干细胞研究进展讲稿毕业论文学习教案

《干细胞研究进展讲稿毕业论文学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《干细胞研究进展讲稿毕业论文学习教案（44页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1干细胞研究进展讲稿毕业论文干细胞研究进展讲稿毕业论文第一页，编辑于星期二：一点 四十二分。第1页/共44页第二页，编辑于星期二：一点 四十二分。第2页/共44页第三页，编辑于星期二：一点 四十二分。到底干细胞是什么东西，为何会受到如此的关注？到底干细胞是什么东西，为何会受到如此的关注？干细胞是潜力无穷？还是被我们过度期待？干细胞是潜力无穷？还是被我们过度期待？干细胞干细胞（stem cells）是一类能够进行自我更新是一类能够进行自我更新（self-renew）和尚未分化和尚未分化 （un-differentiated具有分化潜能具有分化潜能）的细胞的细胞；可以分化为多种组成人体的组织

2、或器官的细胞类型可以分化为多种组成人体的组织或器官的细胞类型。第3页/共44页第四页，编辑于星期二：一点 四十二分。自然存在的各种干细胞自然存在的各种干细胞多能多能(pluripotent)干细胞干细胞( (胚胎干细胞、胚胎生殖细胞胚胎干细胞、胚胎生殖细胞) )单能单能(unipotent)干细胞干细胞( (成体干细胞成体干细胞) )造血干细胞造血干细胞其他组织特异性干细胞其他组织特异性干细胞（神经、肺部干细胞等）（神经、肺部干细胞等）特化细胞特化细胞红细胞红细胞 血小板血小板 白细胞白细胞全能全能(totipotent)干细胞干细胞 ( (受精卵受精卵) )第4页/共44页第五页，编辑于星期

3、二：一点 四十二分。The fertilized ovum is the origin of the life.第5页/共44页第六页，编辑于星期二：一点 四十二分。滋养层滋养层胎盘及胎儿胎盘及胎儿的附属结构的附属结构第6页/共44页第七页，编辑于星期二：一点 四十二分。卵黄囊尾侧壁上的内胚层细胞是原始生殖细胞的发源地。卵黄囊尾侧壁上的内胚层细胞是原始生殖细胞的发源地。后经肠系膜迁移至生殖腺嵴。后经肠系膜迁移至生殖腺嵴。第7页/共44页第八页，编辑于星期二：一点 四十二分。第8页/共44页第九页，编辑于星期二：一点 四十二分。横向分化：横向分化：通常情况下，供体的干细胞在受体中分化为与其组织来

4、源一致的细胞。部分干细胞在特定条件下可以转化为其它胚层来源的细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞等。通常情况下，供体的干细胞在受体中分化为与其组织来源一致的细胞。部分干细胞在特定条件下可以转化为其它胚层来源的细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞等。1999年年Goodell等人分离出小鼠的肌肉干细胞，体外培养等人分离出小鼠的肌肉干细胞，体外培养5天后，与少量的骨髓间质细胞一起移植入接受致死量辐射的小鼠中，结果发现肌肉干细胞会分化为各种血细胞。天后，与少量的骨髓间质细胞一起移植入接受致死量辐射的小鼠中，结果发现肌肉干细胞会分化为各种血细胞。第9页/共44页第十页，编辑

5、于星期二：一点 四十二分。第10页/共44页第十一页，编辑于星期二：一点 四十二分。干细胞是一类能够进行干细胞是一类能够进行自我更新自我更新和和具有分化潜能具有分化潜能的细胞的细胞 （具有分裂增殖能力，干细胞本身不是处于分化途径的终（具有分裂增殖能力，干细胞本身不是处于分化途径的终 端）。端）。干细胞通过两种方式生长干细胞通过两种方式生长 *对称分裂对称分裂-形成两个相同的干细胞形成两个相同的干细胞 *不对称分裂不对称分裂-由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分

6、化细胞；另一个保持亲代的特征，仍功能专一的分化细胞；另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。作为干细胞保留下来。干细胞增殖的缓慢性干细胞增殖的缓慢性干细胞增殖的自稳性干细胞增殖的自稳性区别于肿瘤细胞的本质性特征。区别于肿瘤细胞的本质性特征。 有利于其对特定的外界信号做出反应，以决定是进入增殖还是进入分化程序，同时有利于减少干细胞内基因突变的危险。有利于其对特定的外界信号做出反应，以决定是进入增殖还是进入分化程序，同时有利于减少干细胞内基因突变的危险。 第11页/共44页第十二页，编辑于星期二：一点 四十二分。第12页/共44页第十三页，编辑于星期二：一点 四十二分。第2周第3周第13页/共

7、44页第十四页，编辑于星期二：一点 四十二分。 ESC的体外培养建系的体外培养建系 定向诱导分化定向诱导分化 在生物医学上的应用在生物医学上的应用第14页/共44页第十五页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC子宫子宫第15页/共44页第十六页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC第16页/共44页第十七页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC第17页/共44页第十八页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细

8、胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC第18页/共44页第十九页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC原代鼠胚成纤维细胞原代鼠胚成纤维细胞（primary mouse embryonic fibroblast， PMEF）以其以其易于取材、分化抑制效果好等特点而被广泛应用。易于取材、分化抑制效果好等特点而被广泛应用。目前常用的饲养层有：目前常用的饲养层有：STO（SIM小鼠成纤维细胞株，并为抗硫小鼠成纤维细胞株，并为抗硫 代鸟嘌呤代鸟嘌呤6-thioguanine和鸟本箭毒素甙鸟巴因和鸟本箭毒素甙鸟巴因oualiain选择

9、过的选择过的 细胞细胞）、PMEF(原代培养鼠胚成纤维细胞原代培养鼠胚成纤维细胞)、SNL(G418R基因和基因和 LIF基因转染的基因转染的STO）、HBC-5637等。等。随着对人随着对人ESC研究的深入，来源于人研究的深入，来源于人ESC的组织器官可望用于的组织器官可望用于 临床。在体临床。在体外培养人外培养人ESC时多使用时多使用PMEF作为饲养层，这样在作为饲养层，这样在 ESC用于临床治疗时用于临床治疗时，可能带来鼠源性蛋白的污染而引起不良，可能带来鼠源性蛋白的污染而引起不良 反应，所以有人尝试利用反应，所以有人尝试利用人胚胎人胚胎成纤维细胞成纤维细胞作饲养层进行人作饲养层进行人

10、ESC的培养，并已有成功的报道。的培养，并已有成功的报道。 饲养层细胞的抑分化功能来源于基质中的白血病抑制因子饲养层细胞的抑分化功能来源于基质中的白血病抑制因子（leukemia inhibiting factor, LIF），LIF最早于最早于1988年在小鼠年在小鼠Krebs腹水瘤细胞腹水瘤细胞条件培养基中被纯化的，是一种典型的多功能细胞因子。如：抑制骨髓条件培养基中被纯化的，是一种典型的多功能细胞因子。如：抑制骨髓白血病白血病 m1细胞的增殖，诱导其向巨噬细胞方向分化；促进外细胞的增殖，诱导其向巨噬细胞方向分化；促进外周胆碱能神经分化和功能成熟；刺激破骨细胞增殖；调节肝周胆碱能神经分化和

11、功能成熟；刺激破骨细胞增殖；调节肝细胞急性期反应蛋白的合成；细胞急性期反应蛋白的合成；抑制多能胚胎干细胞的分化抑制多能胚胎干细胞的分化等。等。 有学者向有学者向ESC培养基中加入培养基中加入LIF以取代饲养层细胞，辅以条件培养基即以取代饲养层细胞，辅以条件培养基即可维持可维持ESC的多能性，从而消除饲养层细胞的干扰。的多能性，从而消除饲养层细胞的干扰。 第19页/共44页第二十页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC第20页/共44页第二十一页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养

12、ESC第21页/共44页第二十二页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC嵌合体动物的制备方法主要有三种：融合法、显微注射法和共培养法。嵌合体动物的制备方法主要有三种：融合法、显微注射法和共培养法。 融合法融合法是指将来源于不同品系动物的早胚消化去透明带后，在融合剂（多用植物血球凝集素）的作用下，形成融合胚。实验过程中，由于消化剂、融合剂的使用，会对胚胎造成不同程度的损伤，所以融合法制备嵌合胚的成功率较低。是指将来源于不同品系动物的早胚消化去透明带后，在融合剂（多用植物血球凝集素）的作用下，形成融合胚。实验过程中，由于消化剂、融合剂的使

13、用，会对胚胎造成不同程度的损伤，所以融合法制备嵌合胚的成功率较低。 共培养法共培养法是将着床前的早期胚胎与是将着床前的早期胚胎与ESC进行共培养而获得嵌合胚的一种方法。虽然有资料表明，粘附在早期胚胎滋养层外面的进行共培养而获得嵌合胚的一种方法。虽然有资料表明，粘附在早期胚胎滋养层外面的ESC，经过过夜培养，能有效的与宿主，经过过夜培养，能有效的与宿主ICM细胞整合，但是在共培养过程中，很难控制发生整合的细胞整合，但是在共培养过程中，很难控制发生整合的ESC的数目，因此也限制了其使用。的数目，因此也限制了其使用。 显微注射法显微注射法应用最为广泛。通过显微注射法构建嵌合体是一项复杂的技术，应用最

14、为广泛。通过显微注射法构建嵌合体是一项复杂的技术，ESC本身的特性、受体胚胎的品系来源以及显微注射的熟练程度等都会直接影响嵌合体的获得。本身的特性、受体胚胎的品系来源以及显微注射的熟练程度等都会直接影响嵌合体的获得。第22页/共44页第二十三页，编辑于星期二：一点 四十二分。第一部分 C57BL/6J inbred mice KMoutbred miceES cell cultureSinglecell suspension5-10 ESCmicromanipulatorreimplantation chimeraspseudopregnant foster mother(KM) 第23页/共

15、44页第二十四页，编辑于星期二：一点 四十二分。从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养从小鼠囊胚的内细胞群中分离培养ESC第24页/共44页第二十五页，编辑于星期二：一点 四十二分。从人囊胚的内细胞群中分离培养从人囊胚的内细胞群中分离培养ESCtotipotencypluripotency第25页/共44页第二十六页，编辑于星期二：一点 四十二分。ESC的诱导分化第26页/共44页第二十七页，编辑于星期二：一点 四十二分。干细胞移植治疗干细胞移植治疗ESC分化形成的功分化形成的功能细胞就可以用于能细胞就可以用于替代病变的功能细替代病变的功能细胞来行使功能。胞来行使功能。目前，在体外通过加入一目前，在体

16、外通过加入一些诱导剂或细胞因子进行些诱导剂或细胞因子进行诱导分化实验，还很难模诱导分化实验，还很难模拟体内的正常分化过程，拟体内的正常分化过程，任何一个诱导体系都不能任何一个诱导体系都不能保证诱导保证诱导ESC定向分化为某一定向分化为某一类型细胞，只能使某种类型的细胞类型细胞，只能使某种类型的细胞趋于优势。趋于优势。ESC的诱导分化第27页/共44页第二十八页，编辑于星期二：一点 四十二分。胚胚胎胎干干细细胞胞的的诱诱导导分分化化： 胎胎牛牛血血清清，骨骨髓髓基基质质细细胞胞共共培培养养 胚胚胎胎干干细细胞胞-造造血血细细胞胞 RA 胚胚胎胎干干细细胞胞-神神经经细细胞胞 DMSO 胚胚胎胎干

17、干细细胞胞-肌肌肉肉细细胞胞 TGF-B1, VEGF, bFGF 胚胚胎胎干干细细胞胞-血血管管和和内内皮皮细细胞胞 RA+胰胰岛岛素素+T3 胚胚胎胎干干细细胞胞-脂脂肪肪细细胞胞 BMP-2, BMP-4 胚胚胎胎干干细细胞胞-软软骨骨细细胞胞 地地塞塞米米松松，磷磷酸酸甘甘油油 胚胚胎胎干干细细胞胞-骨骨细细胞胞 基基因因转转染染 胚胚胎胎干干细细胞胞-胰胰岛岛素素分分泌泌细细胞胞 ESC的诱导分化第28页/共44页第二十九页，编辑于星期二：一点 四十二分。ESC的诱导分化第29页/共44页第三十页，编辑于星期二：一点 四十二分。ESC的诱导分化1982年Jones-Willeneuv

18、e首次报道将RA运用于胚胎癌细胞（P19）向神经元细胞和神经胶质细胞的诱导, 在24-48h内有神经样细胞移出。 Jones-Villeneuve EM, McBurney MW, Rogers KA, Kalnins VI. Retinoic acid induces embryonal carcinoma cells to differentiate into neurons and glial cells. J Cell Biol. 1982 Aug;94(2):253-62.1995年Bain等人提出的“八日诱导程序”，即 “4-/4+法”，是最经典的RA诱导法。他们将未分化的小鼠ES

19、吹散，悬浮培养4天形成类胚体，再向培养液中加入0.5M RA，培养4天，发现有38%的神经元样细胞。 Bain G, Kitchens D, Yao M, Huettner JE, Gottlieb DI. Embryonic stem cells express neuronal properties in vitro. Dev Biol. 1995 Apr;168(2):342-57.在胚胎细胞的正常分化过程中，诱导过程的实现不仅依赖于诱导物的诱导作用，同时也依赖于被诱导细胞的反应性，还有赖于两者之间在时间上和空间上的协调同步，这样才能保证被诱导细胞定向地分化为某种类型的细胞。2. 序贯诱

20、导法序贯诱导法：2000年Lee等使用“五步法”序贯诱导小鼠ESC向神经细胞分化。扩增未分化的ESC；去除促有丝分裂素或分化抑制剂，悬浮培养，形成类胚体;去除生长因子，促分化，筛选nestin阳性细胞；扩增神经前体细胞；利用神经元促存活因子诱导并维持特定谱系神经元成熟。3. 神经分化的内定模式神经分化的内定模式（default model）： 在对脊椎动物神经发育的研究中，有人发现外胚层细胞在无 外界诱导信号下自发分化为神经细胞。 经典的例子：Tropepe等人的实验发现，低密度、无血清、无 饲养层的小鼠ESC培养7天后有0.2%左右的细胞可聚集形成神 经球，其中82%的细胞呈nestin阳性

21、着色。 证明ESC能够自发分化为神经元。神经分化的内定模式认为在胚体原基中，神经谱系的分化受着某种抑制信号的控制，神经分化是抑制信号撤除后自发获得的一种状态。有资料表明：BMP4与这种抑制信号的转导密切相关，使用BMP4的拮抗剂Noggin、Chordin可抑制这种抑制信号的传导，从而促进ESC的神经分化。4. 基因修饰基因修饰： 将神经特异性基因转染入ESC，筛选即可得到高纯度的神经细胞。 将Nestin（神经前体细胞标志物）与报告基因增强性绿色荧光蛋白共 同转染入ESC，筛选可得到高纯度的神经前体细胞。 将促多巴胺能神经元生成的转录因子Nurr1转染入ESC，即可得到 Nurr1 ESC系

22、，再通过五步序贯诱导法，即可得到50%多巴胺能神经 元，成为帕金森氏病细胞移植治疗的一个新的细胞来源。随着对神经发育分子机制的逐步了解，越来越多的与神经发生相关的基因被定位，这将为转染干细胞的研究提供更准确、有效的靶基因信息，前景非常诱人。但是由于基因修饰导致的基因组不稳定，导入基因可能引起的异常基因的表达，都需要学者进行进一步研究。第30页/共44页第三十一页，编辑于星期二：一点 四十二分。 第31页/共44页第三十二页，编辑于星期二：一点 四十二分。第32页/共44页第三十三页，编辑于星期二：一点 四十二分。细胞替代治疗细胞替代治疗制备转基因动物制备转基因动物第33页/共44页第三十四页，

23、编辑于星期二：一点 四十二分。ESC的应用ESC移植治疗的模式图移植治疗的模式图 ESC技术技术+转基因技术转基因技术随着对个体发育分子机制的逐步随着对个体发育分子机制的逐步了解，越来越多的与了解，越来越多的与组织发生相关的组织发生相关的基因基因被定位，这将为转染干细胞的研被定位，这将为转染干细胞的研究提供更准确、有效的靶基因信息究提供更准确、有效的靶基因信息，实现相对定向诱导分化，前景非，实现相对定向诱导分化，前景非常诱人。常诱人。 但是由于但是由于基因修饰导致的基因组基因修饰导致的基因组不稳定不稳定，导入基因可能引起的异常导入基因可能引起的异常基因的表达基因的表达，都需要学者进行进一步，都

24、需要学者进行进一步研究。研究。第34页/共44页第三十五页，编辑于星期二：一点 四十二分。神经细胞神经细胞心肌细胞心肌细胞B B型胰岛细胞型胰岛细胞软骨细胞软骨细胞白细胞白细胞皮肤细胞皮肤细胞肝细胞肝细胞骨细胞骨细胞视细胞视细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞帕金森病帕金森病心肌梗死心肌梗死糖尿病糖尿病骨关节炎骨关节炎白血病白血病烧伤和创伤烧伤和创伤肝炎肝炎骨质疏松症骨质疏松症视网膜退化视网膜退化肌营养不良肌营养不良治疗ESC的应用第35页/共44页第三十六页，编辑于星期二：一点 四十二分。利用利用ESC移植治疗疾病确实具有广泛的应用前景，但是胚胎干细移植治疗疾病确实具有广泛的应用前景，但是胚胎干细胞通常

25、取自胞通常取自4-54-5天的早期胚胎，在分离过程中不可避免会损毁所天的早期胚胎，在分离过程中不可避免会损毁所使用早期胚胎，因此该项研究在欧美使用早期胚胎，因此该项研究在欧美受到了社会伦理学的制约受到了社会伦理学的制约，并，并且在实际应用中还且在实际应用中还不能避免免疫排斥不能避免免疫排斥。核移植技术逐渐引起各国学者的关注。人们可望核移植技术逐渐引起各国学者的关注。人们可望通过核移植通过核移植技术获得杂合细胞发育成的囊胚，获得多能干细胞技术获得杂合细胞发育成的囊胚，获得多能干细胞，然后将这些，然后将这些细胞回输入体内，从而达到治疗的目的。细胞回输入体内，从而达到治疗的目的。 核移植技术核移植技

26、术第36页/共44页第三十七页，编辑于星期二：一点 四十二分。第37页/共44页第三十八页，编辑于星期二：一点 四十二分。困难重重困难重重克隆羊多莉克隆羊多莉Dolly的诞的诞生生 个体个体第38页/共44页第三十九页，编辑于星期二：一点 四十二分。牛,猪,马,骡子,猫,狗,兔等动物相继被克隆。带来世人的惊慌带来世人的惊慌此项研究用了约434个卵子, 获得277个重构卵 , 移植到中间受体6 后，冲出247个胚胎,其中发育到桑椹胚和囊胚的29个(11.7%) 。把29个胚胎移植给13只代母，最后生出1只“多莉” , 产羔率仅为3.4% 。若以重构卵数计算,产羔率低于4 。 第39页/共44页第

27、四十页，编辑于星期二：一点 四十二分。第40页/共44页第四十一页，编辑于星期二：一点 四十二分。组织工程组织工程“人耳鼠人耳鼠”的制备：的制备：先用一种高分子化学材料聚羟基乙酸做成人耳的模型支架，让细胞在这个支架上繁殖生长，然后，在裸鼠的背上割开一个口子，将已经培养好的“人耳”植入后缝合。“人耳”支架最后会自己降解消失，于是，“人耳”便与老鼠浑然成为一体。干细胞为组织工程提供了一种很好的种子细胞。第41页/共44页第四十二页，编辑于星期二：一点 四十二分。外源目的基因的制备- 利用限制性核酸内切酶，从基因组中获取目的基因； 利用RNA合成cDNA；人工体外合成DNA片段； PCR扩增特定基因片段。第42页/共44页第四十三页，编辑于星期二：一点 四十二分。第43页/共44页第四十四页，编辑于星期二：一点 四十二分。