干细胞

干细胞

一、干细胞简介

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。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、多能干细胞和单能干细胞（专能干细胞）。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，并具有较高的端粒酶活性。

胚胎干细胞（Embryonic stem cell）的发育等级较高，是全能干细胞（Totipotent 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。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。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。

二、各种干细胞概述

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。在未来几年，ES细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。

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。

成体干细胞可以由下列几个方面得到：⑴胚胎细胞——由胚胎干细胞定向分化，或移植分化而成。⑵胚胎组织——由分离胚胎组织、细胞分离、或培养而成。⑶成体组织——由脐血、新生儿胎盘、骨髓、外周血、骨髓间质、脂肪细胞等得到。

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转移性肿瘤疾病的最有效方法。造血干细胞还可分化出各种淋巴细胞。

B浆细胞抗体

骨髓造血干细胞

胸腺T细胞效应T细胞与靶细胞结合

淋巴因子（干扰素白细胞介素）

例题

1．(14分)下图为人的造血干细胞进行的部分生理过程简图，A~E分别代表不同细胞。请据图回答问题：

（1）B 经过___________过程形成C ，若用含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（3H-TdR ）的

培养液来培养B ，细胞内3H-TdR 参与合成的生物大分子是___________，该分子所在的细胞

结构名称是___________， 从B 到C 经过一次分裂，C 中具有放射性的细胞比例为___________。

（2）C 经过___________过程形成D ，该过程中细胞核内的___________通过核孔进入细胞质，该分子的作用是作为___________的模板。

（3）图中_________可能是浆细胞，它参与特异性免疫中的 免疫，该细胞内遗传信息的流向是_________。

（4）红细胞主要在人体的骨髓内生成，正常情况下，只有成熟的红细胞才会离开骨髓进入血液。若D 为骨髓内未成熟的红细胞，则它生活的内环境为 ，与D 相比，E 中明显增多的细胞器是________。

（5）肾分泌的促红细胞生成素（EPO ），能增强造血干细胞活动，促进机体细胞进行___________提供能量。若运动员长期注射EPO 会使机体血液中血浆比例相对__________。

【答案】(14分，1分/空)

（1）有丝分裂（或：分裂、细胞分裂） DNA （或：脱氧核糖核酸）

细胞核和线粒体（答不全不给分） 100%

（2）分化 mRNA （或：信使RNA ） 翻译

（3）E 体液 DNA → RNA →

蛋白质 （4）组织液（或：骨髓液） 高尔基体（多答“内质网、线粒体”不扣分）

（5）有氧呼吸 减少

2．下图表示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程，数字表示过程，字母表示细胞或物质。

相关叙述正确的是 （ ）

A ．当抗原x 再次侵入人体时，通过④⑤过程，机体产生更强的免疫反应

B ．e 细胞在非特异性免疫和特异性免疫中的作用完全相同

C ．d 细胞可在体外大量培养，其产生的物质Y 叫做单克隆抗体，特异性强、灵敏度高

造血干细胞 A B C E D C

转录 翻译

D．与Y合成和分泌有关的膜性细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体

【答案】A

神经干细胞：神经干细胞的研究尚处初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经干细胞，可治愈部分患者的症状。

周边血干细胞：骨髓中存有人体内最主要造血干细胞的来源,而周边血干细胞则是指借由施打白细胞生长激素,将骨髓中的干细胞驱动至血液中,再经由血液分离机收集取得之干细胞.由于与骨髓造血干细胞极为相近,现已逐渐取代需要全身麻醉的骨髓抽取手术.

脂肪干细胞：以往人们因塑身而抽出的脂肪,大部分都当废弃物丢掉,现经由医学专家研究证,脂肪中含有大量的间质干细胞,间质干细胞具有体外增生及多重分化的潜力,能运用于组织与器官的再生与修复.

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.MSC 最初在骨髓中发现,因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注.如间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复.骨髓间充质干细胞由于其来源广泛,易于分离培养,并且具有较强的分化潜能和可自体移植等优点,越来越受到学者们的青睐,被认为是不久即将被引入临床治疗的最优干细胞.

胎盘造血干细胞

胎盘是胎儿和母亲血液交换的场所，含有非常丰富的血液微循环。人在母亲子宫内发育的阶段，胎盘是首先形成的器官之一。胎盘中含有大量的早期干细胞，包括数量丰富的造血干细胞。这些干细胞在胎盘中行使着造血的功能。小孩出生后剥离的胎盘内所含的造血干细胞，可以分化形成各种血细胞（红细胞、白细胞、血小板等），注射到体内可以发挥造血功能。

小肠干细胞

小肠干细胞是位于肠黏膜隐窝内的具有自我更新与增殖分化功能的细胞，小肠上皮细胞的凋亡脱落及受损坏死与小肠干细胞增殖、分化之间的动态平衡，在维持肠道屏障结构和功能的完整以及损伤后的修复中扮演着重要角色。小肠干细胞具有如下特点：干细胞标志物比较明确；具有辐射超敏，小剂量照射即可诱导凋亡。

例题

1.（16分）小肠干细胞通过增殖分化使小肠上皮细胞得到更新，科研人员对此进行研究。

（1）小肠干细胞以____________分裂方式进行增

殖，并分化为潘氏细胞和____________细胞，如图1。

潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质，抵抗外来病

原体，参与小肠微环境的____________（填“特异性”

或“非特异性”）免疫反应。

（2）小肠干细胞特异性地表达L蛋白，并且每个细

胞中的表达量基本一致。科研人员利用____________酶

和DNA连接酶将绿色荧光蛋白基因与L蛋白基因连接，

转入小鼠受精卵细胞中。从转基因小鼠体内分离小肠干

细胞进行离体培养，定期从培养液中取样，测定样品的