2013-2014干细胞的免疫原性研究进展

依功能分类：
3.多能干细胞(Multipotent)，只能分 化成特定组织或器官等特定族群的细胞 （例如血细胞，包括红血细胞、白血细 胞和血小板）。
间充质干细胞的多能性
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依功能分类：
4.专一性干细胞（Unipotent），只能 产生一种（少数情况下两种）细胞类型； 只能向一种或两种密切相关的细胞类型 分化，如上皮组织基底层的干细胞，肌 肉中的成肌细胞。但是，其具有自更新 属性，将其与非干细胞区分开。
August 2006 – Mouse Induced pluripotent stem cells: the journal Cell publishes Takahashi and Yamanaka’s work.
讲座提纲
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生物分子的免疫原性
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• 抗原的免疫原性，首先决定于其自身的化 学特性。但同一种抗原，对不同种动物或 同种动物不同个体间其免疫原性强弱，可 表现很大差异。因此一种抗原的免疫原性 是由其化学性质和宿主因素决定的。具有 免疫原性的物质称为免疫原（immunogen）。
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免疫原性的概念
• 免疫原性（immunogenicity），是指能够 刺激机体形成特异抗体或致敏淋巴细胞的 能力。即指抗原能刺激特定的免疫细胞， 使免疫细胞活化、增殖、分化，最终产生 免疫效应物质抗体和致敏淋巴细胞的特性。 也指抗原刺激机体后，机体免疫系统能形 成抗体或致敏T淋巴细胞的特异性免疫反应。
成体干细胞的一些来源
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Induced pluripotent stem (iPS) cells 诱导性多能干细胞
• 最初是日本人山中伸弥（Shinya Yamanaka） 于2006年利用病毒载体将四个转录因子 （Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转 入分化的体细胞中，使其重编程而得到的 类似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世 界各地不同科学家陆续发现其它方法同样 也可以制造这种细胞。去年山中因此获得 了诺贝尔奖。
• （一）化学组成 • 大分子蛋白质，分子量大于10000者，可含 有大量不同的抗原决定簇，是最强的免疫 原。如异种血清蛋白、酶蛋白及细菌毒等， 是强免疫原蛋白质的例子。 • 多糖是重要的天然抗原，纯化多糖或糖蛋 白、脂蛋白以及糖脂蛋白等复合物中的糖 分子部分都具有免疫原性。在自然界，许 多微生物有富含多糖的荚膜或胞壁，细菌 内毒素是脂多糖，以及一些血型抗原（A、 B、C、H）也是多糖。
治疗帕金森症
• 帕金森症是一种中枢神经系统退行性 疾病。 • 患者缺乏一种名为多巴胺的脑部化合 物。 • 干细胞可以诱导分化成产生多巴胺的 细胞并进行移植。
治疗1型糖尿病
• 1 型糖尿病，原名胰岛素依赖型糖尿病，多发生在儿 童和青少年，也可发生于各种年龄。起病比较急剧， 体内胰岛素绝对不足，容易发生酮症酸中毒，必须用 胰岛素治疗。 • 它与 2 型糖尿病的发病机理完全不同，属于自体免疫 性疾病，可能是由于自体免疫系统破坏产生胰岛素的 胰腺胰岛β细胞引起的。目前没有治愈方法。 • 新的研究发现在不注射胰岛素的情况下，利用成体干 细胞注射治疗可以维持病人正常情况长达4年。
• 干细胞在一定情况下会进行分裂增殖。但近期 发现，不管进行了多少次的分裂，对生命时段 的某个区间而言，具有原干细胞性质的细胞数 量并没有什么改变。这是因为，干细胞分裂后 的两个子代细胞，可能都还是干细胞，也可能 都不是原干细胞而是分化细胞。 • 从总体概率上讲，干细胞的数量不变。这种分 裂方式称为对称分裂(symmetry division)。 还有一种情况是干细胞分裂以后一个细胞是干 细胞，另一个则为分化细胞，即所谓的不对称 分裂(asymmetry division)。
Takahashi and Yamanaka, 2006
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干细胞与疾病治疗
• 近年来关于利用干细胞进行各种类型的疾 病治疗受到了前所未有的关注。 • 由于干细胞治疗热的出现，直接催生了再 生医学这个概念。
干细胞的自我更新与分化示意图
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干细胞的不对称分裂示意图
Timeline of Stem Cell Research
1960s - Joseph Altman and Gopal Das present scientific evidence of adult neurogenesis, ongoing stem cell activity in the brain; their reports are largely ignored. 1978 - Haematopoietic stem cells in human cord blood. 1981 - Mouse embryonic stem cells are derived from the inner cell mass by scientists Martin Evans, Matthew Kaufman, and Gail R. Martin. Gail Martin is attributed for coining the term "Embryonic Stem Cell". 1996 - Cloning of Dolly the sheep by somatic cell nuclear transfer 1997 - Leukemia is shown to originate from a haematopoietic stem cell, the first direct evidence for cancer stem cells. 1998 - James Thomson and coworkers derive the first human embryonic stem cell line
免疫学前沿课程
干细胞的免疫原性研究进展
免疫生物学系 暨南大学生科院
讲座提纲
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成体干细胞治疗的优点
• 易于获取； • 理论上可以无限获得； • 病人可以用自己的成体干细胞来治疗自身 疾病，避免免疫排斥反应； • 免疫原性相对较低且具备免疫调节作用； • 没有胚胎干细胞的道德或宗教问题。
成体干细胞治疗的缺点
• 某些类型的成体干细胞难以分离，如从病 人的脑部分离神经干细胞； • 当病人罹患遗传性疾病的时候，从其身体 分离的干细胞在基因上是缺陷的，只能考虑 异体移植； • 鉴定手段尚未十分完备； • 体外长期培养比较困难，不能避免成瘤性 的产生。
• 地中海贫血又称海洋性贫血，是一组遗传性疾病。其 发病机制是合成血红蛋白的珠蛋白链减少或缺失导致 血红蛋白结构异常，这种含有异常血红蛋白的红细胞 变形性降低，寿命缩短，可以提前被人体的肝脾等破 坏，导致贫血甚至发育等异常。
• 造血干细胞移植是现阶段唯一可以治愈该疾病Fra Baidu bibliotek方法。
治疗癌症
• 现在有非常多利用干细胞治 疗癌症的临床试验和范例。 • Lisa Ray利用干细胞疗法治 疗血癌。 • 成功的例子不少，但是面临 的问题更多，如成瘤性等等
依功能分类：
1. 全能干细胞（Totipotent），由卵 子和精子的融合产生受精卵后，受精卵 分裂，而受精卵在形成胚胎过程中八细 胞期之前任一细胞皆是全能干细胞。具 有发展成独立个体的能力。也就是说能 发展成一个个体的细胞就称为全能干细 胞。
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2000s - Several reports of adult stem cell plasticity 2004-2005 - Korean researcher Hwang Woo-Suk human embryonic stem cell line from unfertilised human oocytes by SCNT. The lines were later shown to be fabricated.
transplantation differentiated donor cells iPS cells
blastocyst
Oct4 Klf4 Sox2 c-Myc
enucleated oocyte
?
nucleus
adult cells
24 candidate genes for pluripotency factors: Ecat1, Dpp5(Esg1), Fbx015, Nanog, ERas, Dnmt3l, Ecat8, Gdf3, Sox15, Dppa4, Dppa2, Fthl17, Sall4, Oct4, Sox2, Rex1, Utf1, Tcl1, Dppa3, Klf4, b-cat, cMyc, Stat3, Grb2
单一性干细胞的分化示意图
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依发育过程出现先后和分布分类：
1.胚胎干细胞（embryonic stem cell， ESC）：在胚胎发育早期的囊胚中，可 发育为不同的细胞，是所有细胞最初期 的形态。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；
治疗心脏疾病
• 全世界的心外科专家现在 都在应用VesCell™ 成体 干细胞技术来治疗 罹患 冠心病（coronary artery disease）, 心肌 病（cardiomyopathy）, 和 充血性心力衰竭 （congestive heart failure）的病患。
治疗地中海贫血症
干细胞是什么？
• 干细胞(stem cell)是具有自我更新并可分 化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞。 • 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。
骨髓间充质干细胞的一些形态
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依功能分类：
2.万能干细胞（Pluripotent），是全 能干细胞的后裔，无法发育成一个个体， 但具有可以发育成多种组织的能力的细 胞的潜能。如造血干细胞、神经细胞。 一种或多种组织的起源细胞，它能分化 出多种类型细胞，但不可能分化出足以 构成完整个体的所有细胞。
囊胚中胚胎干细胞的万能性
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• 同时在世界各地出现了一大批主打干细胞 治疗的公司。
• 再生医学是指利用生物学及工程学的理 论方法创造丢失或功能损害的组织和器 官，使其具备正常组织和器官的机构和 功能。
治疗白血病
• 白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。克隆性白 血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制 在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并浸润其他 组织和器官，同时正常造血受抑制。 • 化疗和骨髓移植是常见的治疗白血病的临床方法。
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依发育过程出现先后和分布分类：
2.成体干细胞（adult stem cell， ASC）：亦称成人干细胞，现时医学上 常用的大致包括骨髓干细胞，脐带血干 细胞及周边血干细胞。它们存在成体特 定的组织中，具有由干原细胞形成先驱 细胞，分化成具特定功能细胞的能力。 例如：骨髓干细胞、造血干细胞、神经 干细胞。