《医学干细胞》PPT课件

之所以把细胞重新编程列为2008年十大科学进展之冠，是因为这 一方式开辟了再生医学的新天地，研究人员可以绕过胚胎干细胞的伦 理争论而直接让细胞重新编程，成为各种类型的干细胞，并可以生长 为各种组织和器官，为再生医学奠定物质基础。
有没有相对简单，又可摆脱材料来源和伦理学诸多 限制，重编程的效率和程度都十分可观的新方法呢？
将这3个基因重新激活，能否将成体
细胞重新转变为干细胞？从而为干细胞
的产生带来无尽的源泉，使组织修复工
程变得指日可待。
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方法1：核移植
通过将体细胞核 注入到去核卵母细胞 中，使体细胞发生重 编程，建立核移植胚 胎的胚胎干细胞系。
迄今，人们已经 获得了多种核移植动 物。
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体细胞核移植试验也具有很大的局限性
CML、MDS、CLL。 ▪ 实体肿瘤：7％，其中异基因8％，自体92％，包括、神经母细胞
瘤、脑胶质细胞瘤、胚胎细胞瘤、乳腺癌、肺癌、卵巢癌等。 ▪ 非恶性疾病：4％，其中异基因92％，自体8％，包括再生障碍性
贫血、范可尼氏贫血、地中海贫血、严重联合免疫缺陷症、自身 免疫性疾病等。
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干细胞移植过程
▪ 利用这两种方法，可以实现某些多功能性标 志分子的重新表达和多种分化潜能的获得。
▪ 但是，体细胞与多能性细胞的融合率较低， 融合之后的细胞具有两套染色体，并且在移 植后会发生排斥现象，这就制约了细胞融合 的临床应用。
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细胞重编程
细胞重新编程指的是分化细胞在特定的条件下被 逆转后恢复到全能分化的状态，或者形成胚胎干细胞 系，或者进一步发育成一个新的个体。
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(a)皮肤剖面
哺乳动物皮肤剖面图（示干细胞）
外界 核解体
角蛋白 角质化细胞
颗粒细胞
分裂中的 迁移细胞 干细胞 干细胞
棘细胞 基底细胞 基膜
表皮层
真皮
(b)哺乳动物表皮增殖单位
迁移细胞
分裂中的干h 细胞
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皱纹悄然到来的主要原因：
青年期
老年期
1. 真皮层成纤维细胞死亡的数量大于新生的 数量，死亡与增殖失衡；
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造血干细胞移植
(Hemapoietic Stem Cell Transplantation, HSCT) 是指将异体或自体的造血干细胞植入 到受者体内，使其造血及免疫功能恢复。
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根据供体的不同，HSCT分：
1、同基因(Syngeneic)： 指同卵双胎，供 受者基因型完全相同。 2、异基因(Allogeneic)： 非同卵双胎，人 类白细胞抗原（HLA）相合，来自患者的 兄弟姐妹，无关供髓者，脐带血。 3、自体(Autologous)：自体解救措施。
核移植后供体核停止本身的基因表达程序，恢
复为胚胎发育所必需的胚胎化基因表达程序状态， 体细胞重新编程。此过程包括：染色体结构重建、 DNA甲基化、组蛋白乙酰化、印记基因表达、端粒 长度恢复、X染色体失活等。
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细胞重编程
2008年12月18日美国《科学》杂志评出的本年度十大科学进展， 细胞重新编程成为十大科学进展之首。
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Oct4 Sox2 Naong对靶基因的调节
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研究发现这些转录因子不但能活化对细胞生长、
增殖很关键的基因，而且还抑制一些胚胎发育所必须 的关键基因。
这套关键基因负责调控产生不同特异细胞和组织所 需的整个基因网络的其他转录因子。因此，Oct4、 Sox2和Nanog是主控调节因子，能够沉默用于产生 下一代细胞的基因。当Oct4、Sox2和Nanog在胚胎 开始发育时被失活，这些网络就会恢复生机，并且这 个干细胞也终结了它的干细胞状态。
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2006年8月，日本科学家山中伸弥小组首先在小鼠身上取得成功
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诱导产生的多功能性干细胞
2006年，Takahashi 和 Yamnaka 将几个转录因 子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞，进而获得了类 似于胚胎干细胞的多能性干细胞，称之为“诱导产生 的多功能性干细胞”（induced pluripotent stem cells,iPS细胞）。这一研究明确地证实了分化的细胞 可以通过少数几个因子的外源导入而被重编程到具有 多能性的状态，因而受到了整个生命科学领域的广泛 关注。
第五节
干细胞 应用 举例
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一、造血干细胞移植
▪ 造血干细胞(Hemapoietic Stem Cell, HSC) 是指一群在特定时期能够分裂的 未分化细胞，具有自我更新能力和产生 高度特异性的功能后代细胞。
▪ 造血细胞是体外分化研究报道最多的一 种分化细胞类型。
▪ 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。
结膜片移植到患眼受损的角膜缘处，取得满 意的疗效。
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▪ 干细胞培养眼角 膜，进行眼角膜 移植修补手术
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三、神经干细胞
存在于胚胎和成年神 经系统的某些特定部位， 在一定条件下能够大量 增殖并分化为神经元和 神经胶质，在其特征性 的标记物为神经巢蛋白， RNA结合蛋白musashi
神经干细胞最大的潜力就在于它可以治疗由于神经细胞的病变引起的 各种各样的疾病，如老年性痴呆和帕金森病
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四、自身皮肤干细胞培养及 美容除皱新技术
郑州大学医学院干细胞中心
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1. 人体最大的器官
皮
2.维持外貌
肤
3.抵御微生物入侵
4.紫外线辐射
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皮肤的基本结构：
表皮：
0.07－0.21mm，抗酸、抗碱、承受摩 擦，防御异物和病原体的侵入，还要 阻挡紫外线射入体内危害身体。
真皮：
厚度为1~2mm，70％是由胶原蛋白所 组成，胶原蛋白的作用：支架、储水
当移植入中枢神经系统后不具有h 免疫排斥反应
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世界著名拳王阿里40多岁就患上了帕金森症，昔日
雄风难在；美国前总统里根h ，患上老年痴呆症。
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老年性痴呆
▪ 主要症状： 部分或者全部的
丧失记忆能力和认识 能力。
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帕金森病
▪ 主要症状： 全身发抖，肌肉僵硬。
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研究发现应用一种[18F]-氟多巴的试剂注入人体，再经PET扫描，可以
无排斥反应，不导致免疫性疾病，无过
敏源即无过敏反应，不致畸、致瘤性，
各种生理功能不受任何影响。
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六、干细胞在其他系统 疾病中的应用
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1.心肌修复
▪ 干细胞培养 心肌细胞治 疗原发性心 脏病
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小鼠的心臟切片，圖中顯示左心室有38%的組織因心肌梗塞而受
損（長方框處），於體外複製的幹細胞，在一個月內修復好組織。
受損區域的特寫（上圖右）照顯示原來複製的幹細胞（藍色）和
新長出的心臟細胞（紅色）。 h
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2.ES细胞疗法治疗糖尿病
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3．间充质干细胞的应用
骨髓间充质干细胞，是骨髓中除造血
细胞以外的中胚层来源的细胞，其细胞 特性稳定，在连续传代培养和冻存后仍 具有多向分化潜能。
在特定的诱导条件下，骨髓间充质干
2. 真皮层胶原蛋白减少、蓄水能力下降，真 皮塌陷，皱纹出现
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成纤维干细胞的体外扩增：取材与培养
培养前
2周后
4周后
6-8周后，扩增出1-6×10８万个细胞
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自体细胞除皱的两大优势：
一、有效性：
一般在第一次注射后5个月开始见效， 而且持久。
二、安全性：
细胞取材自身，组织抗原完全相容，
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是什么让干细胞成为了干细胞？
当胚胎长到几天大时，干细胞开始分化成特殊 的组织类型，并且这种干细胞的全能性永远地丧失了。
如果胚胎干细胞被提取出来，就能使它们一直 处于全能状态。接着，在诱导因素的作用下，这些细 胞能被诱导分化成肝脏或者大脑组织，等。
到底是什么使它们处于全能状态？为何胚胎 干细胞有如此能力呢？
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源于MSCs已能或可能治疗许多疾病
骨髓间 充质干 细胞
治疗
帕金森病 心肌梗死 糖尿病 骨关节炎 白血病 烧伤和创伤 肝炎 骨质疏松症 视网膜退化 肌营养不良
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第六节：专题
一、诱导产生的多能性干细胞 二、肿瘤干细胞理论及其在肿瘤 治疗中的意义
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一、诱导产生的多能性干细胞
（induced pluripotent stem cell, iPS）
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造血干细胞移植存在的问题和研究热点
不同来源（骨髓、动员外周血、脐带血）造血干 细胞的分离纯化、体外扩增与定向诱导分化；
造血干/祖细胞增殖分化的分子调控机制； 造血干细胞移植效率与归巢（Homing）； 移植免疫耐受；
相关的细胞治疗与基因治疗等。
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造血干细胞移植 临床应用的推广
1.下肢缺血性疾病：糖尿病足、血栓闭塞性 脉管炎、动脉硬化闭塞症等。
▪ 克隆的效率极低 ▪ 产生的许多后代在各个阶段都体现出严重
的发育异常 ▪ 由于需要卵母细胞，核移植实验在人类中
的应用受到强烈的伦理学质疑 Nhomakorabea这些不足，都制约了核移植技术的进一
步发展和应用。
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方法2——核融合
将成熟的体细胞与多潜能的细胞（ES细胞、胚胎癌 细胞等）融合，也可以在一定程度上使体细胞发生重编程。
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根据HSCT来源的不同分为：
1. 骨髓移植： 1～3×108有核细胞/kg 2. 外周血造血干细胞移植： >2×106