成体干细胞的研究进展38页PPT

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增强分化能力
通过基因编辑等技术，提高成体干细胞的分 化能力，使其更接近胚胎干细胞。
免疫调节
研究如何调节成体干细胞的免疫反应，降低 异体移植时的免疫排斥。
伦理指导原则
制定更明确的伦理指导原则，规范成体干细 胞的研究和应用。
成体干细胞在再生医学中的前景
组织修复与替换
利用成体干细胞修复或替换受损的组织器官 ，治疗各种疾病。
VS
根据分化潜能不同，干细胞可分为全 能干细胞、多能干细胞和单能干细胞 。全能干细胞具有发育的全能性，可 以分化为任何类型的组织和器官；多 能干细胞具有多种分化潜能，可以分 化为多种类型的细胞；单能干细胞则 具有较窄的分化潜能，只能分化为特 定类型的细胞。
干细胞的特点与功能
干细胞的自我更新能力是其最基本的特点之一，可以 在体内或体外特定的条件下维持其自身的生长和分裂
干细胞成体干细胞课件
contents
目录
• 干细胞简介 • 成体干细胞介绍 • 干细胞的分化与增殖 • 成体干细胞的培养与保存 • 成体干细胞的临床应用 • 成体干细胞研究的挑战与前景
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干细胞简介
干细胞的定义
干细胞是一种具有自我复制和多向分 化能力的细胞，能在体内或体外特定 的诱导条件下发育成为成熟的、具有 各种功能的细胞。
脑损伤
成体干细胞可以用于治疗脑外伤、脑梗塞等脑损伤疾病，通 过分泌神经营养因子来促进受损神经元的修复和再生。
心血管疾病的治疗
心梗与心肌缺血
成体干细胞可以用于治疗心梗和心肌缺血，通过分化为心肌细胞来补充坏死的心肌，改善心肌功能。
血管疾病
成体干细胞可以用于治疗动脉粥样硬化、血栓等疾病，通过分化为内皮细胞来修复受损的血管内皮， 促进血管再生。

人肝干细胞特征性标志物：
角蛋白19（cytokeratin 19, CK19）， 神经细胞粘附分子（neural cell adhesion
molecule，NCAM） 上皮细胞粘附分子（EpCAM） claudin-3（CLDN-3）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
首都医科大学附属神经外二科主任黄红云等自 2001年起在世界上率先开展流产胎（婴）儿嗅 鞘细胞（一种干细胞）移植治疗脊髓损伤。
已经治疗近400例，部分完全性脊髓损伤患者 恢复部分功能。
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干细胞横向分化 （transdifferentiation）
组织干细胞通过活化潜 在的其他分化程序，改 变了组织干细胞的特异 性种系分化进程 。
造血干细胞向非造血组 织细胞分化、神经干细 胞向血液系统细胞分化
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1996，我国徐荣祥在烧伤创面上找到皮肤器官原 位再生的原始细胞“角蛋白十九型皮肤干细胞”， 他们成功诱导上皮组织基底层的干细胞分化生成 皮肤细胞，使受伤的皮肤得以迅速康复，实现人 体器官原位再生，获得美国专利。
该技术显示我国干细胞研究已进入组织和器官的 原位干细胞修复和复制阶段，在国际上处于领先 地位。
胚胎干细胞与成体干细胞
胚胎干细胞——全能干细胞（totipotent stem cell）

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（2）来源于成体—— 成体组织来源的干细胞 ASC（Adult Stem Cell ） 是指那些分布在成体组织中尚未分化的、具有自我 更新、并负有构建和补充某种组织的各种类型细胞 潜能的干细胞，又称为组织特异性干细胞（Tissuespecific stem cell）。 它们主要用于维持细胞功能的稳定，具有修复和再 生能力，能够产生新的干细胞，或者能按一定的程 序分化，形成新的功能细胞，使组织和器官保持生 长和衰退的动态平衡。如：神经干细胞，表皮干细 胞。
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二、间充质干细胞
间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC） 是指中胚层来源的具有多向分化潜能的一类多能型 干细胞的统称。 来源：个体发育中的骨髓腔 通过流式细胞仪分析，特异性表面抗原有：SH2、 SH3、CD90、CD71、CD44等。
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分化潜能
间充质干细胞可分化为多种间充质组织
1．细胞治疗。 干细胞可恢复因重大疾病而损害的细胞，这是干 细胞潜在的最大优势。 由于丧失正常细胞功能的疾病都可以通过移植由 胚胎干细胞分化来的特异组织细胞来治疗。 因为成年人的心脏和胰岛几乎没有干细胞，无法 靠自身得到修复。可以用人体胚胎干细胞能直接分 化成相应细胞进行移植。
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2．基因治疗。即通过胚胎干细胞和基因工程技术， 矫正缺陷基因。 因干细胞能自我复制更新，是基因治疗的理想靶细 胞。将治疗基因整合到干细胞，再将干细胞移植入人 体中，能够持久地发挥作用，而不担心像分化的细胞 那样，在细胞更新中可能丢失治疗基因的结果。
一般而言，阴性分离法的磁珠用量比阳性分离法的大， 阳性分离法用行更多。
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造血干细胞的检测方法
确认小鼠造血干细胞的唯一标准仍然是多年来一直沿 用的长期体内重建造血能力（Long-term repopulation, LTR）检测。 绵羊子宫内胎羊移植系统。该系统是在胎羊免疫系统发 育前于子宫内将造血细胞移植给胚胎羊，在小羊出生后， 通过追踪其体内不同血细胞系的分布和比例来判断移植的 造血干细胞是否具有长期重建多系造血的能力

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从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC
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干细胞研究方法及进展
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干细胞的概念
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人体并不是由一种细胞构成，而是由２００
多种细胞构成的，例如神经细胞、皮肤细胞 等等。不同的细胞担负着不同的功能，但是 所有这些细胞，都是由一个细胞— 受精卵发 育而来的。“全能性”的受精卵在发育过程 中，不仅不断地分裂使细胞的数目增加，而 且还不断地分化使细胞的种类增加。所谓“ 干细胞”，就是指那些未分化、因而有可能 分化成不同类型细胞的细胞。
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全能干细胞是指能发育成为一个 完整个体的原始细胞。
受精卵、胚胎每一个卵裂球都能 发育成为一个完整个体，是全能干 细胞。
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多能干细胞是指那些分化潜能很“宽”，可 分化为多种类型细胞的原始细胞.
如胚胎干细胞（embryonic stem cell， ES细胞）、胚胎生殖细胞（embryonic germ cell）、骨髓基质干细胞（Bone marrow stromal stem cell）、神经干细胞.
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。 不对称分裂 如果产生一个子代干细胞和一 个子代分化细胞则称为不对称分裂。
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2．细胞的增殖特征
1）干细胞增殖的缓慢性 一般情况下，干
细胞处于休眠或缓慢增殖状态，当其接受刺激
分化时，首先要经过一个短暂的增殖期，产生
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3．干细胞的分化特征
1）干细胞的分化潜能 干细胞的分化具有多潜能性， 但不同的干细胞具有的分化潜能不同。
2）干细胞的转分化和去分化 一种组织类型的干细胞 在适当条件下可以分化为另一种组织类型的细胞，称 为干细胞的转分化(transdifferentiation)或横向分 化。

造血干细胞的微环境
骨髓微环境中的一些转录因子和蛋白分子对 造血干细胞的移行、增殖和分化起了调控作用。
干细胞因子
与干细胞表面的 C-kit 受体结合 GATA-2对造血前体细胞的增殖与存活是关键的 加强细胞的粘附作用 GATA-1调节红系、巨核细胞等的存活、增殖 参与维持干细胞数目的恒定 和成熟
PU1的表达可促使造血干细胞子代前体细胞进 一步分化产生淋巴系， 而且间充质干细胞相对容易在体外被诱导 分化为成骨细胞和软骨细胞，所以间充质 干细胞在骨损伤，先天骨组织畸形的治疗 方面将有广泛的应用。
间充质干细胞
间充质干细胞的来源
来源于发育早期的中胚层 和外胚层。 MSC最初在骨髓中发现。
具有多向分化潜能，理想
的种子细胞。
间充质干细胞的形态
在个体出生后， 间充质干细胞附于 骨髓窦的内腔面， 形成一种包埋于窦 状网络中的三维细 胞网络。
光学显微镜
扫描电镜
间充质干细胞的表面标志
SH2、SH3、CD29、CD44、CD71、CD90、 CD106、CD120a、及CD124等
成体干细胞的概念
存在于成年个体的许多组织和器官
特点
修复 再生 自我更新
使组织和器官保持生长和衰退的 动态平衡。
成体干细胞的可塑性
成体干细胞可以突破其 “发育限制性”，跨系， 甚至跨胚层分化为其他类 型组织细胞
造血干细胞起源
（hemopoietic stem cell,HSC）是存 在于造血组织中的一群原始造血细 胞，它不是组织固定细胞，可存在 于造血组织及血液中。造血干细胞 在人胚胎2周时可出现于卵黄囊， 第4周开始转移至胚肝，妊娠5个月 后，骨髓开始造血，出生后骨髓成 为干细胞的主要来源。在造血组织 中，所占比例甚少，如在小鼠骨髓 中105核细胞中的有10个，在脾中 105有核细胞中只有0.2个。

研究现状：
1 造血干细胞研究现状 利用实验鼠的iPS细胞高效制造造血干细胞技术 日本研究人员日前宣布，他们开发出了利用实验 鼠的诱导多功能干细胞（iPS细胞）高效制造造血 干细胞的技术。医生未来在治疗白血病时，有望 利用这种技术代替骨髓移植。 造血干细胞位于骨髓中，可以分化为红细胞和白 细胞。研究人员向中胚层细胞植入LhX2基因，最 终生成了大量的造血干细胞。 研究人员指出，此前利用iPS细胞培养造血干细胞 时，难以单纯生成造血干细胞，而这次开发出的 新技术使造血干细胞的生成效率达到了原有方法 的四五倍。
简介：
干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲 的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点，势 将导致一场医学和生物学革命。干细胞技术最显著 的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻 的细胞、组织或器官。 由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生 组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以 广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽 症。 干细胞研究是一门新兴的学科 ,干细胞生物学研究 与应用几乎涉及所有的生命科学和生物医学领域 。 所以说，对最新的干细胞研究进展进行及时的总结 和探讨，就能对以后的研究指明方向提供材料参考， 避免重复研究，提高科学研究进步部分析
干细胞研究的机构分部分析
干细胞与肿瘤的关系
.肿瘤干细胞是肿瘤的根源，消灭了肿瘤干细 胞就意味着消灭了肿瘤． 根据肿瘤干细胞理论，当前肿瘤治疗应该针对 肿瘤干细胞，只要杀死肿瘤干细胞，即使肿瘤 体积没有缩小，但由于其他肿瘤细胞增殖能力 有限，肿瘤终将逐渐退化、消失，人类就能够 真正治愈肿瘤．
展望
随着近年来胚胎干细胞的研究发展，人们 对维持胚胎干细胞未分化状态的调控机理 和向特定细胞类型分化机制的认识不断地 深入，对胚胎干细胞分化的细胞的功能特 征有了更多的了解，并对应用胚胎干细胞 作为细胞替代疗法的新来源，用于治疗 型 糖尿病、心血管疾病、Parkinson’s 病 、血液系统疾病、部分肝脏疾病等，干细 胞的研究为我们展示 了生命科学和人类医 学的美妙蓝图！

示踪方法
体外示踪（病理学示踪） 体内示踪：MR、核素显像、光学成像
病理学示踪
移植前体外预先标记培养的干细胞，包括 荧光染料标记 （标记细胞核或细胞膜） 核素标记方法 Y染色体标记 报告基因转染
细胞核标记物
5-溴-2-脱氧尿嘧啶核苷 （BrdU） 标记 DAPI标记 Hoechst 染色
钆-荧光双标记及MRI体外示踪
钆-荧光双标记及MRI体外示踪
沈君，周翠屏，成丽娜，等. 大鼠骨髓间充质干细胞的钆-荧光双标记及MRI体 外示踪的研究[J]. 中华放射学杂志,2008,42(4):426-431.
磁标记细胞MR成像原理
具有超顺铁磁性的Fe3O4晶体低浓度即能显著地造成局 部磁场的不均匀， 使邻近氢质子在弛豫中很快产生相 散， 加速了质子去相位过程， 缩短了组织的T2值， 在梯度回波和自旋回波序列MRI中， 使组织信号降低 从而产生较强的T2 负性对比效应， 常规1.5T MR成像 就能显示被标记的干细胞， 但SPIO对 T1 弛豫的加快 作用较弱。
SPIO在体内可生物降解被细胞代谢， 示踪细胞至少可 达 3个月， 假阳性低。因此，MRI示踪磁标记细胞是 活体内最理想的细胞示踪方法。
磁共振示踪突出的优势
极佳的空间分辨力,扫描能明确部位，实时显像并连续 跟踪标记的细胞。
能用于导向治疗和跟踪。 检测细胞阈值远低于有效治疗剂量。 磁共振细胞示踪时间不仅与细胞转归相关， 还与细胞
MRI活体示踪磁标记细胞
MRI活体示踪移植干细胞前提是需用MR对比剂磁化标记细 胞， 以使能与宿主细胞相区分。
MR对比剂 1.主要产生T1正性对比效应的Gd3+，检测阀值过高，实用价
值不大。 2. T2 负性对比效应，但对 T1 弛豫的加快作用较弱：通过

案例二：成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词：应用前景
详细描述：成体干细胞治疗心肌梗死的应用 前景非常广阔。目前，研究者们正在探索如 何优化成体干细胞的移植方法，提高治疗效 果，降低副作用和风险。未来，成体干细胞 治疗心肌梗死有望成为一种有效的治疗方法
，为心肌梗死患者带来希望。
案例三：诱导多能干细胞治疗帕金森病的研究
干细胞的进展和应用ppt课 件
目录
• 干细胞简介 • 干细胞的进展 • 干细胞的应用 • 干细胞面临的挑战和前景 • 案例研究
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干细胞简介
干细胞的定义
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干细胞是一种具有自我复制和多 向分化能力的细胞，可以分化成 不同类型的细胞，用于修复和替 代受损细胞。
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干细胞可以在胚胎发育过程中出 现，也可以在成年人体内某些组 织器官中存在。
详细描述：尽管胚胎干细胞治疗糖尿病的研究仍处在早期阶段，但这一领域的前景非常广阔。如果能够解决伦理和法律问题 ，胚胎干细胞治疗糖尿病有望成为一种有效的治疗方法，为糖尿病患者带来福音。
案例二：成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词：临床试验
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详细描述：成体干细胞具有自我更新 和多向分化的能力，可以从多种组织 中获取。近年来，成体干细胞治疗心 肌梗死的研究取得了重要进展。研究 者们通过临床试验发现，成体干细胞 可以促进心肌再生和血管生成，改善 心肌功能，降低心肌梗死的死亡率。
定向诱导分化是指将胚胎干细胞诱导成特定的细胞类型，用 于替代疗法或疾病研究。目前已经成功诱导分化出了心肌细 胞、胰岛细胞、神经细胞等。这些定向诱导分化的细胞在治 疗疾病和药物研究中具有广阔的应用前景。
成体干细胞的研究进展
成体干细胞是存在于成年组织中的未分化细胞，具有自我 更新和多向分化的能力。近年来，成体干细胞的研究也取 得了重要进展，包括发现新的成体干细胞类型、研究成体 干细胞的分化机制等。

5、用普通细胞转为干细胞
把普通体细胞经特殊环境培植重组、横向
分化，使之转变或产生全能干细胞。去年4月
美国发现人类的脂肪细胞可转化为不同类型
的干细胞；德国发现一种物质（Pax6）可使
星形胶质细胞转变为干细胞，用来修复受损
的神经元；法国一医院取患者自体大腿肌细
胞培养，使成肌细胞增殖然后注入心脏坏死
的部分，在心脏这些细胞继续生长分化并具

4、原位培养干细胞
对于干细胞的研究，几乎世界上的科学家都遵 循西方学者提出的思路，经分离、体外保存和培 养、定向诱导增殖、移植等阶段。我国科学家徐 荣祥开创了原位干细胞培养的全新模式，这是很 大的跨越和创新。省去了分离、体外保存和培养、 定向诱导乃至移植的一系列复杂的研究环节和阶 段，直接在原位进行。研究始于烧伤湿性医疗技 术的实践，他研制的特殊药物MEBO为烧伤创 面提供了适宜干细胞的生命潜能得以启动的生理 环境。在深度烧伤组织实现了不留疤痕的生理性 修复。

③跨越分化：免去返幼阶段，把某种细胞直 接培养成所需求的细胞，如把皮肤细胞直接 转变成脑细胞或心肌细胞。挪威和美国科学 家在T淋巴细胞的胞核、胞质的混合物中孵化 了成纤维细胞的胞核，结果成纤维细胞获得 了T淋巴细胞的许多特征。

3、干细胞体外培养器官
器官的形成是一个非常复杂的过程。每个器官都是 由至少两个不同胚层、组织相互作用形成的。如肺， 其上皮来源于内胚层，结缔组织、血管、肌组织来 源于中胚层，神经组织来源于外胚层。每种细胞生 长发育所需要的营养和排泄的代谢产物都需要复杂 精细的生理生化调节。现在人们开展了依靠克隆动 物生产器官的研究。英国的科学家把导入人体基因 克隆猪的心脏移入10只猴子体内，结果有两只猴子 体内的“猪心”跳动了60天。科学家预测这些技术 难关都攻破，不是五、六年时间能解决的。所以用 干细胞克隆器官，目前还是一个美好的愿望。