种血细胞
骨髓干细胞
内皮细胞
间质干细胞（MSC） 脂肪细胞
成纤维细胞
HSC和MSC的分化全能具有很大的可塑性，可分化 为甚至跨越胚层的各种类型细胞，如神经细胞、软 骨细胞，骨细胞，干细胞、肌肉细胞等不同类型的 细胞
a. 间质干细胞
间质干细胞在体外培养时，可分化为内
五、成体干细胞研究中的问题
1、异质性 可塑性可能是由于混杂的几种和不同类干细胞分 化的结果 一些干细胞可塑性使用，人们质疑所谓“可塑性” 可能是混杂几种或一群不同类型干细胞分化的结 果 干细胞的异质性在遗传学种是指由于不同遗传机 制而产生的相同或类似的表现型 异质性在某种程度上是干细胞固有的特性。
胚胎干细胞和成体干细胞比较研究要点
有重要地位。去年12月在美国召开的血液学年会 上，干细胞研究是科学家们的重点课题。其研究 近年来在生命科学领域取得了突破 中国医科院血液研究所中美合作实验室赵春华
景。 根据个体发育过程中出现的先后次序不同，干细 胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细 胞出现在胚胎发育的胚囊内层，高水平表达端粒 酶。因为获取胚胎干细胞、建
立胚胎干细胞系必须破坏胚囊，生命的定义目前 尚无统一的认识，体外培养产生的胚囊是否具有 生命还存在着广泛的争议，所以胚胎干细胞的分 离、研究乃至用于临床治疗是否符合伦
。在此，我想谈些有关胚胎干细胞和成体干细胞 的比较研究。 体内和体外的研究都表明，人胚胎干细胞能分化 成人体的绝大多数细胞类群，诸如神经细胞、心 肌、骨骼肌、内皮细
胞、胃肠组织、肝细胞、β－胰岛细胞、骨、软 骨、造血细胞等。干细胞具有的能够稳定生存增 殖并保持多向分化潜能的特性使其在遗传性疾病 和组织器官移植领域有着巨大的应用前
胞时，也必须确认胚胎干细胞供者没有诸如（肌） 营养失调症之类的遗传性疾病。相对而言，成体 干细胞不存在上述问题，例如骨髓移植实验并不 引发畸胎瘤。 3、成体干细胞也
具有类胚胎干细胞的高度分化能力。我室在国内 率先提出了成体干细胞可塑性及中胚层来源成体 干细胞分化机制研究，已在国家卫生部立项，并 获得国家科技攀登计划、国家自然科学
现在98％的动物克隆实验失败，而顺利降生的克 隆动物也经常出现体重超重等异常。研究还发现， 利用目前的克隆技术取患者体细胞核的细胞克隆 培育出来的新组织一样会存在缺陷
，这项技术还有待完善、成熟。体细胞克隆所需 的卵细胞难以获得，成体干细胞则可从患者自身 获得，而不存在组织相容性的问题，治疗时可避 免长期应用免疫抑制剂对患者的伤害。
认识细胞的全能性
认识细胞的全能性细胞是生命的基本单位，它们构成了所有生物体的组成部分。
虽然我们通常将细胞简单地理解为生物体的基本结构，但是近年来，科学家们发现细胞的功能远不止于此。
细胞具有惊人的全能性，不仅可以自我复制和修复，还可以转化成其他类型的细胞，甚至可以潜在地用于治疗疾病和再生组织。
本文将探讨细胞的全能性，及其所带来的潜在应用。
让我们来详细了解一下细胞的全能性。
细胞的全能性指的是其具有成为多种不同类型细胞的能力。
在人类中，最为著名的全能性就是干细胞。
干细胞可以分化成不同类型的细胞，如肌肉细胞、神经细胞、心脏细胞等。
干细胞并非唯一具有全能性的细胞，一些成体细胞也具有一定的全能性。
有研究表明，通过细胞重新编程技术，可以将一种细胞类型转化成另一种细胞类型，进一步拓展了细胞的全能性范畴。
细胞的全能性给生命科学和医学带来了许多潜在应用。
全能性细胞在再生医学领域具有巨大的潜力。
科学家们可以利用干细胞技术，培育出心脏组织、肝脏组织等器官组织，用于替代损坏的组织。
通过细胞重新编程技术，科学家们可以将成体细胞转化成造血干细胞，用于治疗血液系统疾病。
全能性细胞还可以用于研究疾病的发生机制，以及寻找治疗疾病的新方法。
细胞的全能性对医学领域有着深远的影响。
细胞的全能性还对科学研究产生了革命性的影响。
通过研究全能性细胞，科学家们可以更深入地了解细胞的分化和发育过程，揭示生命的奥秘。
细胞的全能性也提供了新的技术平台，使科学家们可以进行更广泛的细胞研究。
可以利用全能性细胞进行基因编辑、药物筛选等研究，探索新的治疗方法和药物。
细胞的全能性为科学研究提供了无限的可能性。
尽管细胞的全能性给生命科学和医学带来了巨大的潜力，但是目前这一领域仍面临着许多挑战和争议。
全能性细胞的获取和应用存在一定的技术难度和伦理问题。
干细胞的获取可能会损害胚胎，引发伦理道德争议。
全能性细胞在临床使用中存在安全性和效果的问题，尚需进一步的研究和验证。
细胞的全能性研究还需要面对技术限制、法律法规等多方面的挑战。
成体干细胞
体内诱导
国内学者将培养的人骨髓MSCs注入裸鼠皮下,经过1个月的生长, 在注射局部出现了由人MSCs分化形成的骨骼肌结构,而且通过免 疫组织化学染色显示骨骼肌纤维呈小鼠抗人actin阳性,证明这些 骨骼肌纤维是人MSCs分化而来的,而非裸鼠自身的骨骼肌；
间充质干细胞分化—向神经细胞分化
在丁化羟基苯甲醚(BHA)或β-巯基乙醇（β-mercaptoethanol， β-Me）作用下, 可诱导大鼠骨髓基质细胞向神经细胞分化
成体干细胞
在个体的发育过程
成体干细胞
初期： 一个细胞的命运在发育初期就已经被决定了，且不可 逆转。
现在： 胚胎期干细胞和组织干细胞均具有多向分化潜能，不 仅可以分化为相同胚层来源的组织细胞，而且可以分 为不同胚层来源的组织细胞。
成体干细胞的特性
（1）通常处于静息状态，分裂缓慢，在形态上表现为 细胞体积小、胞内细胞器稀小、细胞内RNA含量低和 组织结构中位置相对固定细胞周期长，具有自我更新 与自我维持的能力
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（2）来源于成体—— 成体组织来源的干细胞 ASC（Adult Stem Cell ） 是指那些分布在成体组织中尚未分化的、具有自我 更新、并负有构建和补充某种组织的各种类型细胞 潜能的干细胞，又称为组织特异性干细胞（Tissuespecific stem cell）。 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。如：神经干细胞，表皮干细 胞。
第三节 干细胞的应用研究
一、移植研究—恢复器官功能
1．细胞治疗。 干细胞可恢复因重大疾病而损害的细胞，这是干细 胞潜在的最大优势。 由于丧失正常细胞功能的疾病都可以通过移植由胚 胎干细胞分化来的特异组织细胞来治疗。 因为成年人的心脏和胰岛几乎没有干细胞，无法靠 自身得到修复。可以用人体胚胎干细胞能直接分化 成相应细胞进行移植。
理变化。 ②要求机体对干细胞分裂的调控更精确，以保持干
细胞数目恒定。
二、干细胞的分化特征
（一）按其分化潜能的大小，干细胞可分为三类： 一是全能干细胞，二是多能干细胞，三是单能干细 胞。
（1）全能干细胞（totipotent stem cells） 指具有分化为组成生命个体所有类型细胞能力的 细胞。如：胚胎干细胞 （2）多能干细胞（pluripotent stem cell ） 指具有产生多种类型分化细胞的能力，但失去发 育为完整个体的能力的一类干细胞，即只能分化 成特定组织或器官等特定族群的细胞。如：骨髓 造血干细胞
作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不 同区域上形成区带的方法。
MSC的应用
由于间充质细胞在体外可以相对容易地诱导出骨 细胞、软骨细胞，可在骨损伤、先天性骨畸形有 治疗中有广泛应用。 •分离方便、扩增迅速。可研究在分化过程中信号 转导系统、基因表达的差异等，为进一步阐明其 中的分化机理奠定基础.
三、癌症治疗
研究人员正试图设计多种方法，使特定细胞能击中 特定癌细胞，直接破坏或改变癌细胞。
谢谢
二、间充质干细胞
间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC） 是指中胚层来源的具有多向分化潜能的一类多能 型干细胞的统称。
来源：个体发育中的骨髓腔 通过流式细胞仪分析，特异性表面抗原有：SH2、
SH3、CD90、CD71、CD44等。
分化潜能
间充质干细胞可分化为多种间充质组织
2.自稳定性 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。 干细胞通过其特有的分裂方式维持自稳定性。
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早起祖
细胞；另一个保持干细胞的特征。 • 意义： ①使机体对干细胞的调控更灵活，以适应机体的生
一般而言，阴性分离法的磁珠用量比阳性分离法的大， 阳性分离法用行更多。
造血干细胞的检测方法
确认小鼠造血干细胞的唯一标准仍然是多年来一直沿 用的长期体内重建造血能力（Long-term repopulation, LTR）检测。
绵羊子宫内胎羊移植系统。该系统是在胎羊免疫系统发育 前于子宫内将造血细胞移植给胚胎羊，在小羊出生后，通 过追踪其体内不同血细胞系的分布和比例来判断移植的造 血干细胞是否具有长期重建多系造血的能力
（3）诱导性多能干细胞（ induced pluripotent stem cell ，iPSC） 来源于终末分化的体细胞，通过重编程，逆向转变 为多能的干细胞。
第二节 成体干细胞的分离培养
一、成体干细胞的来源
• 骨髓、血液、角膜、视网膜、脑、骨骼肌、牙 髓、肝脏、皮肤、胃肠道上皮、胰腺和脂肪
一、造血干细胞
• 造血干细胞（Hematopoietic Stem Cells，HSC）指 具有自我更新能力和多向分化潜能的最原始的造血细 胞。
• 造血干细胞的来源：骨髓、外周血、脐带血、胎儿造 血系统。
不同来源造血干细胞的比较：
造血干细胞的表面标志
人的造血干细胞表面标志包括CD34+、CD38－、 Lin－、Thy-1+、Sca-1+、HLA-DR+、LFA-1+、 CD45RA－、CD71－等。人类造血干细胞还对5氟脲嘧啶和4-氢过氧环磷酰胺有抗性。 表面标志比较多，临床上应用最多的是CD34。 还可与激酶插入区域受体KDR(kinase insert domain recepter)配合鉴定造血干细胞和造血祖 细胞。
• 特点：多向分化、自我更新、可塑性
成体干细胞的优点： （1）获取相对容易； （2）源于患者自身的成体干细胞在应用时不存在组织 性相容的问题，避免了移植排斥反应和使用免疫抑制 剂； （3）胚胎干细胞分化具有“非定位性”，目前，尚不 能控制胚胎干细胞在特定部位分化成相应的细胞，容 易导致畸胎瘤。理论上，成体干细胞致瘤风险低，所 受伦理学争议较少； （4）成体干细胞也具有类胚胎干细胞的多向分化潜能。
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分离方法
（一）差速贴壁法
全骨髓标本 脂肪、皮肤
约24h后 培养
未黏附细胞：造血干细胞、 造血后代细胞
黏附细胞：即为MSC呈纺锤形
骨髓抽提物取1.073/ml密度界面上的细胞，贴壁生长的细胞中 95~98%为MSC。根据细胞表面抗原获得MSC。
（二）密度梯度离心法 利用不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力
干细胞及成体细胞
干细胞的研究史
1996 年 7 月 5 日 ， 苏 格 兰 爱 丁 堡 市郊的罗斯林研究所应用细胞 核转移技术克隆了一头大个儿 羊羔，伊恩·威尔默特以著名 乡村歌手多利·帕顿的名字命 名这头羊。
细胞核转移技术
第一节 概 述
一、干细胞的定义
• 干细胞（stem cell）是一类具有自我更新能力和 多向分化潜能的未分化或低分化原始细胞群体，也 称为“万能细胞”。
（1）流式细胞分选
流式细胞术（Flow CytoMetry，FCM）是对悬液中的单 细胞或其他生物粒子,通过检测标记的荧光信号，实现高 速、逐一的细胞定量分析和分选的技术。 原理：使悬浮在液体中分散的经荧光标记的细胞或微粒 逐个通过样品池，同时由荧光探测器捕获荧光信号并转 换成分别代表前向散射角、侧向散射角和不同荧光强度 的电脉冲信号，经计算机处理形成相应的点图，直方图 和加三维结构图像进行分析。
（2）免疫磁珠分离
免疫磁珠法分离细胞是基于细胞表面抗原能与连接 有磁珠的特异性单抗相结合，在外加磁场中，通过 抗体与磁珠相连的细胞被吸附而滞留在磁场中，无 该种表面抗原的细胞由于不能与连接着磁珠的特异 性单抗结合而没有磁性，不在磁场中停留，从而使 细胞得以分离。
免疫磁珠法分为阳性分离法和阴性分离法： 阳性分离法－磁珠结合的细胞就是所要分离获得的细胞 阴性分离法－磁珠结合不需要的细胞，游离于磁场的细 胞为所需细胞
（3）单能干细胞（multipotent stem cell ） 也叫专能、偏能干细胞，指除了自我复制外，只能分 化为一种类型子代类型的一类细胞。如肌肉中的成肌 细胞等。
全能干细胞 多能干细胞
单能干细胞
受精卵 胚胎（5-7天） 胚胎
胎组织
成人
（二）根据干细胞的来源，可分为胚胎干细胞、成体 干细胞、其他诱导多能干细胞。 （1）来源于胚胎—— 胚胎干细胞ESC（Embryonic Stem Cell ） 指来源于哺乳类动物胚胎发育早起囊胚期内细胞团细 胞，在体外培养条件下，具有体外无限复制和分化为 体内任何种类细胞的潜能。如：ES细胞、EG细胞、 EC细胞等。
MSC的主要分离手段 差速贴壁法
MSC在低血清培养基中具贴壁优势特性， 定期换液除去不贴壁细胞，可纯化及扩增MSC
密度梯度离心法
根据骨髓中各细胞成分比重的不同，分离单核细胞 进行贴壁培养
流式细胞仪法、免疫磁珠法
流式或磁珠分选后的细胞出现增殖缓慢，成本较高、 技术难度较大，限制了这些方法的广泛应用
• 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， 不同干细胞有各异的蛋白质标志分子，可作为确定 干细胞位置、分离提纯干细胞的标志。
二、干细胞的增殖特征
1.增值缓慢性 (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。
造血干细胞：CD34+KDR+ 造血祖细胞： CD34+KDR-
造血干细胞的分离纯化
根据造血干细胞的表面标志，可通过免疫细胞化学、 流式细胞仪、分子杂交和PCR等多种细胞生物学和 分子生物学手段来检测造血干细胞。现大多仍然基于 对CD34+细胞的富集来筛选造血干细胞。 方法：密度梯度离心、拒染和抗原标志物进行密度梯 度离心、流式细胞分选、免疫磁珠分离、平面黏附基因工程技术， 矫正缺陷基因。
因干细胞能自我复制更新，是基因治疗的理想靶细胞。 将治疗基因整合到干细胞，再将干细胞移植入人体中， 能够持久地发挥作用，而不担心像分化的细胞那样， 在细胞更新中可能丢失治疗基因的结果。
二、基础研究
1．利用干细胞研究解释先天缺陷的产生原因和防治 方法。 2．将发育生物学与干细胞生物学相关联，研究干细 胞生长与分化的遗传控制与环境条件等，便于在实验 室中进行干细胞的培养和分化。