发育生物学――干细胞PPT课件
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干细胞ppt课件
形态特征
1)胞体体积小，核大，有一个或几个核仁。
2)与胚胎外胚层和原始生殖细胞类似，而与ICM细胞不同。 3)细胞中多为常染色质，胞质结构简单，散布着大量核糖 体和线粒体，核型正常，保留整倍体性质。 (正常ES染色体正常，如异常则很难发育分化成动物个体)
干细胞教学
干 细 胞（stem cell）
在个体发育过程 中,具有自我复制能
力,并在一定条件下
分化形成多种类型 细胞的原始细胞称 为干细胞。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
干细胞的研究进展
1878：出现第一篇哺乳类的体外受精卵报导。 1959：完成第一例兔子的体外受精卵。 1960：展B.D.Bavister进行人体外受精研究。 1970：用畸胚瘤细胞注入鼠胚胎，制造镶嵌鼠进行发育研究。 1978：世界第一个试管宝宝 Louise Brown 在英国诞生。 1980：Candace Reed 成为澳洲的第一个试管宝宝。 1981：M.J.Evans 等体外培养老鼠的胚胎干细胞； Elizabeth Carr成为美国的第一个试管宝宝。
胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell,ESC） 指存在于早期 胚胎中，具有多 分化潜能和较长 期进行自我更新 的细胞。
1.胚胎干细胞系的建立
1998年美国科学家从人胚胎组织中培养出了干细胞株。 ◆James A. Thomson(Wisconsin) 人体外受精卵 囊胚 inner cell mass 细胞株 检测(marker 和酶活性) John D. Gearhart(Johns Hopkins) 5～9周人工流产胚胎 primordial germ cell 细胞株 检测
一、干细胞的基本特性
多呈圆形且具有不同生化标志; 能无限分裂(连续分裂几代或长时间静止) ；
发育生物学――干细胞PPT课件
•神经干细胞研究起步较晚，分离神经干细胞 所需的胎儿脑组织较难取材，加之胚胎细胞研 究的争议尚未平息，神经干细胞的研究仍处于 初级阶段。
骨髓间充质干细胞 （Mesenchymal stem cells, MSC）
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。
当移植入中枢神经系统后不具有免疫排斥反应神经干细胞是一种具有广泛应用前景的干细胞1神经干细胞在脑中能根据其周围微环境的诱导而分裂分化成为相应的细胞类型其形态和功能与附近的宿主细胞非常类似2中枢神经系统的血脑屏障使淋巴细胞很难进入因此不同个体之间甚至是不同物种之间的神经干细胞移植都几乎没有排斥反应?神经干细胞研究起步较晚分离神经干细胞所需的胎儿脑组织较难取材加之胚胎细胞研究的争议尚未平息神经干细胞的研究仍处于初级阶段
• 定向诱导分化成特定类型细胞，用于临床疾病的治 疗，并解决免疫排斥和潜在的致肿瘤的问题。
• 成体干细胞的横向分化的能力以及与胚胎干细胞的 比较，成体干细胞能否替代胚胎干细胞？
成体干细胞
（adult stem cell，ASC）
• 成体干细胞是存在于成体动物的许多组织和器官， 具有修复和再生的能力的细胞。
人干细胞培养过程
胚胎干细胞的优点 —— 全能性
• 内细胞群的细胞可以发育成除了胎盘 以外的完整个体，因而这些细胞被认 为具有全能性。
Human blastocyst before and during hatching Oct4 gene expression in epiblast
“zona”
成体干细胞的不足
• 尚未从人体的全部组织中分离出成体干细胞 . • 成体干细胞含量极微，很难分离和纯化，且数量随年龄增长而 降低 • 在一些遗传缺陷疾病中，遗传错误很可能也会出现于病人的干 细胞中，这样的干细胞不适于移植 • 成人身上获得的干细胞可能没有年轻人的干细胞那样的增殖能 力 • 由于日常生活中人是暴露在各种环境之下的，日光和毒素等都 有可能造成基因突变，成体干细胞可能包含更多的DNA异常等等 。
骨髓间充质干细胞 （Mesenchymal stem cells, MSC）
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。
当移植入中枢神经系统后不具有免疫排斥反应神经干细胞是一种具有广泛应用前景的干细胞1神经干细胞在脑中能根据其周围微环境的诱导而分裂分化成为相应的细胞类型其形态和功能与附近的宿主细胞非常类似2中枢神经系统的血脑屏障使淋巴细胞很难进入因此不同个体之间甚至是不同物种之间的神经干细胞移植都几乎没有排斥反应?神经干细胞研究起步较晚分离神经干细胞所需的胎儿脑组织较难取材加之胚胎细胞研究的争议尚未平息神经干细胞的研究仍处于初级阶段
• 定向诱导分化成特定类型细胞，用于临床疾病的治 疗，并解决免疫排斥和潜在的致肿瘤的问题。
• 成体干细胞的横向分化的能力以及与胚胎干细胞的 比较，成体干细胞能否替代胚胎干细胞？
成体干细胞
（adult stem cell，ASC）
• 成体干细胞是存在于成体动物的许多组织和器官， 具有修复和再生的能力的细胞。
人干细胞培养过程
胚胎干细胞的优点 —— 全能性
• 内细胞群的细胞可以发育成除了胎盘 以外的完整个体，因而这些细胞被认 为具有全能性。
Human blastocyst before and during hatching Oct4 gene expression in epiblast
“zona”
成体干细胞的不足
• 尚未从人体的全部组织中分离出成体干细胞 . • 成体干细胞含量极微，很难分离和纯化，且数量随年龄增长而 降低 • 在一些遗传缺陷疾病中，遗传错误很可能也会出现于病人的干 细胞中，这样的干细胞不适于移植 • 成人身上获得的干细胞可能没有年轻人的干细胞那样的增殖能 力 • 由于日常生活中人是暴露在各种环境之下的，日光和毒素等都 有可能造成基因突变，成体干细胞可能包含更多的DNA异常等等 。
干细胞精品PPT课件
退行性病变 自体免疫性疾病
21
多能干细胞的来源：
直接从处于胚泡阶段的人类胚胎
人胚
的内细胞团分离出来
从终止妊娠胎儿组织中分离出来
体细胞核转移（SCNT）技术重组获取
22
23
重要突破：皮肤细胞能被诱导成为多能干细胞 (2006,Cell)
2007年11月20 日，日美科学 家同天宣布：
Sox2 Klf4
Oct4
c-Myc
小鼠成纤维细胞
（即干细胞的可塑性）（后述）
8
（四）干细胞增殖与分化的微环境 1、分泌因子 2、受体介导的细胞间相互作用 3、胞间基质和整合素
9
三、干细胞的分类及相关知识 （一）按发育进程进行分类
胚胎干细胞 （embryonic stem cell, ESC)
胚胎生殖细胞（胚胎生殖干细胞） （embryonic germ cell, EGC)
成纤维细胞中转入关键基因，得到iPS 细胞
iPS Cells(诱导性多能干细胞）
24
诱导性多能干细胞被诱导分化成运动神经元：
25
3、（成体）多能干细胞 （multipotent stem cell）
指multipotent”描述 的“多潜能”与胚胎干细胞用的 “pluripotent ”描述的“多潜能”有质的差 异。成体多能干细胞具有分化出多种组织 细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体 的能力。
成体干细胞（成人干细胞） （adult stem cell)
10
1、胚胎干细胞（ESC） 指来自胚泡（blastocyst）（胚胎早
期4~5天）内细胞团（inner cell mars）的 一组二倍体细胞，分化具多能性。
从胚泡分离后可培养成ESC。
21
多能干细胞的来源：
直接从处于胚泡阶段的人类胚胎
人胚
的内细胞团分离出来
从终止妊娠胎儿组织中分离出来
体细胞核转移（SCNT）技术重组获取
22
23
重要突破：皮肤细胞能被诱导成为多能干细胞 (2006,Cell)
2007年11月20 日，日美科学 家同天宣布：
Sox2 Klf4
Oct4
c-Myc
小鼠成纤维细胞
（即干细胞的可塑性）（后述）
8
（四）干细胞增殖与分化的微环境 1、分泌因子 2、受体介导的细胞间相互作用 3、胞间基质和整合素
9
三、干细胞的分类及相关知识 （一）按发育进程进行分类
胚胎干细胞 （embryonic stem cell, ESC)
胚胎生殖细胞（胚胎生殖干细胞） （embryonic germ cell, EGC)
成纤维细胞中转入关键基因，得到iPS 细胞
iPS Cells(诱导性多能干细胞）
24
诱导性多能干细胞被诱导分化成运动神经元：
25
3、（成体）多能干细胞 （multipotent stem cell）
指multipotent”描述 的“多潜能”与胚胎干细胞用的 “pluripotent ”描述的“多潜能”有质的差 异。成体多能干细胞具有分化出多种组织 细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体 的能力。
成体干细胞（成人干细胞） （adult stem cell)
10
1、胚胎干细胞（ESC） 指来自胚泡（blastocyst）（胚胎早
期4~5天）内细胞团（inner cell mars）的 一组二倍体细胞，分化具多能性。
从胚泡分离后可培养成ESC。
第十三章 干细胞ppt课件
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精选ppt课件2021
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造血干细胞
精选ppt课件2021
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HSC主要存在于红骨髓内，约占骨髓有核细 胞的0.5％，另外在脾脏、淋巴组织和外周血中也 有极少量的HSC。
人HSC的表面标志包括CD34+、CD38－、Lin－、 HLA-DR+、Thy-1+、c-kit+、Sca-1+、LFA-l+、 CD45RA－、CD71－等。
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三、ES细胞的生物学特性
形态学特征: ﹡具有稳定的二倍体核型； ﹡细胞相对较小； ﹡核大，有一个或几个核仁，核中多为常染色质； ﹡胞质结构简单，散布着大量核糖体和线粒体； ﹡在体外分化抑制培养中呈克隆状生长，细胞紧密
地聚集在一起，形似鸟巢，细胞界限不清。
精选ppt课件2021
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生化特征: ﹡表达早期胚胎细胞的表面抗原； ﹡含有丰富的碱性磷酸酶； ﹡还具有很强的端粒酶活性； ﹡表达干细胞因子（stem cell factor，SCF）、
外源性因素 ﹡分泌因子 ﹡膜整合蛋白介导的细胞间相互作用 ﹡整合素与细胞外基质
内源性因素 ﹡转录因子：如Oct-4和Nanog ﹡细胞内蛋白：如Insc蛋白 ﹡“时钟”因子
精选ppt课件2021
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第二节 胚胎干细胞
➢ ES细胞的定义 ➢ 人胚胎干细胞系的建立 ➢ ES细胞的来源 ➢ ES细胞的生物学特性 ➢ ES细胞的开发和利用
cell is progressively restricted.
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干细胞的分类 ☆ 根据干细胞所处的发育阶段分为：
胚胎干细胞（embryonic stem cell） 成体干细胞（adult stem cell） ☆ 根据干细胞的发育潜能分为： 全能干细胞（totipotent stem cell） 多能干细胞（pluripotent stem cell） 专能干细胞（multipotent stem cell） 癌干细胞（cancer stem cell）
干细胞 ppt课件
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2020/12/12
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2020/12/12
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干细胞基础知识
2020/12/12
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什么是干细胞
干细胞(stem Cell)是指一群在胚胎发育早期未分 化的细胞，具有自我更新能力(self-renew)和多向 分化潜能(multipotential) 。干细胞就是在生命的 成长和发育中起“主干”作用的细胞，它对于生命 成长发育的重要性就如同建筑中的钢筋水泥等基本 材料。干细胞是人类的原始细胞，能够发育成人体 任何类型的组织和器官，可塑性很强，因此被称为 “万能细胞”。
干细胞可以通过自我复制，产生与亲本完全相同的子代
细胞，以保持干细胞数量的恒定可通过分裂维持自身细
胞的特性和大小；
➢ 多向分化：
干细胞在一定条件下可以进入分化程序，可进一步多向
（或定向）分化为逐步成熟的次级子代细胞，最终形成
功能特异的组织细胞，在组织修复和新陈代谢中起重要
作用； 2020/12/12
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干细胞研究
2010年11月15日
温家宝总理考察中
国科学院广州生物
医药与健康研究院
时强调“干细胞研
究代表着科技事业
未来发展的重要方
向。”
2020/12/12
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干细胞研究
奥巴马2009年签署 行政命令，宣布联邦 政府资金可用于支持 胚胎干细胞的研究。
2020/12/12
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干细胞研究
医药界的诺贝尔奖——美国盖伦奖包括三个奖项：最佳药 品，最佳生物制品和最佳医疗器械。 Hemacord——美国纽约血液中心的首个脐带血干细胞产 品获得2014年美国盖伦奖的最佳生物技术产品奖。
干细胞的四大特性
干细胞概述ppt课件
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9
干细胞是目前人类组织器官功能再生的唯一希望
10
Part 1 干细胞
干 细 胞 （ Stem-cell ） 即 为 起
源细胞，是指尚未发育成熟的细胞， 它具有多分化潜能和自我复制的功能 ，在特定条件下，可以分化成不同的 功能细胞，形成多种组织和器官。
干细胞形态
干细胞分类
✓ 按分化能力可分为全能干细胞 (totipotent stem cells)、多能干细 胞 (pluripotent stem cells)以及单能干细胞 (unipotent stem cells) ；
以往认为，中枢神经系统的神经元在出生前或出生后不久，就失去再生能力。但近年的一些研究表明，成年哺乳动 物的脑组织仍可不断产生新的神经元，成人脑组织中同样存在NSC,主要是在侧脑室下层(SVZ)和海马齿状回两处。
目前多使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，即诱导NSC的细胞周期不断循环往复，从而阻止其分化过程。永 生化的NSC具有较好的生物学特性，它们能自我复制并在体外大量增殖，在移植人体内后仍具有多向分化潜能，同 时可被转染并稳定地表达外源基因。
25
神经干细胞
根据部位分类神经嵴干细胞(neural crest stemcell，NCSC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。
外周神经干细胞(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞 (pigmented cell)和平滑肌细胞等。NSC一般是指存在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为 神经系统的大部分细胞。
两位科学家山中伸弥和汤姆斯共同获得诺贝尔医学奖
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不能神话也不能妖魔化干细胞
心脑血管疾病、恶性肿瘤、病毒性疾病、遗传病仍是医学领域4大生 命科学难题，目前全球治疗效果有限，干细胞也不例外。
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干细胞是目前人类组织器官功能再生的唯一希望
10
Part 1 干细胞
干 细 胞 （ Stem-cell ） 即 为 起
源细胞，是指尚未发育成熟的细胞， 它具有多分化潜能和自我复制的功能 ，在特定条件下，可以分化成不同的 功能细胞，形成多种组织和器官。
干细胞形态
干细胞分类
✓ 按分化能力可分为全能干细胞 (totipotent stem cells)、多能干细 胞 (pluripotent stem cells)以及单能干细胞 (unipotent stem cells) ；
以往认为，中枢神经系统的神经元在出生前或出生后不久，就失去再生能力。但近年的一些研究表明，成年哺乳动 物的脑组织仍可不断产生新的神经元，成人脑组织中同样存在NSC,主要是在侧脑室下层(SVZ)和海马齿状回两处。
目前多使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，即诱导NSC的细胞周期不断循环往复，从而阻止其分化过程。永 生化的NSC具有较好的生物学特性，它们能自我复制并在体外大量增殖，在移植人体内后仍具有多向分化潜能，同 时可被转染并稳定地表达外源基因。
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神经干细胞
根据部位分类神经嵴干细胞(neural crest stemcell，NCSC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。
外周神经干细胞(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞 (pigmented cell)和平滑肌细胞等。NSC一般是指存在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为 神经系统的大部分细胞。
两位科学家山中伸弥和汤姆斯共同获得诺贝尔医学奖
2
不能神话也不能妖魔化干细胞
心脑血管疾病、恶性肿瘤、病毒性疾病、遗传病仍是医学领域4大生 命科学难题，目前全球治疗效果有限，干细胞也不例外。
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any cell of the extraembryonic membranes (e.g., placenta).
ppt精选版Lawrence M. Hinman
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多潜能（ Pluripotent）干细胞—是具有自我更新 能力和高度增殖以及多向分化潜能，并可以定向 诱导分化为三个胚层中所有种类的去了发育成完整个体的能力，发育潜能 受到一定限制。
• 在体外培养扩增时,经遗传操作、选择和 冻存,均不失其全能性;在不同生长条件 下具有不同的功能状态。
ppt精选版Lawrence M. Hinman
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成体干细胞横向分化的普遍性
n 预测并阐明横向分化机制,就有可能利用 病人自身健康组织的干细胞诱导分化成 病损组织的功能来治疗疾病。
n 这样既可解决免疫排斥问题,又可避免胚 胎细胞来源不足和社会伦理问题。
发育生物学的新领域
第十九章 干细胞
近年来在干细胞理论和技术研究方面取得 了长足的进展。 1999 年12 月,美国《科学》杂志把干细胞生物 学和以干细胞临床应用为内容的干细胞生物 工程评为20 世纪世界科学进展的最重要领域 。 已经成为继人类基因组大规模测序之后最具 活力、最有影响和最有应用前景的生命科学 研究领域之一。
2004-2005 韩国研究者黄禹锡(Hwang Woo-suk)声称利用体细胞核 转移技术培育出几种人类胚胎干细胞系，后来被证实是伪造的
2006 英国科学家用脐带血干细胞分化出第一个人造肝细胞
ppt精选版Lawrence M. Hinman
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干细胞的起源和进展
2007.1 科学家发现在羊水中存在一种新型干细胞，它可以在研究与治疗 中替代胚胎干细胞
2008.3 自体间充质干细胞成功治疗关节变性病
干细胞 PPT课件
1997 白血病起源于造血干细胞的发现证实了肿瘤干细胞的存在
1998 Thomson等建立第一个人胚胎干细胞系 1996 克隆羊Dolly诞生
2000s 很多报道表明成体干细胞具有可塑性 2001 美国Advanced Cell Technology公司的科学家首次采用克隆技
术培育出人类早期胚胎（6个分裂球） 2004-2005 韩国研究者黄禹锡(Hwang Woo-suk)声称利用体细胞核
② 胚胎生殖细胞（Embryonic germ cells，EG）：来自胎 儿性腺的原生殖细胞；
③ 胚胎肿瘤细胞（Embryonic Carcinoma Cells, EC）：来 自畸胎瘤，但为非整倍体细胞。
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胚胎生殖细胞（Embryonic germ cells，EG） 指来自于5-10周龄的胚胎性腺区的早期生殖细胞。
在发育后期，性腺区发育成睾丸或卵巢，原始生殖细 胞（primordial germ cell，PGC）产生精子或卵子。
胚胎肿瘤细胞（Embryonic Carcinoma Cells, EC） 是来源于恶性畸胎瘤的一种多潜能干细胞。畸胎瘤
是由机体内幼稚生殖细胞发生变异而形成的肿瘤。恶 性畸胎瘤内既含有各种各样分化成熟的组织，还含有 一些未分化的、能不断增殖的干细胞，因其形态和发 育潜能都类似胚胎细胞，而且是恶性的，故称其为胚 胎肿瘤细胞。
来自自体的干细胞治疗不会产生免疫反应
肿瘤形成率相对较低
遗传改造较难（由于细胞数量少，而且难于 培养），可采用细胞融合进行基因治疗。 异体移植需考虑配型
已用于临床治疗（如治疗白血病和淋巴瘤）16
根据分化潜能分类
1.全能干细胞（Totipotent stem cell） 2.多潜能干细胞（Pluripotent stem cell） 3.多能干细胞（Multipotent stem cells） 4.单能干细胞（Unipotent stem cell）
1998 Thomson等建立第一个人胚胎干细胞系 1996 克隆羊Dolly诞生
2000s 很多报道表明成体干细胞具有可塑性 2001 美国Advanced Cell Technology公司的科学家首次采用克隆技
术培育出人类早期胚胎（6个分裂球） 2004-2005 韩国研究者黄禹锡(Hwang Woo-suk)声称利用体细胞核
② 胚胎生殖细胞（Embryonic germ cells，EG）：来自胎 儿性腺的原生殖细胞；
③ 胚胎肿瘤细胞（Embryonic Carcinoma Cells, EC）：来 自畸胎瘤，但为非整倍体细胞。
19
胚胎生殖细胞（Embryonic germ cells，EG） 指来自于5-10周龄的胚胎性腺区的早期生殖细胞。
在发育后期，性腺区发育成睾丸或卵巢，原始生殖细 胞（primordial germ cell，PGC）产生精子或卵子。
胚胎肿瘤细胞（Embryonic Carcinoma Cells, EC） 是来源于恶性畸胎瘤的一种多潜能干细胞。畸胎瘤
是由机体内幼稚生殖细胞发生变异而形成的肿瘤。恶 性畸胎瘤内既含有各种各样分化成熟的组织，还含有 一些未分化的、能不断增殖的干细胞，因其形态和发 育潜能都类似胚胎细胞，而且是恶性的，故称其为胚 胎肿瘤细胞。
来自自体的干细胞治疗不会产生免疫反应
肿瘤形成率相对较低
遗传改造较难（由于细胞数量少，而且难于 培养），可采用细胞融合进行基因治疗。 异体移植需考虑配型
已用于临床治疗（如治疗白血病和淋巴瘤）16
根据分化潜能分类
1.全能干细胞（Totipotent stem cell） 2.多潜能干细胞（Pluripotent stem cell） 3.多能干细胞（Multipotent stem cells） 4.单能干细胞（Unipotent stem cell）
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2、成体干细胞
指存在于组织
中的未分化细 胞，该种细胞 能够自我更新 并能够分化形 成组成该类组 织的细胞。
完成组织的修复和再生功能。 成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞 能够产生一系列生长因子或配体，与干细胞相互作用，控制 干细胞的更新和分化。 过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。 最近研究表明，成体干细胞普遍存在。 2000年年初美国研究人员无意中发现在胰腺中存有干细胞； 加拿大研究人员在人、鼠、牛的视网膜中发现了始终处于 “休眠状态的干细胞” 。 成体干细胞可以横向分化 如：骨髓干细胞可发育成肝细胞，脑干细胞可发育成血细胞。 如何寻找和分离各种组织特异性干细胞？
（6）血管内皮前体细胞－内皮干细胞
内皮干细胞的获得:
骨髓
外周血单核细胞
(7)神经干细胞
关于神经干细胞研究起步较晚，由于分离神经干细
胞所需的胎儿脑组织较难取材，加之胚胎细胞研究的 争议尚未平息，神经干细胞的研究仍处于初级阶段。 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。如：给帕金森氏综合症患者
二、干细胞应用的新领域
中晚期恶性实体瘤 心脏病、血管疾病
神经系统损伤
（小细胞肺癌、 乳腺癌、
卵巢癌、睾丸癌、神经母细胞瘤等）
组织器官修复
糖尿病。
（1）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。 造血干细胞移植是根治恶性血液病（白血病、恶性 淋巴瘤、多发性骨髓瘤）、 再生障碍性贫血、某些
的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经干细胞，可治
愈部分患者症状。
三、再生生物学－热门的领域
干细胞生物学ppt课件
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• 2）干细胞增殖的自稳定性 • 自我维持 (self-maintenance)或自稳定性是指干
细胞可以在生物个体生命区间自我更新并维持 其自身数目相对恒定性，这也是干细胞的基本 特征之一。
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• 维持自我稳定性是通过多种形式来实现。 • 首先，当干细胞分裂时，无脊椎动物的干
细胞常以不对称分裂来维持自身数目的恒定。 哺乳动物的干细胞常常以对称分裂和不对称 分列这两种形式进行，但对于群体而言仍然 是不对称分裂。通过这两种分裂方式协调， 保证干细胞数目相对衡定，同时更适应组织 再生的需要。
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祖细胞（Progenitor）或前体细胞 （precursor cells）是某细胞类型的前体细胞/祖 细胞，如神经元前体细胞/祖细胞，神经胶质前 体细胞/祖细胞，淋巴细胞前体细胞/祖细胞….。 淋巴细胞前体细胞/祖细胞只能分化为淋巴细胞 相关的几种类型细胞，如T淋巴细胞；B淋巴细
胞，自然杀伤细胞等。
10
按照生存阶段分类：
胚胎干细胞 • 成体干细胞（adult stem cell ；
somatic stem cells），也称为组织干 细胞（tissue stem cells）。
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• 胚胎干细胞，是存在于早期胚胎 组织中，具有高度增殖能力和多向 分化潜能，能分化为三个胚层所有 细胞类型的原始细胞。
25
(二) 干细胞的生物学特征
• 1．干细胞的自我更新特征 • 干细胞在体内终生都具有自我更新能力，
这与祖细胞（具有优先更新能力）不同。 其自我更新能力是通过不对称分裂 (asymmetry division)和对称分裂(symmetry division)这两种形式实现的。
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• 对称分裂 如果产生的两个子代细胞都是干 细胞或都是分化细胞，称为对称分裂。
• 2）干细胞增殖的自稳定性 • 自我维持 (self-maintenance)或自稳定性是指干
细胞可以在生物个体生命区间自我更新并维持 其自身数目相对恒定性，这也是干细胞的基本 特征之一。
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• 维持自我稳定性是通过多种形式来实现。 • 首先，当干细胞分裂时，无脊椎动物的干
细胞常以不对称分裂来维持自身数目的恒定。 哺乳动物的干细胞常常以对称分裂和不对称 分列这两种形式进行，但对于群体而言仍然 是不对称分裂。通过这两种分裂方式协调， 保证干细胞数目相对衡定，同时更适应组织 再生的需要。
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祖细胞（Progenitor）或前体细胞 （precursor cells）是某细胞类型的前体细胞/祖 细胞，如神经元前体细胞/祖细胞，神经胶质前 体细胞/祖细胞，淋巴细胞前体细胞/祖细胞….。 淋巴细胞前体细胞/祖细胞只能分化为淋巴细胞 相关的几种类型细胞，如T淋巴细胞；B淋巴细
胞，自然杀伤细胞等。
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按照生存阶段分类：
胚胎干细胞 • 成体干细胞（adult stem cell ；
somatic stem cells），也称为组织干 细胞（tissue stem cells）。
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• 胚胎干细胞，是存在于早期胚胎 组织中，具有高度增殖能力和多向 分化潜能，能分化为三个胚层所有 细胞类型的原始细胞。
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(二) 干细胞的生物学特征
• 1．干细胞的自我更新特征 • 干细胞在体内终生都具有自我更新能力，
这与祖细胞（具有优先更新能力）不同。 其自我更新能力是通过不对称分裂 (asymmetry division)和对称分裂(symmetry division)这两种形式实现的。
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• 对称分裂 如果产生的两个子代细胞都是干 细胞或都是分化细胞，称为对称分裂。
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SUCCESS
THANK YOU
2021/3/20
胎盘蕴含丰富干细胞
三、胎盘存储的价值
1、疾病治疗：在神经系统、免疫系统、消化系统、内分泌系统、心血管系 统、呼吸系统、血液系统、肌肉骨骼、组织器官、外伤、癌症等疾病上均 有良好的表现。 2、美容抗衰：在抗衰老、丰胸、外科整形手术等美容领域和亚健康的治疗 和恢复上，也有显著效果。 3、潜在应用价值：胎盘中还有许多细胞的功能有待研究，相信随着研究的 进一步发展，会发现对人类有益之处！
设备 一流：设备全部由欧美引进，美国哈佛博士带领的干细胞科研团队；
自检+复检：样本经干细胞库检验后，再复检，确保每一份标本的合格、有效；
合作联盟：哈医科大学药学院 哈医大附属第四医院 上海同济大学 加拿 大多伦多大学 美国加州大学洛杉分校 加拿大再生医学产业中心 安大 略省干细胞协会建立了长期合作；
脐带血造血干细胞
三、脐带血造血干细胞的应用价值
1、遗传性及先天性疾病：骨髓衰竭、血红蛋白病、重症免疫缺 陷病、代谢性疾病 2、恶性疾病：骨髓增生异常综合症、恶性淋巴瘤、多发性骨髓 瘤、恶性肿瘤、白血病 3、非恶性疾病：重症再生障碍性贫血、重症放射病
自体脐血移植——治疗重症障碍性贫血
刚进入移植舱的浩浩
2.双项套装：脐带保存瓶（含保存液）、脐血采集袋、母血管、脐血管、 采血针、采集信息登记表。
3.胎盘套装：胎盘采集盒、无菌采集袋、生理盐水、母血管、脐血管、采血针、 采集信息登记表。
一、采集前处理 胎儿分娩出后，在距胎儿脐根部5-8cm左右两把止血钳夹闭后从
中间剪断脐带，抱走胎儿处理。
用纱布擦拭脐带，清楚胎粪等污物，用碘伏和酒精棉球消毒脐带 断端上方4～5 cm的脐带静脉充盈处，作为穿刺区域，消毒两遍。
第十章干细胞ppt课件
获得发育良好的胚胎
体外培养
在饲养层上培养
获得ES克隆挑出后继续培养
保持未分化状态
B. 免疫手术法
免疫手术法在分离内细胞团过程中较为通用，
而且易于获得较纯净的胚胎干细胞，但要掌握 好处理的程度，以免伤及内细胞团细胞。 过程：胚胎在含有兔抗鼠血清的DMEM培养液 中培养15－25分钟，再在含有豚鼠抗兔血清 的DMEM培养液中培养10－20分钟，这样滋 养层细胞即被破坏，去除已溶解的滋养层细胞， 得到胚胎的内细胞团。
第十章干细胞
•干细胞的基本概念 •胚胎干细胞系的建立 •鉴定 •定向诱导分化 •胚胎干细胞的应用 •最新进展和存在的问题
一、干细胞（stem cell）的基本概念
1Hale Waihona Puke 定义：具有自我复制的能力，在一定条件下能够分化成各种功能细胞。
2、分类：
（1）全能干细胞，包括：胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细 胞），生殖干细胞（embryonic germ cells, EG细胞） 具有全能性，能够分化成全身200多种细胞类型，进一步形成机体的任何 组织和器官。 （2）多能干细胞：具有分化成多种细胞和组织的潜能，但却失去了发育 成完整个体的能力。 （3）专能干细胞：只能向一种或密切相关的两种类型的细胞分化。
胚胎干细胞的性质
1.
衍生自囊胚的内细胞团或原始外胚层的细胞；
2.
3.
永生化(immortal)；
能维持稳定的正常的二倍体染色体结构；
4.
5.
有稳定的发育潜能，能被诱导增殖或分化；
能参与胎儿所有组织的发育过程。
二、胚胎干细胞系的建立
1981年，Evans和Martin 分别成功的分离和体外培养了 小鼠的胚胎干细胞
六动物干细胞PPT课件
特点
胚胎干细胞具有无限增殖的能力， 可以用于再生医学的研究和治疗。
应用
胚胎干细胞在研究发育生物学、药 物筛选、基因治疗等方面有广泛应 用。
成体干细胞
01
02
03
定义
成体干细胞是存在于成年 动物组织中的一类细胞， 具有自我更新和多向分化 的能力。
特点
成体干细胞通常存在于各 种组织中，如骨髓、脂肪、 皮肤等，可以用于修复和 再生受损组织。
特点
造血干细胞可以通过移植治疗血液系统疾病，如白血病、淋巴瘤等。
应用
造血干细胞的移植已经成为治疗血液系统疾病的重要手段之一，同 时也可以用于研究血液系统的发育和疾病机制。
03
六种动物干细胞的应用
胚胎干细胞的应用
胚胎干细胞是早期胚胎中的未分化细胞，具有发育的全能性，可以分化成任何类型 的细胞。
胚胎干细胞在医学研究中具有巨大的潜力，可以用于治疗各种疾病，如帕金森病、 糖尿病和烧伤等。
THANKS
感谢观看
分化的能力。
神经干细胞可以用于治疗神经系 统疾病，如帕金森病、阿尔茨海
默病和脑损伤等。
神经干细胞还可以用于研究神经 系统的发育和功能，为神经科学
提供新的研究工具。
造血干细胞的应用
造血干细胞是存在于骨髓中的未分化细胞，具有自我更新和分化的能力， 可以产生各种血细胞。
造血干细胞可以用于治疗各种血液系统疾病，如白血病、淋巴瘤和贫血 等。
1
神经干细胞是存在于神经系统中的一种多潜能细 胞，能够分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶 质细胞等。
2
神经干细胞在神经系统发育和损伤修复中发挥重 要作用。
3
近年来，科研人员通过调控神经干细胞的增殖和 分化，为神经系统疾病的再生医学治疗提供了新 的思路和方法。
干细胞优秀课件
一.分泌因子
分泌因子是由细胞自分泌或旁分泌旳生长因子，有旳分泌因子对 维持干细胞旳增殖，分化和存活具有调整作用。 如转化生长因子-β和Wnt家族旳组员，在不同组织甚至不同种属 中都发挥主要作用。
（二）受体介导旳细胞间相互作用
果蝇旳Notch基因产物Notch受体旳配体为Delta基因产物，两 者均为细胞表面跨膜蛋白，介导旳细胞黏附与numb蛋白协同作用 调控着果蝇感受器官干细胞正确分化。
根据发生学起源分类可分为胚胎性干细胞和成体干细胞。 根据分化潜能分类可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞
一、干细胞旳形态和生化特征
1.干细胞旳形态特征
①干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆形，体积小，核质比 大，增殖力强。
②干细胞旳固定组织位置：有旳干细胞有固定存在部位与方 式。如表皮干细胞与其周围旳子细胞形成增殖构造单元。但许多组 织旳干细胞没有这种分布特点
神经干细胞体现巢素蛋白，全部旳神经干细胞都呈巢素蛋白 阳性。
巢素蛋白旳体现始于神经胚形成期，当神经细胞迁移基本完 毕后，合成开始下降，神经细胞完毕份化，巢素蛋白体现停止。
四.表皮干细胞
➢ 表皮干细胞位于表皮基底层。 ➢ 表皮干细胞是具有自我更新能力、能产生至少一种以上高度 分化子代细胞潜能旳未成熟细胞。表皮干细胞——过渡放大细 胞——有丝分裂后细胞及终末分化细胞。 ➢ 角蛋白是表皮细胞旳构造蛋白，构成直径为10μm旳微丝，在 细胞内形成广泛旳网状构造。 ➢角蛋白可鉴别干细胞、定向祖细胞、终末分化细胞。 ➢ 表皮干细胞特征： 1.慢周期性：在体内体现为标识滞留细胞。 2.自我更新能力：离体培养时细胞成克隆性生长 3.对基底膜旳黏附性
五.肠干细胞
肠表面由被肠腺围绕并根植于肠壁旳绒毛构成，每一肠腺大 约有250个细胞，其中有肠干细胞，位于肠腺旳基部或近基部。 为保持肠腺旳自体稳定性，这些增殖缓慢旳肠干细胞能够不久 转变为过渡放大细胞，移向肠腺中部并分化为肠上皮吸收细胞， 杯细胞和肠内分泌细胞；肠干细胞还能够向肠腺基部分化成潘 氏细胞。
分泌因子是由细胞自分泌或旁分泌旳生长因子，有旳分泌因子对 维持干细胞旳增殖，分化和存活具有调整作用。 如转化生长因子-β和Wnt家族旳组员，在不同组织甚至不同种属 中都发挥主要作用。
（二）受体介导旳细胞间相互作用
果蝇旳Notch基因产物Notch受体旳配体为Delta基因产物，两 者均为细胞表面跨膜蛋白，介导旳细胞黏附与numb蛋白协同作用 调控着果蝇感受器官干细胞正确分化。
根据发生学起源分类可分为胚胎性干细胞和成体干细胞。 根据分化潜能分类可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞
一、干细胞旳形态和生化特征
1.干细胞旳形态特征
①干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆形，体积小，核质比 大，增殖力强。
②干细胞旳固定组织位置：有旳干细胞有固定存在部位与方 式。如表皮干细胞与其周围旳子细胞形成增殖构造单元。但许多组 织旳干细胞没有这种分布特点
神经干细胞体现巢素蛋白，全部旳神经干细胞都呈巢素蛋白 阳性。
巢素蛋白旳体现始于神经胚形成期，当神经细胞迁移基本完 毕后，合成开始下降，神经细胞完毕份化，巢素蛋白体现停止。
四.表皮干细胞
➢ 表皮干细胞位于表皮基底层。 ➢ 表皮干细胞是具有自我更新能力、能产生至少一种以上高度 分化子代细胞潜能旳未成熟细胞。表皮干细胞——过渡放大细 胞——有丝分裂后细胞及终末分化细胞。 ➢ 角蛋白是表皮细胞旳构造蛋白，构成直径为10μm旳微丝，在 细胞内形成广泛旳网状构造。 ➢角蛋白可鉴别干细胞、定向祖细胞、终末分化细胞。 ➢ 表皮干细胞特征： 1.慢周期性：在体内体现为标识滞留细胞。 2.自我更新能力：离体培养时细胞成克隆性生长 3.对基底膜旳黏附性
五.肠干细胞
肠表面由被肠腺围绕并根植于肠壁旳绒毛构成，每一肠腺大 约有250个细胞，其中有肠干细胞，位于肠腺旳基部或近基部。 为保持肠腺旳自体稳定性，这些增殖缓慢旳肠干细胞能够不久 转变为过渡放大细胞，移向肠腺中部并分化为肠上皮吸收细胞， 杯细胞和肠内分泌细胞；肠干细胞还能够向肠腺基部分化成潘 氏细胞。
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胚胎干细胞系的建立过程
分离囊胚的内细胞群 与成纤维细胞共培养，ES细胞非分化增殖
分离胚胎生殖腺脊细胞
------胚胎干细胞的鉴定------定向诱导分化-------成体干细胞-----功 能细胞
胚胎干细胞的研究进展
• 1981年，人类首次成功地分离得到小鼠ES细胞。 • Martin等（1981），Roberston等（1987）先后建立了小 鼠ES细胞系。 • Iannaccone等（1994）建立了大鼠的类ES细胞系。 • 近年来，研究人员相继对猪、牛、绵羊、山羊、水貂、兔等哺 乳动物ES细胞进行了深入研究。 • Prea等（1989）尝试性地从人畸胎瘤组织中分离ES细胞，最 终建立了能分化成所有三个胚层组织的细胞系。 • 1998年，美国威斯康星大学Thomson等率先成功分离、克隆 了人胚胎干细胞，并建立了细胞系，这一研究成果立刻在国际 上引起轰动，成为世界关注的焦点。
干细胞 （stem cell）
是一类具有自我复制能力的多潜能细 胞，在一定条件下可以分化成多种功能细
胞。
高度的增殖潜能（自我更新能力或自我维持能力） 高度的分化潜能（可分化为多种组织）
Stem cell and cloning
根据个体发育过程中出现的先后次序不同，分为
• 胚胎干细胞: 是一种高度未分化细胞，具有发 育的全能性
人干细胞培养过程
胚胎干细胞的优点 —— 全能性
• 内细胞群的细胞可以发育成除了胎盘 以外的完整个体，因而这些细胞被认 为具有全能性。
Human blastocyst before and during hatching Oct4 gene expression in epibla不相同，但分化机制相似：调控基 因指导特异性基因的转录及特定蛋白质的合成，从而 细胞逐步发展为具有专门功能的特定细胞类型。
同样，干细胞也对邻近细胞的生长信号发生反应， 导致特定基因活化及相应蛋白质合成，参与细胞分化， 运动，或与其它细胞作用以形成组织。
胚胎干细胞
（Embryonic stem cell，ESC）
1. 体外研究人胚胎的发生发育 2. 非正常发育（通过改变细胞系的靶基因） 3. 新人类基因的发现 4. 药物筛选和致畸实验 5. 作为组织移植、细胞治疗和基因治疗的细胞源
利用胚胎干细胞进行克隆性治疗 在目前尚受到多方面的限制
• 胚胎干细胞的来源以及由此带来的伦理道德问题 • 异体细胞移植而带来的免疫排斥问题 • 胚胎干细胞诱导分化的条件及分化成熟的鉴定标准尚
不成熟，人们对如何避免分化不完全的胚胎干细胞在 体内导致畸胎瘤的危险性仍不清楚
人ESC用于临床的疾病治疗短期内将难以实现
胚胎干细胞研究面临的问题及解决办法
用于干细胞研究的胚胎来源困难 如何保持胚胎干细胞的全能性，并控制向特别类型
细胞转化？ 如何分离、纯化干细胞？ 分化后的细胞是否有致瘤性？ 干细胞在体外发育成完整的器官尚难以做到。 分化细胞移植仍有可能发生免疫排斥 伦理问题
自体组织移植
器官移植 异体组织移植
人工代用品
免疫排斥反应 供体数量不足 道德伦理制约
组织工程
干细胞
受精卵发育按严格的模式和时间次序发展， 发育初级的细胞并非包含成形的形体，而是具 备发育为完整个体的潜力。
这种潜力，来自一组称为干细胞的分化能 力。在个体发育整个过程中，由于干细胞的存 在使细胞分化不断进行。
2002年3月，美国麻省理工学院的科学家宣布，他 们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管，证明了胚 胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。
目前已有报导ES细胞能在适当条件下分化为心肌细 胞，胰岛细胞，血管内皮细胞，肝细胞等。
胚胎干细胞研究的意义
• 人胚胎干细胞的分离及体外培养的成功，将给人 类带来医学革命。
从早期胚胎的内细胞群（Inner cell mass，ICM）或原 始生殖细胞（primordial germ cells PGCs）分离出来的多 潜能细胞系。
它具有与早期囊胚ICM或PGCS相似的生物学特性，在体 外能够保持正常二倍体核型和未分化状态，并且有多方向分 化潜能，在适当条件下，ES细胞可被诱导分化为多种细胞、 组织，也可以与受体胚胎嵌合，形成嵌合体。
解决胚胎来源有限的途径： 未成熟卵的体外成熟
避免免疫排斥的方法
（1）Knock-out 胚胎干细胞的组织相容性抗原 （2）Knock-in 受者的组织相容性抗原 （3）与同一来源的造血干细胞一同移植 （4）受者的体细胞核移植
ES细胞研究的趋势
• 改善ES细胞的体外培养条件，建立更有效更简便的 获得ES细胞的方法。
• 定向诱导分化成特定类型细胞，用于临床疾病的治 疗，并解决免疫排斥和潜在的致肿瘤的问题。
• 成体干细胞的横向分化的能力以及与胚胎干细胞的 比较，成体干细胞能否替代胚胎干细胞？
成体干细胞
（adult stem cell，ASC）
• 成体干细胞是存在于成体动物的许多组织和器官， 具有修复和再生的能力的细胞。
Holding pipet Injection pipet
Mouse embryonic stem cells (ES cells) from the inner cell mass, growing in a culture dish
Injection of ES cells into the blastocyst cavity
• 成体干细胞大多数时候处于静息状态。 • 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: 普遍存在于机体的大多数组织器 官中
• 胚胎干细胞，又称全能干细胞，存在于 未发育成熟的胚胎，高水平表达端粒酶， 可分化为除构成脐胎盘，脐带等之外的 任何一种特定类型细胞。即能长成动物 的任何组织和器官。
• 成体干细胞：特定组织中的非特异性细 胞，能无限制地分裂和自我更新。所产 生的子细胞有两种结果，一是保持亲代 特性，仍作为干细胞；二是不可逆地向 终末方向发展，成为一至几种类型的特 定细胞。