【细胞培养】干细胞培养-拷贝
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• 1989年，Pera 等分离了一个人EC细胞系，此细胞系能产 生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的（比正常 细胞染色体多或少），他们在体外的分化潜能是有限的。
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• 1998年美国有两个小组分别培养出了人的多能干细胞： James A. Thomson在 Wisconsin大学领导的研究小组的方法是：人卵体 外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取 inner cell mass细胞， 建立细胞株。
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• 1981年，从小鼠胚泡内细胞团分离出小鼠ES细胞，并建 立了小鼠ES细胞体外培养条件。将ES细胞注入小鼠，能 诱导形成畸胎瘤。
• 1984-1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系 Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞， 称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细 胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经 元样细胞和其他类型的细胞。
4
干细胞的自我更新与分化需要特定的微环境，也就是说 干细胞往哪一种方向分化，必须在该细胞生存的特定微环 境前提下进行分化。已有诸多的实验表明，如将ES细胞种 植入小鼠大脑内，这些干细胞将向神经系统分化。
在不同生长因子刺 激下干细胞可表现
出不பைடு நூலகம்分化潜能
5
干细胞分裂产生的子细胞只能有两种命运——保持 为干细胞或分化为特定细胞。
➢它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，进 一步形成机体的所有组织、器官。为全能干细胞。
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胚胎干 细胞具 有发育 成所有 细胞、 组织和 器官的 能力。
成体干细胞
➢是成体组织内具有自我更新及分化一种或一种 以上子细胞的未成熟细胞。 ➢来源于成体组织或器官，一般具有组织特异性， 只能分化成特定的细胞或组织。为多能干细胞 或单能干细胞，如造血干细胞和上皮干细胞等。
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2、根据来源来分: 来源于胚胎--- 胚胎干细胞 ESC （Embryonic Stem Cell ） 胚胎性生殖细胞 EGC （Embryonic Germ Cell ） 来源于成体组织--- 成体干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ）
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胚胎干细胞
➢指从着床前的胚胎内细胞团（桑椹胚）或原始 生殖细胞获得的一种具有多潜能性、可发育成 为各种细胞、同时可保持不分化状态而持续生 长的细胞。
干细胞的培养
一、干细胞的概念
• 干细胞(stem cells, SC)是一类具有无限或长期自我维持和自我更新 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。
• 干细胞是一种未充分分化，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，医学界称之为“万用细胞”。
干细胞的分化是不对称 的分离，当一个变两个 的时候，其中一个能基 本保留母体的个性，需 要的时候，就可以随时 拿来提供源泉。
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二、干细胞的分类
1、按分化潜能大小来分类:
➢全能干细胞（ Totipotent stem cell ）：能分化成所有
组织和器官的干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。如 受精卵，胚胎干细胞。
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3、根据干细胞组织发生的名称进行分类:
➢胚胎干细胞 ➢造血干细胞 ➢骨髓间质干细胞 ➢肌肉干细胞 ➢成骨干细胞 ➢内胚层干细胞 ➢视网膜干细胞 ➢胰腺干细胞
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三、干细胞研究的历史情况
• 1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。 • 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来
源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作 确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是 一种干细胞。 • 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。 • 70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的EC细 胞作为胚胎发育的模型，虽然其染色体的数目属于异常。 • 1978年，第一个试管婴儿在英国诞生。
➢多能干细胞（ pluripotent stem cell ），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。如 骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种 血细胞。
➢专能干细胞（ unipotent stem cell ），这类干细胞只能
向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织 基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。
• 1999年12月，干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世 界十大科学进展之首。
• 2007年日本的Yamanaka研究小组和美国的James Thomson 研究 小组分别获得诱导多能性干细胞 （induced pluripotent stem cell， iPS细胞）。
• 2013年，加州大学旧金山分校的丁盛团队发现了化学诱导多能 干细胞（CiPSCs） 。
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诱导多能性干细胞
➢2006年，日本京都大学山中伸弥（Shinya Yamanaka) 发现将四个基因送入已分化完全的小鼠纤维母细胞， 即可以把纤维母细胞重新设定变回具全能性的类胚 胎干细胞。
• John D. Gearhart在 Johns Hopkins大学领导的另一个研究小组的 方法是：从受精后5～9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞 ( primordial germ cell )，建立细胞株。
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• 1999年12月，美国科学家在《美国科学院院刊》报告说，小鼠 肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后， 世界各国的科学家相继证实，成体干细胞，包括人类的成体干 细胞具有可塑性。
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干细胞几个主要特征
具有自我更新能力与自我维持能力，可以无限增 殖分裂。干细胞一旦形成，在机体内终生都具有 自我更新能力，以维持自身数目的恒定。 既具有生理性的更新能力，也具有对损伤或疾病 导致的反应有修复能力，如骨髓间充质干细胞等。
干细胞维持自稳性的机制：对称分裂和不对称分裂
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干细胞本身不是终末分化细胞；具有多向分化的能力 （多能性或全能性），即可以分化发育成各种胚层组 织的细胞（ES细胞），或可以分化成为本系统各谱系的 细胞（特定组织干细胞，如造血干细胞）。
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• 1998年美国有两个小组分别培养出了人的多能干细胞： James A. Thomson在 Wisconsin大学领导的研究小组的方法是：人卵体 外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取 inner cell mass细胞， 建立细胞株。
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• 1981年，从小鼠胚泡内细胞团分离出小鼠ES细胞，并建 立了小鼠ES细胞体外培养条件。将ES细胞注入小鼠，能 诱导形成畸胎瘤。
• 1984-1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系 Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞， 称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细 胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经 元样细胞和其他类型的细胞。
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干细胞的自我更新与分化需要特定的微环境，也就是说 干细胞往哪一种方向分化，必须在该细胞生存的特定微环 境前提下进行分化。已有诸多的实验表明，如将ES细胞种 植入小鼠大脑内，这些干细胞将向神经系统分化。
在不同生长因子刺 激下干细胞可表现
出不பைடு நூலகம்分化潜能
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干细胞分裂产生的子细胞只能有两种命运——保持 为干细胞或分化为特定细胞。
➢它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，进 一步形成机体的所有组织、器官。为全能干细胞。
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胚胎干 细胞具 有发育 成所有 细胞、 组织和 器官的 能力。
成体干细胞
➢是成体组织内具有自我更新及分化一种或一种 以上子细胞的未成熟细胞。 ➢来源于成体组织或器官，一般具有组织特异性， 只能分化成特定的细胞或组织。为多能干细胞 或单能干细胞，如造血干细胞和上皮干细胞等。
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2、根据来源来分: 来源于胚胎--- 胚胎干细胞 ESC （Embryonic Stem Cell ） 胚胎性生殖细胞 EGC （Embryonic Germ Cell ） 来源于成体组织--- 成体干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ）
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胚胎干细胞
➢指从着床前的胚胎内细胞团（桑椹胚）或原始 生殖细胞获得的一种具有多潜能性、可发育成 为各种细胞、同时可保持不分化状态而持续生 长的细胞。
干细胞的培养
一、干细胞的概念
• 干细胞(stem cells, SC)是一类具有无限或长期自我维持和自我更新 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。
• 干细胞是一种未充分分化，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，医学界称之为“万用细胞”。
干细胞的分化是不对称 的分离，当一个变两个 的时候，其中一个能基 本保留母体的个性，需 要的时候，就可以随时 拿来提供源泉。
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二、干细胞的分类
1、按分化潜能大小来分类:
➢全能干细胞（ Totipotent stem cell ）：能分化成所有
组织和器官的干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。如 受精卵，胚胎干细胞。
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3、根据干细胞组织发生的名称进行分类:
➢胚胎干细胞 ➢造血干细胞 ➢骨髓间质干细胞 ➢肌肉干细胞 ➢成骨干细胞 ➢内胚层干细胞 ➢视网膜干细胞 ➢胰腺干细胞
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三、干细胞研究的历史情况
• 1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。 • 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来
源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作 确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是 一种干细胞。 • 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。 • 70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的EC细 胞作为胚胎发育的模型，虽然其染色体的数目属于异常。 • 1978年，第一个试管婴儿在英国诞生。
➢多能干细胞（ pluripotent stem cell ），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。如 骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种 血细胞。
➢专能干细胞（ unipotent stem cell ），这类干细胞只能
向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织 基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。
• 1999年12月，干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世 界十大科学进展之首。
• 2007年日本的Yamanaka研究小组和美国的James Thomson 研究 小组分别获得诱导多能性干细胞 （induced pluripotent stem cell， iPS细胞）。
• 2013年，加州大学旧金山分校的丁盛团队发现了化学诱导多能 干细胞（CiPSCs） 。
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诱导多能性干细胞
➢2006年，日本京都大学山中伸弥（Shinya Yamanaka) 发现将四个基因送入已分化完全的小鼠纤维母细胞， 即可以把纤维母细胞重新设定变回具全能性的类胚 胎干细胞。
• John D. Gearhart在 Johns Hopkins大学领导的另一个研究小组的 方法是：从受精后5～9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞 ( primordial germ cell )，建立细胞株。
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• 1999年12月，美国科学家在《美国科学院院刊》报告说，小鼠 肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后， 世界各国的科学家相继证实，成体干细胞，包括人类的成体干 细胞具有可塑性。
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干细胞几个主要特征
具有自我更新能力与自我维持能力，可以无限增 殖分裂。干细胞一旦形成，在机体内终生都具有 自我更新能力，以维持自身数目的恒定。 既具有生理性的更新能力，也具有对损伤或疾病 导致的反应有修复能力，如骨髓间充质干细胞等。
干细胞维持自稳性的机制：对称分裂和不对称分裂
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干细胞本身不是终末分化细胞；具有多向分化的能力 （多能性或全能性），即可以分化发育成各种胚层组 织的细胞（ES细胞），或可以分化成为本系统各谱系的 细胞（特定组织干细胞，如造血干细胞）。