干细胞和动物克隆

细胞因子诱导法


ES细胞在培养过程中对许多细胞因子具有很强的依赖性。 增加或减少一种或几种细胞因子可影响ES细胞的增殖或 分化。 目前研究最深入的细胞因子主要有骨形成蛋白(BMPs)和 成纤维细胞生长因子(FGF)等。
转基因诱导法

其原理是使某个促分化基因在ES细胞中过度表达，从而 调控ES细胞的分化。应用此方法之前，首先要确定决定 该细胞向不同方向分化的关键基因，其次还要确保在适宜 的时间将此基因正确插入到ES细胞基因组序列上。
胚胎干细胞
胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细 胞，可用于研究哺乳动物个体发生和发育的规律，也是在 体外条件下研究细胞分化的理想材料。 胚胎干细胞通过诱导分化可产生 新的组织细胞，用于治疗人类的 组织损伤和某些顽症。还可通过 胚胎干细胞的体外诱导分化，定 向培育出人造组织器官，用于器 官移植，解决供体器官不足和器 官移植后免疫排斥的问题。
干细胞和动物克隆
干细胞和克隆技术的应用及前景
缘 2014.5.7
干细胞的分类和特征


干细胞（stem cells，SC）是一类具有自我复制能力 （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。根据干细胞 所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。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）。按照其来源又可分为：胚胎干细 胞，造血干细胞,表皮干细胞和神经干细胞等。 干细胞（Stem Cell）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 界称为“万用细胞” 。具有自我更新，高度增值和多向 分化的潜能
克隆

克隆是英文"clone"或"cloning"的音译，而英文"clone"则 起源于希腊文"Klone"，原意是指以幼苗或嫩枝插条，以 无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如扦插和嫁接。在 大陆译为“无性繁殖”，在台湾与港澳一般意译为复制或 转殖或群殖。 中文也有更加确切的词表达克隆，“无性 繁殖”、“无性系化”以及“纯系化”。克隆是指生物体 通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因 型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术 由无性生殖产生与原个体有完全相同基因。
先关问题

ES细胞定向分化的条件和机制还没有完全弄清楚。人ES 细胞进行移植治疗前应避免其在体内形成畸胎瘤。ES细 胞能定向诱导为特定细胞甚至简单的组织，但是要使其发 育为像心脏、肾脏这样复杂的器官，以及最后移植到人体 内还存在许多技术上的困难。由ES 细胞分化而来的外来 器官移植到病人体内后，也会存在不同程度的排斥反应。 如何抑制排斥反应是目前的一大难题。

神经干细胞
神经干细胞(neuralstemcell，NSCs)具有分化为神经神经 元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新， 并足以提供大量脑组织细胞的细胞群。 是一类具有分裂潜能和自 更新能力的母细胞，它可以 通过不对等的分裂方式产生 神经组织的各类细胞。

神经干细胞的特点



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胚胎干细胞的最新进展

人胚胎干细胞（简称hESC）在科学家的不断尝试下，人 胚胎干细胞可以分化成多种细胞，比如神经元、心肌细胞、 胰岛细胞等。 人类干细胞可以成功地植入自己的大脑，治疗神经功能缺 损。 利用人胚胎干细胞高效制造抗癌症的治疗性疫苗


造血干细胞


造血干细胞是指尚未发育成熟的细胞，是所有造血细胞和 免疫细胞的起源。因此是多功能干细胞，医学上称其为 “万用细胞”，也是人体的始祖细胞。干细胞是具有自我 复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的 起源细胞，是形成人体各种 组织器官的祖宗细胞。
造血干细胞的应用

造血干细胞移植是现代生命科学的重大突破。造血干细胞 移植可治疗恶性血液病，部分恶性肿瘤，白血病、骨髓增 生异常综合征、造血干细胞疾病、巨噬细胞疾病、遗传性 代谢性疾病、组织细胞疾病、遗传性红细胞疾病、遗传性 免疫系统疾病、遗传性血小板疾病、浆细胞疾病、地中海 贫血、非血液系统恶性肿瘤、急性放射病，部分遗传性疾 病等 75 种致死性疾病。 因为有了造血干细胞移植技术，世界各地成千上万患有以 上疾病的患者，重新燃起了生命的希望。


自我更新。 神经干细胞。 神经干细胞具有对称分裂及不对称分裂两种分裂方式，从 而保持干细胞库稳定。 多向分化潜能。 神经干细胞可以向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞 分化。 低免疫源性。 神经干细胞是未分化的原始细胞，不表达成熟的细胞抗原， 不被免疫系统识别。 组织融合性好。 可以与宿主的神经组织良好融合，并在宿主体内长期存活。
神经干细胞的应用



中风（脑梗塞、脑出血）、 小脑萎缩症（脑性瘫痪）、 脊髓损伤。 脑萎缩、共济失调、脑外伤后遗症、 帕金森氏综合症。 运动神经元病（ALS）、 多发性硬化、 面瘫。 多系统萎缩症（MSA）、老年痴呆症、视神经萎缩、颞叶 癫痫。
干细胞如何治疗疾病的

从冷冻胚胎中分离少量的干细胞。 培养和增值为足量的细胞。 在经过诱导分化培养，获得定向分化的专能干细胞或者组 织细胞。 从病人体内得获得相应的自识细胞转入干细胞。
克隆技术
克隆技术
克隆
绵羊通常能活12年左右，而多利只活了6岁。 克隆动物的年龄到底是从0岁开始计算，还是从被克隆动 物的年龄开始累积计算，还是 从两者之间的某个年龄开 始计算？ 克隆动物出现早衰到底是偶然现 象，还是克隆技术不可避免的结 果，还是目前的克隆技术不完善 所致？

小结

特修斯之船（The Ship of Theseus），它是一艘可以在海 上航行几百年的船，归功于不间断的维修和替换部件。只 要一块木板腐烂了，它就会被替换掉。直到所有的功能部 件都不是最开始的那些了。最终产生的这艘船是否还是原 来的那艘特修斯之船，还是一艘完全不同的船？如果不是 原来的船，那么在什么时候它不再是原来的船了？ 如果用特修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘新的 船，那么两艘船中哪艘才是真正的特修斯之船？
造血干细胞

造血干细胞有两个重要特征： 其一，高度的自我更新或 自我复制能力；其二，可分化成所有类型的血细胞。 造血干细胞采用不对称的分裂方式：由一个细胞分裂为两 个细胞。其中一个细胞仍然保持干细胞的一切生物特性， 从而保持身体内干细胞数量相对稳定，这就是干细胞自我 更新。而另一个则进一步增殖分化为各类血细胞、前体细 胞和成熟血细胞，释放到外周血中，执行各自任务，直至 衰老死亡。

小结

如果把一个人像对待特休斯那样，他还是他吗？ 如果把换下的器官再组成一个他，那么哪个是真正的他！？

干细胞的定向培养的方法。

目前，针对人们设想要得到的终末靶细胞，通常采用不同 的诱导分化方法，使ES细胞最终定向分化为目的细胞。 最常用的诱导方法一般包括以下四种：化学试剂诱导法、 细胞因子诱导法、共培养诱导法以及转基因诱导法等。
化学试剂诱导法


维甲酸（retinoic acid，RA）β-磷酸甘油、维生素 C(VC)、地塞米松、维生素K3(VK3)以及2，5-羟 基维生素D3等化学试剂，也能诱导ES细胞定向分 化为特定类型细胞。 RA 诱导ES细胞分化为神经细胞的机制还没有完 全弄清楚。一般认为RA进入细胞后，最先与细胞 质中维甲酸结合蛋白(cellular RA binding protein， CRABP)形成复合物，然后复合物进入细胞核内， 与染色质上的受体结合，从而调控一系列基因的 表达，使细胞的表型发生转变 ，