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组员：朱某某 金某某 杨某某目目录录1干细胞生物学2胚胎干细胞3精原干细胞4成体干细胞第一节：干细胞的生物学 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞1.组织自体稳定性组织自体稳定性：特定组织通过使自身特定组织通过使自身细胞死亡细胞死亡和和增生增生的方式保持组织细胞数量动态平的方式保持组织细胞数量动态平衡的特征称衡的特征称组织自稳定性组织自稳定性。2.干细胞是干细胞是个体发育个体发育和和组织再生组织再生的基础的基础分类分类 根据根据发生学来源发生学来源分类可分为分类可分为胚胎性干细胞胚胎性干细胞和和成体干细胞成体干细胞。根据根据分化潜能分化潜能分类可分为分类可分为全能干细胞全能干细胞、多能干细胞多能干细胞和和单能干细胞单能干细胞一、干细胞的形态和生化特征一、干细胞的形态和生化特征 1.干细胞的形态特征干细胞的形态特征 干细胞形态共性干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆形，体积小，核质比：细胞呈圆形或卵圆形，体积小，核质比大，增殖力强。大，增殖力强。干细胞的固定组织位置干细胞的固定组织位置：有的干细胞有固定存在部位与方：有的干细胞有固定存在部位与方式。如表皮干细胞与其周围的子细胞形成式。如表皮干细胞与其周围的子细胞形成增殖结构单元增殖结构单元。但许多组。但许多组织的干细胞没有这种分布特点织的干细胞没有这种分布特点 2.干细胞的生化特点干细胞的生化特点 端粒酶活性高端粒酶活性高：如造血干细胞具癌细胞的端粒酶活性，增：如造血干细胞具癌细胞的端粒酶活性，增殖能力强。随着增殖与分化，端粒酶活性下降。殖能力强。随着增殖与分化，端粒酶活性下降。蛋白标志分子蛋白标志分子：不同干细胞有各异的蛋白质：不同干细胞有各异的蛋白质标志分子标志分子，可作，可作为确定干细胞位置、分离提纯干细胞的标志。如：巢素蛋白为确定干细胞位置、分离提纯干细胞的标志。如：巢素蛋白神经神经干细胞；角蛋白干细胞；角蛋白15表皮干细胞。表皮干细胞。二、干细胞的增殖特征二、干细胞的增殖特征 1.增殖缓慢性增殖缓慢性 干细胞增殖速度慢干细胞增殖速度慢：细胞动力学研究表明，干细胞的增：细胞动力学研究表明，干细胞的增殖速度较慢，组织中快速分裂的细胞是殖速度较慢，组织中快速分裂的细胞是过渡放大细胞过渡放大细胞。意义意义 (1)利于干细胞利于干细胞对外界信号作出反应对外界信号作出反应，以决定细胞的发展，以决定细胞的发展方向方向增殖或分化。增殖或分化。(2)减少基因突变的危险减少基因突变的危险。增殖缓慢使干细胞有时间发现。增殖缓慢使干细胞有时间发现并纠正处于增殖周期过程中的错误并纠正处于增殖周期过程中的错误2.干细胞增殖系统的自稳定性干细胞增殖系统的自稳定性 (1)自稳定性自稳定性：自稳定性是干细胞的基本特征之一。指干细：自稳定性是干细胞的基本特征之一。指干细胞可在个体生命过程中胞可在个体生命过程中自我更新自我更新并并维持其自身数目恒定维持其自身数目恒定。(2)干细胞的自稳定性是区别肿瘤细胞的本质特征。干细胞的自稳定性是区别肿瘤细胞的本质特征。(3)干细胞有干细胞有对称对称与与不对称不对称两种分裂方式，其通过其特有的两种分裂方式，其通过其特有的分裂方式维持自稳定性分裂方式维持自稳定性三、干细胞的分化特征三、干细胞的分化特征 1、干细胞的分化潜能干细胞的分化潜能 干细胞具有干细胞具有多向分化多向分化潜能，能分化为各种不同类型的组潜能，能分化为各种不同类型的组织细胞。根据潜能大小，可分为织细胞。根据潜能大小，可分为全能干细胞，多能干细胞，全能干细胞，多能干细胞，专能干细胞专能干细胞2、干细胞的转分化和去分化、干细胞的转分化和去分化 干细胞的转分化干细胞的转分化：一种组织类型的干细胞在适当条件下分：一种组织类型的干细胞在适当条件下分化为另一种组织类型的细胞的过程称干细胞的转分化化为另一种组织类型的细胞的过程称干细胞的转分化 干细胞去分化干细胞去分化：一种干细胞向其前体细胞的逆向转化称：一种干细胞向其前体细胞的逆向转化称干细胞去分化。干细胞去分化。四、干细胞增殖与分化的微环境四、干细胞增殖与分化的微环境 干细胞巢(stem cell nich)：干细胞在组织中的居所。干细胞生存的微环境：指干细胞巢中控制干细胞增殖与分化的外部信号一.分泌因子分泌因子分泌因子是由细胞自分泌或旁分泌的生长因子，有的分泌因子对维持干细胞的增殖，分化和存活具有调节作用。如转化生长因子-和Wnt家族的成员，在不同组织甚至不同种属中都发挥重要作用。（二）受体介导的细胞间相互作用（二）受体介导的细胞间相互作用 果蝇的Notch基因产物Notch受体的配体为Delta基因产物，两者均为细胞表面跨膜蛋白，介导的细胞黏附与numb蛋白协同作用调控着果蝇感受器官干细胞正确分化。(三)胞间基质和整合素胞间基质和整合素整联蛋白：维持表皮干细胞增殖分化 通过有丝分裂激活蛋白激酶途径调节角质细胞等的分化 协助干细胞在组织中正确定位细胞间基质：调节干细胞微环境中局部分泌因子的浓度 调节整联蛋白的激活和表达第二节 胚胎干细胞 胚胎干细胞是极早期的胚胎干细胞，也就是受精卵分裂至少达1632个细胞时期的胚胎（又名桑葚胚）细胞或分裂球（即卵裂所产生的各代子细胞），胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持为分化状态，具有分化为成体动物各种细胞类型切发育为完整胎儿的潜能，所以称为全能干细胞 1.可在体外无限增殖并保持未分化状态。2.具有分化为完整个体的潜能。3.具有分化为所有种类的细胞、器官的潜能要研究胚胎干细胞，首先要获得胚胎干细胞。(一)获得途径：主要有：1.从早期胚胎获得：2.从原始生殖细胞获得3.从移植细胞(克隆细胞)获得一一.人胚胎干细胞的获得与胚胎干细胞系的建立人胚胎干细胞的获得与胚胎干细胞系的建立二二.干细胞的主要特征干细胞的主要特征1.形态和生化特征l 形态形态：细胞体积小，核大，一个或多个核仁，核仁清晰。l 生化特征：端粒酶活性高。l 干细胞表面免疫原性：一般表达胚胎早期的表面抗原，而且有种属差异。2.分化潜能l 胚胎干细胞的体外分化潜能：用于分离ESC的胚胎或原始生殖细胞是具有全能性的细胞或细胞团。l胚胎干细胞的体内分化潜能：将胚胎干细胞给同源动物皮下注射会形成复杂的混合组织瘤，其组织组成可代表3个胚层细胞三三.干细胞生长和分化的内源性调控干细胞生长和分化的内源性调控1.细胞内蛋白的调控2.转录因子的调控3.“时钟”因子的调控四、四、ESC的应用前景及面临的伦理学挑战的应用前景及面临的伦理学挑战1.胚胎干细胞可用于个体器官克隆 2.胚胎干细胞是功能基因组学研究的工具 3.胚胎干细胞是发育生物学研究的理想体外模型 4.胚胎干细胞在药物研制重的应用第三节 精原干细胞l精原干细胞来自精原干细胞来自原始生殖细胞原始生殖细胞。胚胎外胚层胚胎外胚层 原始生殖细胞原始生殖细胞 双侧生殖腺嵴双侧生殖腺嵴 生精索生精索(曲细精管曲细精管)生精母细胞生精母细胞(精原干精原干细胞的前体细胞细胞的前体细胞)成体精原干细胞成体精原干细胞 l精原细胞分为精原细胞分为A型和型和B型型分化分化迁移迁移sertoli前体细胞形成形成空隙空隙分分化化发发育育第四节 成体干细胞 成体组织或器官中，许多细胞仍具有自我更新及分化产生不同组织细胞的能力，如血液细胞、皮肤细胞、受损的肝组织细胞等。这些细胞即是成体干细胞.一一.造血干细胞造血干细胞l 是指存于造血组织内的一类能分化生成各种血细胞的原始细胞，又称多功能干细胞。l 是第一种被认识的组织特异性干细胞，主要通过表面标志来分离纯化造血干细胞。l 造血干细胞的调控造血干细胞的调控 (1)维持造血干细胞的数目恒定：干细胞因子 (2)影响干细胞的移行、数目维持、分化：成纤维细胞生长因子(FGF-1，FGF-1)、SDF-1、细胞外基质二二.间充质干细胞间充质干细胞1.间充质干细胞附着于骨髓窦的内腔面，形成 一种包埋于窦状网络中的三维细胞网络2.MSC的特异性表面标志 通过流式细胞仪分析，间充质干细胞特异性表面抗原有：SH2、SH3、CD29、CD44、CD71、CD90、CD106、CD120a、CD124。3.间充质干细胞的分化方向 具有自我更新及多向分化能力。间充质干细胞可分化为多种间充质组织。如骨、关节、脂肪、肌腱、肌肉、骨髓基质等。来源不同或在不同条件下，间充质干细胞可分化相应组织细胞。三三.神经干细胞神经干细胞 中枢神经系统中部分细胞仍具有自我更新及分化产生成熟脑细胞的能力，这些细胞被称为神经干细胞。哺乳动物中脑侧室的室管膜下区包括室管膜的细胞中存在有增殖能力的干细胞。神经干细胞表达巢素蛋白，所有的神经干细胞都呈巢素蛋白阳性。巢素蛋白的表达始于神经胚形成期，当神经细胞迁移基本完成后，合成开始下降，神经细胞完成分化，巢素蛋白表达停止。四四.表皮干细胞表皮干细胞 表皮干细胞位于表皮基底层。表皮干细胞是具有自我更新能力、能产生至少一种以上高度分化子代细胞潜能的未成熟细胞。表皮干细胞过渡放大细胞有丝分裂后细胞及终末分化细胞。角蛋白是表皮细胞的结构蛋白，构成直径为10m的微丝，在细胞内形成广泛的网状结构。角蛋白可鉴别干细胞、定向祖细胞、终末分化细胞。表皮干细胞特征：1.慢周期性：在体内表现为标记滞留细胞。2.自我更新能力：离体培养时细胞成克隆性生长3.对基底膜的黏附性五.肠干细胞 肠表面由被肠腺围绕并根植于肠壁的绒毛组成，每一肠腺大约有250个细胞，其中有肠干细胞，位于肠腺的基部或近基部。为保持肠腺的自体稳定性，这些增殖缓慢的肠干细胞可以很快转变为过渡放大细胞，移向肠腺中部并分化为肠上皮吸收细胞，杯细胞和肠内分泌细胞；肠干细胞还可以向肠腺基部分化成潘氏细胞。六六.肝干细胞肝干细胞 一般认为肝干细胞为肝内胆管系统源性的多潜能分化细胞群，它既可向胆管细胞分化又可向干细胞分化。迄今为止，肝干细胞尚无法从形态学上识别，也缺乏特异性标志。根据形态名门的两种细胞剧认为与肝干细胞有密切的关系。分别是卵圆细胞和从大鼠肝脏中分离到的“小干细胞”。