干细胞基础研究及其应用实例.ppt

干细胞基础研究及其应用实例干细胞基础研究及其应用实例目录目录1概述2基础研究（胚胎干细胞）3应用实例4展望干细胞的定义干细胞的定义干细胞是一种具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞。来自胚胎、胎儿或成人的具有持久或终生自我更新能力的细胞，它能产生特异的细胞类型，形成人体组织和器官。干细胞的分类干细胞的分类干细胞胚胎干细胞成体干细胞从五到七天的活的胚胎中分离出来多种组织中获得根据发育阶段根据发育潜能干细胞单能干细胞全能干细胞（胚胎干细胞）多能干细胞干细胞的研究历史干细胞的研究历史多纳尔托马斯完成第一例骨髓移植Evans等首次成功建立小鼠胚胎干细胞系美国科学家JamesThomson分离出人类胚胎干细胞美国两个科研小组分别报告从胚胎和生殖脊成功建立人类胚胎干细胞系，使人类胚胎干细胞能在体外生长和增殖美国研究出将干细胞转化为神经细胞的新技术。同年，我国首例神经干细胞移植手术成功。美国科学家用人体胚胎干细胞培育出了血管。1981年1998年2004年1967年1988年2002年干细胞的研究历史干细胞的研究历史近30年来，干细胞的研究取得了突破性的进展，主要包括以下两个方面：1、成功建立了可分化为人体任何组织类型成熟细胞的人类胚胎干细胞系。2、发现成体各种组织中均有未分化成熟的干细胞分布，包括骨髓、血液、脑、皮肤、肌肉、脐带、胎盘、脂肪等。胚胎干细胞（胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESCs，简称，简称ES、EK或或ESC细胞）细胞）分离自着床前的囊胚内细胞团细胞，在体外具有无限的自我更新和多项分化的能力，因此在再生医学中具有巨大的应用价值。自我更新自我更新自我复制式地增殖（增殖自我更新）多能性多能性分化成外胚层、中胚层及内胚层三个胚层来源的各种类型细胞。ESES细胞的培养体系细胞的培养体系1、血清培养体系：以小鼠的胚胎成纤维细胞作为饲养层细胞。（白血病移植因子LIF可代替饲养层细胞）2、无血清培养体系：2i（即2inhibitors:CHIR99021和PD0325901，分别抑制 GSK3和MEK激酶）ESES细胞的生物学特性细胞的生物学特性1、形态：与早期胚胎细胞形态结构相似，胞体小，核大，核中有一个或几个明显黑色的核仁结构。2、生长特性：细胞紧密聚集成群，形式鸟巢，每14小时 分裂增殖1次。ES细胞示意图3、标志物：a 高水平碱性磷酸酶活性 b 高表达的Oct-4，SSEA4等基因4、生殖遗传：将ES细胞注射到同种动物囊胚腔中，可形成嵌合体，并且嵌合体动物可进行种系遗传。胚胎干细胞的应用前景胚胎干细胞的应用前景1、发育学研究（人体发育过程、发育机制和影响因素）2、转基因动物（特定疾病的动物模型、产生新品种）3、新药筛选（细胞药理和毒理实验，药物治病机理）4、医疗手段（提供大量的原材料，用于疾病治疗）源于胚胎干细胞的细胞可能治疗的疾病源于胚胎干细胞的细胞可能治疗的疾病（ES细胞可作为细胞可作为“种子种子”细胞）细胞）ES细胞应用实例细胞应用实例ESES细胞治疗糖尿病完成临床前研究：细胞治疗糖尿病完成临床前研究：2007年，美国Geron公司成功地将人ES细胞分化为胰岛细胞，有望治疗糖尿病患者。Geron股价大幅上升，1.24美元开盘收盘于9.48美元/股，创52周最高价。首例人首例人ESES细胞用于治疗急性脊髓损伤患者：细胞用于治疗急性脊髓损伤患者：2010年，Geron公司首次获得美国FDA进行ES细胞临床试验批准。将ES细胞分化而来的少突胶质细胞前提细胞注射入患者的损伤部位，从而刺激新神经的生长。首例利用首例利用ESES细胞医治失明手术在美实施：细胞医治失明手术在美实施：2011年，经FDA批准，美国Advance Cell Technology（ACT）公司应用ES细胞治疗黄斑变性失明患者。病患“复苏已无大碍”。第三军医大学西南医院视觉损伤与再生修复重点实验室：第三军医大学西南医院视觉损伤与再生修复重点实验室：ES细胞治疗致盲性眼病基础与临床转化研究，被列入2013年国家重大科学研究计划，并获得2600万元资助经费。科学家成功培育迷你胃科学家成功培育迷你胃利用人类干细胞培育出微型胃，大小不超过一粒芝麻籽，它具有与人胃类似的一个腺体结构，甚至能够寄居肠道细菌。为了解人类胚胎中的细胞如何演化为器官，提供了一扇窗口，这些“类胃器官”也可以用来了解癌症等疾病，并测试胃对药物的反应。以18只沙鼠为研究对象（沙鼠的听力范围与人类相似），一只耳朵失聪。注射约5万个人类胚胎干细胞分化而来的耳部细胞，听力平均恢复46。Chen W,et al.Nature.2012,490(7419):278-82.听力恢复程度意味着他听不到卡车从街上驶过的声音转变成能与人正常交流。人类干细胞能令听觉功能恢复，前所未有！路透社路透社英国利用胚胎干细胞治疗耳聋取得明显效果英国利用胚胎干细胞治疗耳聋取得明显效果展望展望胚胎干细胞面临的问题胚胎干细胞面临的问题1、定向诱导分化问题ES细胞自发分化的方向是多向的，易受环境的影响，即分化的方向不确定，人为操控起来有难度。2、免疫原性ES细胞较为原始，虽然仍能引起免疫排斥反应，但抗原性较普通细胞弱。3、ES细胞的来源（社会伦理道德问题）：a 体外受精（IVF）的副产品。b 使用捐献者的精子和卵子。c 克隆技术或者体细胞移植技术。d 流产的胎儿。胚胎干细胞面临的问题胚胎干细胞面临的问题4、ES胚胎的致瘤性：分化不完全或无序分化，存在致瘤的安全隐患。（Geron公司：一些被注射了胚胎干细胞的试验动物长出了囊肿）5、缺乏行业规范：至今未有统一规范的程序，缺乏法律约束。2014.3.15和3.16央视焦点访谈栏目报道了非法的干细胞治疗和伤人的“干细胞”新闻：无锡奥思达干细胞公司利用非法的胚胎干细胞为患者进行治疗，导致患者人才两空。干细胞应用前景干细胞应用前景现有的基础研究和临床应用结果证明，干细胞在治疗中确实发挥了作用，应用前景非常乐观。国内外知名干细胞研究机构：国外加州再生医学研究所哈弗干细胞研究所精度大学iPS细胞研究与应用中心澳大利亚干细胞中心罗斯林研究所伦敦环球大学干细胞与再生医学中心苏格兰爱丁堡大学再生医学中心国内科技部国家干细胞工程技术研究中心细胞产品国家工程研究中心人类干细胞国家工程研究中心华南干细胞与再生医学研究所四大细胞库（背景、华东、南方、中国科学院）著名发育学家ZonNature2000.12.28“对于干细胞科学，我们还处在黑暗的年代（the Dark Ages）”Thank You