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1、细胞分化与干细胞Human cells：Number：1014 cells, 200 cell types细胞分化细胞分化Question1：受精卵是如何受精卵是如何发育成一个人的？育成一个人的？受精卵是如何受精卵是如何发育成具有不同功能育成具有不同功能的的组织器官的？器官的？增殖增殖如果只有细胞增殖，没有细胞分化，如果只有细胞增殖，没有细胞分化，就只能形成一细胞团，而不能形成人体。就只能形成一细胞团，而不能形成人体。在个体发育过程中，后代细胞间在在个体发育过程中，后代细胞间在形态、结构和生形态、结构和生理功能理功能上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程。细胞分化是多细的过程。细胞分化是多细胞
2、有机体发育的基础与核心。胞有机体发育的基础与核心。组织、器组织、器官、系统官、系统个体个体细胞分化细胞分化 (cell differentiation)（一）细胞分化表现为细胞形态结构发生（一）细胞分化表现为细胞形态结构发生稳定性稳定性差异。差异。-稳定，与功能相适应稳定，与功能相适应一、一、 细胞分化的基本特征细胞分化的基本特征骨骼肌细胞骨骼肌细胞红细胞红细胞神经细胞神经细胞细胞决定细胞决定(cell determination)(cell determination)细胞决定是指细胞在发生可识别的形态变化之前细胞决定是指细胞在发生可识别的形态变化之前, , 就已受到约束而确定了分化就已受到
3、约束而确定了分化方向方向, , 这时细胞内部已发生了稳定的变化这时细胞内部已发生了稳定的变化, , 基因活动模式已经开始改变，确定基因活动模式已经开始改变，确定了未来的发育命运。了未来的发育命运。（二）细胞分化的时空性。（二）细胞分化的时空性。*遗传稳定性：果蝇成虫盘细胞的移植实验*决定制约着细胞分化的方向果蝇成虫盘细胞的移植实验 细胞决定实验示意图细胞分化的有序性细胞分化的有序性单细胞生物：时间性单细胞生物：时间性多细胞生物：时间性空间性多细胞生物：时间性空间性（三）细胞分化的可逆性（三）细胞分化的可逆性去分化与转分化去分化与转分化去分化去分化 (dedifferentiation) (de
4、differentiation) 在特定条件的诱导下，高度分化的细胞可以失去特有的结构和功能，在特定条件的诱导下，高度分化的细胞可以失去特有的结构和功能，变为具有未分化细胞的特性。这种现象叫做去分化。变为具有未分化细胞的特性。这种现象叫做去分化。正常分化的细胞正常分化的细胞癌细胞癌细胞射线、药物、毒物射线、药物、毒物.转分化转分化 (transdifferentiation) (transdifferentiation) 从一种特化细胞类型转变为另一种类型的分化细胞的现象。从一种特化细胞类型转变为另一种类型的分化细胞的现象。培养基中缺乏维生素A培养基中富含维生素A人皮肤基底层细胞人皮肤基底层细
5、胞角化细胞角化细胞粘膜上皮细胞或具有纤毛的上皮细胞粘膜上皮细胞或具有纤毛的上皮细胞（四）个体发育中细胞分化的潜能性（四）个体发育中细胞分化的潜能性1 1、细胞发育潜能在发育过程中逐渐变窄、细胞发育潜能在发育过程中逐渐变窄 桑葚胚桑葚胚 囊胚囊胚原肠胚原肠胚单个细胞在一定条件下具有分化发育成完整个体的能力。单个细胞在一定条件下具有分化发育成完整个体的能力。全能细胞（全能细胞（totipotent cell)totipotent cell)多能细胞（多能细胞（pluripotent cell)pluripotent cell)分化潜能受限，失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。分
6、化潜能受限，失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。 随着细胞分化，细胞的分化潜能进一步受到限制，只有分化形成某一类型细胞的能力。随着细胞分化，细胞的分化潜能进一步受到限制，只有分化形成某一类型细胞的能力。稳定型单能稳定型单能 (unipotency)(unipotency)因此，就其分化潜能来讲，动物细胞的全能性随着细胞分化程度提高，而逐因此，就其分化潜能来讲，动物细胞的全能性随着细胞分化程度提高，而逐渐渐“变窄变窄”，此为细胞分化的普遍规律。，此为细胞分化的普遍规律。外胚层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层生殖细胞生殖细胞全能细胞全能细胞多能细胞多能细胞单能细胞单能细胞在胚胎发
7、育过程中，由在胚胎发育过程中，由全能全能多能多能单能单能的发育的发育趋向，是细胞分化的一个趋向，是细胞分化的一个普遍规律普遍规律2 2、细胞生理状态随分化水平而变化、细胞生理状态随分化水平而变化细胞的分裂能力细胞对环境因子的反应性高度分化的高度分化的植物细胞植物细胞仍具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株。仍具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株。证据一：证据一：3 3、分化细胞细胞核的全能性分化细胞细胞核的全能性1958年有人用野生胡萝卜游离的韧皮部细胞进行体外培养的实验中，观察到已经高度分化的细胞可以重新分裂而回得到胚性细胞状态，这种现象叫做去分化或称脱分化，然后通过再分化形成
8、根茎，最终发育成完整的新植株。证据二：证据二：动物细胞核移植实验动物细胞核移植实验爪蟾核移植实验哺乳动物核移植实验“多莉”（Dolly）羊的诞生红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞红细胞血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启合成血红蛋白合成血红蛋白肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的差别基因表达差别基因表达差别基因表达差别基因表达二、二、 细胞分化的调控细胞分化的调控分
9、子杂交技术检测基因及其表达分子杂交技术检测基因及其表达 不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。细胞总细胞总DNA细胞总细胞总RNA输卵管输卵管细胞细胞成红成红细胞细胞胰岛胰岛细胞细胞输卵管输卵管细胞细胞成红成红细胞细胞胰岛胰岛细胞细胞卵清蛋白卵清蛋白基因基因 +-珠蛋白珠蛋白基因基因 +-+-胰岛素胰岛素基因基因 +-+实验方法实验方法 Southern杂交杂交 Northern杂交杂交又称组织特异性基因又称组织特异性基因(tissue-specific genes)(tissue-specific genes)指不同的细胞类型进行
10、特异性表达的基因，其产物赋予各种类型指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；细胞特异的形态结构特征与特异的功能；如红细胞的血红蛋白基因，皮肤的角蛋白基因。如红细胞的血红蛋白基因，皮肤的角蛋白基因。管家基因管家基因(house-keeping gene)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；生命活动所必需的；如核糖体蛋白，线粒体蛋白，膜蛋白、组蛋白。如核糖体蛋白，线粒体蛋白，膜蛋白、组蛋白。奢侈基因奢侈基因(luxury gene)（一）细胞分化与差异
11、基因表达（一）细胞分化与差异基因表达 细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活性修饰等不同水平，其中转录因子介导的性修饰等不同水平，其中转录因子介导的转录水平调控转录水平调控最为重要。最为重要。 - -顺式作用元件（包括启动子、增强子、沉默子），促进基因顺式作用元件（包括启动子、增强子、沉默子），促进基因 转录活性，调节基因的组织专一性表达。转录活性，调节基因的组织专一性表达。 -反式作用因子（又叫转录因子或调节蛋白），结合特异的顺反式作用因子（又叫转录因子或调节蛋白），结合特异的顺 式作用元件而激活基因的转录。式
12、作用元件而激活基因的转录。 -包括转录激活和转录抑制两方面。包括转录激活和转录抑制两方面。 - DNA- DNA甲基化甲基化 - - 组蛋白的共价修饰组蛋白的共价修饰（二）差别基因表达的转录水平调控（二）差别基因表达的转录水平调控DNA甲基化修饰主要与基因抑制有关 人类胚胎红细胞中珠蛋白基因的甲基化基因活化蛋白引导的染色质局部结构改变转录后的加工调节转录后的加工调节非编码非编码RNA在细胞分化中的作用在细胞分化中的作用基因重排和基因调控基因重排和基因调控 在卵裂期间，不同的细胞质组分被在卵裂期间，不同的细胞质组分被分配到不同类型的细胞内，这些特分配到不同类型的细胞内，这些特殊的组分被称为形态发
13、生的殊的组分被称为形态发生的决定子决定子，它们支配细胞分化的途径。它们支配细胞分化的途径。（一）细胞核对细胞分化的影响（一）细胞核对细胞分化的影响（二）细胞质对细胞分化的影响（二）细胞质对细胞分化的影响 细胞核内基因选择性表达细胞核内基因选择性表达三、三、 细胞分化的影响因素细胞分化的影响因素指一部分细胞对其邻近细胞的形态发生影响，并决定其指一部分细胞对其邻近细胞的形态发生影响，并决定其分化方向。胚胎诱导是胚胎形成中有序分化的重要因素分化方向。胚胎诱导是胚胎形成中有序分化的重要因素如眼的形成。如眼的形成。（三）细胞相互作用对分化的影响（三）细胞相互作用对分化的影响在细胞生物中，在细胞生物中，细
14、胞间相互作用细胞间相互作用对细胞分化有较大影响。对细胞分化有较大影响。1. 细胞诱导（细胞诱导（induction）多级诱导：多级诱导：初级诱导：初级诱导：如脊索中胚层诱导其表面的外胚层发育神经板；次级诱导：次级诱导：如神经板卷成神经管后，前端膨大成原脑，其两侧突出的视杯再诱导其上方的外胚层形成晶状体，为次级诱导 ；三级诱导：三级诱导：晶状体再诱导其表面的外胚层形成角膜，为三级诱导。脊索中胚层外胚层神经板前脑-视杯神经管外胚层晶状体外胚层 角膜在胚胎发育中，分化的细胞受到邻近细胞产生的抑制物在胚胎发育中，分化的细胞受到邻近细胞产生的抑制物影响，其作用与诱导相对。影响，其作用与诱导相对。如如含有
15、成蛙含有成蛙心组织心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正常的心脏。出正常的心脏。用含成体蛙用含成体蛙脑组织脑组织碎片的培养液培养蛙胚，也不产生正碎片的培养液培养蛙胚，也不产生正常的脑，常的脑，说明，说明，已分化的细胞可以产生已分化的细胞可以产生抑制邻近细胞进行同样的抑制邻近细胞进行同样的分化分化的物质，使发育的器官之间相互区别而的物质，使发育的器官之间相互区别而避免重复避免重复发发生。生。2. 细胞抑制细胞抑制3. 细胞粘附分子对细胞分化的作用细胞粘附分子对细胞分化的作用 细胞粘合细胞粘合是由于同类细胞可以通过表面细胞粘附因子，进是由于同类细胞可以通过表面细
16、胞粘附因子，进行相互识别、黏着、聚集并相互作用，这有利于形态发生行相互识别、黏着、聚集并相互作用，这有利于形态发生以及正常结构的构建和维持。以及正常结构的构建和维持。如：将蝾螈的原肠胚三个胚层的游离细胞体外混合培养，各胚层细胞又将自如：将蝾螈的原肠胚三个胚层的游离细胞体外混合培养，各胚层细胞又将自我挑选，相互黏着，依然形成外胚层在外，内胚层在内，中胚层介于二者之我挑选，相互黏着，依然形成外胚层在外，内胚层在内，中胚层介于二者之间的胚胎。间的胚胎。2.2.远距离调节远距离调节激素激素是远距离调节细胞分化的信息分子。是远距离调节细胞分化的信息分子。特点：特点：靶细胞的特异性；激素作用的高效性；靶细
17、胞的特异性；激素作用的高效性；如：蝌蚪变态过程如：蝌蚪变态过程中，尾部退化及前肢形成是由于甲状腺分泌的甲状腺中，尾部退化及前肢形成是由于甲状腺分泌的甲状腺素和三碘甲状腺氨基酸的分泌增加所致。素和三碘甲状腺氨基酸的分泌增加所致。如：如：卵巢卵巢产生雌激素，促进雌性第二性征的发育分化。产生雌激素，促进雌性第二性征的发育分化。（四）信号分子对分化的影响（四）信号分子对分化的影响（五）环境因素对分化的影响（五）环境因素对分化的影响1.1.相邻细胞相邻细胞通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤维细胞生长因子，转化生长因子，维细胞生长因子，转化生长因子
18、，WntWnt家族等。家族等。肿瘤细胞是生物体内的正常细胞演变而来的。肿瘤细胞是生物体内的正常细胞演变而来的。从细胞分化的观点分析肿瘤，可认为，细胞癌变是细胞分从细胞分化的观点分析肿瘤，可认为，细胞癌变是细胞分化领域中的一个特殊问题化领域中的一个特殊问题, , 肿瘤细胞是正常细胞分化机制肿瘤细胞是正常细胞分化机制失控造成的。失控造成的。细胞癌变是细胞去分化的结果。细胞癌变是细胞去分化的结果。癌细胞和胚胎细胞具有很多相似的特性。例：甲胎蛋白癌细胞和胚胎细胞具有很多相似的特性。例：甲胎蛋白四、四、 细胞分化与肿瘤细胞分化与肿瘤传统的治疗方法，外科手术切除化学疗法和放射性治疗传统的治疗方法，外科手术
19、切除化学疗法和放射性治疗都是都是杀伤性治疗杀伤性治疗。研究表明肿瘤细胞可以在高浓度的分化信号作用下，被诱研究表明肿瘤细胞可以在高浓度的分化信号作用下，被诱导分化为正常细胞。如，应用导分化为正常细胞。如，应用维甲酸维甲酸治疗治疗早幼粒细胞白血早幼粒细胞白血病病的的诱导分化治疗诱导分化治疗取得了大批病例的成功取得了大批病例的成功. .提示了肿瘤治疗的一个新方向。提示了肿瘤治疗的一个新方向。肿瘤细胞经诱导分化后可以肿瘤细胞经诱导分化后可以“改邪归正改邪归正”思考题1.管家基因、奢侈基因2.什麽是细胞分化？有那些具体特征？3.细胞分化的影响因素有那些？4.为什么说在发育过程中细胞的潜能逐渐变窄？在个体
20、成熟之后，机体的组织仍然保持着一种特在个体成熟之后，机体的组织仍然保持着一种特有的自稳性。即在特定组织中细胞的死亡和细胞有的自稳性。即在特定组织中细胞的死亡和细胞的增生的速度会维持着一个动态平衡。的增生的速度会维持着一个动态平衡。各种组织还保持着程度不同的损伤后再生的能力，各种组织还保持着程度不同的损伤后再生的能力，如两栖类动物、哺乳动物的造血系统，小肠，毛如两栖类动物、哺乳动物的造血系统，小肠，毛发及皮肤等。发及皮肤等。干细胞干细胞p是一类具有是一类具有自我更新自我更新和和多向分化潜能多向分化潜能的细胞，的细胞，它存在于人体或者动物个体发育各个阶段的组它存在于人体或者动物个体发育各个阶段的组
21、织器官中，是各种分化细胞或特化细胞的初始织器官中，是各种分化细胞或特化细胞的初始来源。来源。干细胞干细胞按来源分类按来源分类干细胞是指存在于早期胚胎、骨髓、脐带、胎盘和成年人部分组织或器官中的尚未分化的细胞，它能够发育成肌肉、血液、肝脏、骨骼和神经等多种人体组织和器官。胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞按分化潜能分类按分化潜能分类 多能干细胞多能干细胞 全能干细胞全能干细胞 专能干细胞专能干细胞 一、干细胞的分类一、干细胞的分类处于处于8 8细胞之前的每一个胚胎细胞都具有全能性，将细胞之前的每一个胚胎细胞都具有全能性，将任意细胞移入子宫，都可以发育为一个完整个体。称任意细胞移入子宫，都可
22、以发育为一个完整个体。称为全能干细胞为全能干细胞。全能干细胞全能干细胞 随着发育的进行，形成胚泡，胚泡一侧的随着发育的进行，形成胚泡，胚泡一侧的内细内细胞团胞团具有分化为成熟个体中所有细胞类型的潜能，具有分化为成熟个体中所有细胞类型的潜能，但没有形成完整个体的能力，称为多能干细胞，但没有形成完整个体的能力，称为多能干细胞，也称为胚胎干细胞也称为胚胎干细胞。随着胚胎继续发育，多能干细胞进一步分化，其随着胚胎继续发育，多能干细胞进一步分化，其后代的分化潜能将进一步变窄。只能向一种类型后代的分化潜能将进一步变窄。只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。如神经干细或密切相关的两种类型的细胞分化。
23、如神经干细胞只具有分化为神经元、神经胶质细胞的潜能。胞只具有分化为神经元、神经胶质细胞的潜能。多能干细胞多能干细胞专能干细胞专能干细胞干细胞是具有强大增殖潜能的原始细胞。干细胞是具有强大增殖潜能的原始细胞。细胞通常呈圆形或椭圆形，体积较小。核质比相对较大。细胞中各种细胞通常呈圆形或椭圆形，体积较小。核质比相对较大。细胞中各种细胞器不够发达等。细胞器不够发达等。有比较高的端粒酶活性。有比较高的端粒酶活性。二、干细胞的形态和生化特点二、干细胞的形态和生化特点不同的干细胞具有各异的生化标志，对于确定干细不同的干细胞具有各异的生化标志，对于确定干细胞的位置，寻找和分离干细胞有重要意义。胞的位置，寻找和
24、分离干细胞有重要意义。如：角蛋白如：角蛋白1515是确定毛囊中表皮干细胞的标志分子，是确定毛囊中表皮干细胞的标志分子，巢素蛋白是神经干细胞的标志分子。巢素蛋白是神经干细胞的标志分子。本质特点：具有增殖和自我更新能力，在适当条件本质特点：具有增殖和自我更新能力，在适当条件下表现出分化潜能。下表现出分化潜能。对称分裂：对称分裂：干细胞分裂产生的两个子细胞都是干细胞干细胞分裂产生的两个子细胞都是干细胞（增殖，自我更新增殖，自我更新）或都是分化细胞（）或都是分化细胞（分化分化）。）。不对称分裂：不对称分裂：干细胞分裂产生一个子代干细胞（干细胞分裂产生一个子代干细胞（自我自我更新更新）和一个子代分化细胞
25、（）和一个子代分化细胞（分化分化）。）。A A：干细胞的不对称分裂：干细胞的不对称分裂 (asymmetry division)B B：干细胞群体的不对称分裂：干细胞群体的不对称分裂(populational asymmetry division)干细胞的增殖分化和自我更新方式：干细胞的增殖分化和自我更新方式：1. 1. 干细胞增殖的干细胞增殖的缓慢性缓慢性干细胞进入分化程序前，要经过一个短暂增殖期，产生干细胞进入分化程序前，要经过一个短暂增殖期，产生过渡放大细胞过渡放大细胞。过渡放大细胞过渡放大细胞是界于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞，经若干次分是界于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞，经若干次
26、分裂后产生分化细胞，其作用是可以通过较少的干细胞产生较多的分化裂后产生分化细胞，其作用是可以通过较少的干细胞产生较多的分化细胞。细胞。 干细胞干细胞 过渡放大细胞过渡放大细胞 分化细胞分化细胞 (transit amplifying cell)transit amplifying cell) 缓慢增殖的生理意义缓慢增殖的生理意义可减少基因发生突变的危险；可减少基因发生突变的危险；有利于干细胞对环境信号作有利于干细胞对环境信号作出反应。出反应。三、三、 干细胞的增殖特征干细胞的增殖特征2.2.干细胞增殖系统的干细胞增殖系统的自稳定性自稳定性自稳定性自稳定性是指干细胞可以在生物个体生命区间中自我更
27、新并维持其自身数目的恒定。是指干细胞可以在生物个体生命区间中自我更新并维持其自身数目的恒定。干细胞的分化潜能（全能多能专能）干细胞的分化潜能（全能多能专能）胚胎干细胞的亚全能分化特性胚胎干细胞的亚全能分化特性成体干细胞的多全能分化特性成体干细胞的多全能分化特性区别于前体细胞区别于前体细胞干细胞具有可塑性干细胞具有可塑性，在适当条件下干细胞的转在适当条件下干细胞的转分化和去分化。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细胞的现象。适当条件下分化为另一种组织类型细胞的现象。如人的骨髓干细胞可以分化为肝脏细胞、肌肉如人
28、的骨髓干细胞可以分化为肝脏细胞、肌肉细胞、神经细胞等。细胞、神经细胞等。 干细胞的去分化：干细胞的去分化：一种干细胞向其前体细胞一种干细胞向其前体细胞的逆向转化。的逆向转化。四、干细胞的分化特征四、干细胞的分化特征分泌因子：分泌因子：许多分泌因子对干细胞的生存、增殖许多分泌因子对干细胞的生存、增殖和分化具有重要调控作用。和分化具有重要调控作用。受体介导的细胞间相互作用受体介导的细胞间相互作用整合素和胞间基质整合素和胞间基质干细胞的增殖分化是受到严密调控的。干细胞的增殖分化是受到严密调控的。五、干细胞增殖与分化的分子调控五、干细胞增殖与分化的分子调控2. 2. 它在组织器官中所处是微环境。这种微
29、环境它在组织器官中所处是微环境。这种微环境称为称为干细胞巢干细胞巢。1.1.内源因素。内源因素。 OCT4OCT4、NanogNanog、 Sox2Sox2以及端粒酶。以及端粒酶。胚胎干细胞胚胎干细胞 胚胎干细胞：胚胎干细胞：来源于来源于胚胎内细胞团胚胎内细胞团 (ICM)(ICM)和原始生殖细胞和原始生殖细胞, , 具有发育全能性具有发育全能性( (具有分化发育成三个胚层细胞的潜力具有分化发育成三个胚层细胞的潜力) )的细胞。的细胞。胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持未分化状胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持未分化状态，具有分化为胎儿或成体动物各种细胞类型的潜能。态，具有分化为胎儿或成体动物
30、各种细胞类型的潜能。在适当条件下胚胎干细胞可被诱导分化为多种细胞。在适当条件下胚胎干细胞可被诱导分化为多种细胞。ES细胞（embryonic stem cell）：来源于囊胚内细胞团EG细胞（embryonic germ cell）：来源于早期胎儿生殖嵴部位原始生殖干细胞EC细胞（embryonic carcinoma）：来源于畸胎瘤胚胎干细胞分类(1) (1) 发育良好的囊胚，从中分离内细胞群细胞发育良好的囊胚，从中分离内细胞群细胞ESES细胞细胞(2) (2) 从从5-95-9周的胚胎生殖腺中分离出人的周的胚胎生殖腺中分离出人的EGEG细胞细胞 (3)(3)恶性胚胎肿瘤或畸胎瘤细胞恶性胚胎
31、肿瘤或畸胎瘤细胞(4)(4) 体细胞核移植：体细胞核移植： 去核卵细胞去核卵细胞 + + 体细胞核体细胞核 克隆克隆 囊胚囊胚 分离内细胞群分离内细胞群 ESES细胞细胞(5)(5) 转基因诱导重编程：诱导型多能干细胞（转基因诱导重编程：诱导型多能干细胞（iPS)iPS)1. 1. 移植治疗：移植治疗：很多疾病或很多疾病或病症（如帕金森病、糖尿病症（如帕金森病、糖尿病创伤性脊髓损伤等）都病创伤性脊髓损伤等）都可以通过移植人的分化的可以通过移植人的分化的ESES细胞得到治愈。细胞得到治愈。2. 2. 其它应用潜能：其它应用潜能：可用于可用于研究目前无法解释的人类研究目前无法解释的人类早期发育引起
32、的先天性缺早期发育引起的先天性缺陷和胎盘异动导致的自然陷和胎盘异动导致的自然流产；可用于毒性筛选；流产；可用于毒性筛选；能用于共同治疗互补。能用于共同治疗互补。人胚胎干细胞的应用潜能人胚胎干细胞的应用潜能精原干细胞精原干细胞精原干细胞精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSCs)(spermatogonial stem cells, SSCs)是是雄性生殖系干细胞，位于睾丸曲细精管基膜上，雄性生殖系干细胞，位于睾丸曲细精管基膜上，既具有自我更新潜能，又具有定向分化潜能，既具有自我更新潜能，又具有定向分化潜能，是自然状态下出生后动物体内在整个生命期间是自然状态下出生
33、后动物体内在整个生命期间进行自我更新并能将基因传递至子代的唯一成进行自我更新并能将基因传递至子代的唯一成体干细胞。体干细胞。 成体干细胞成体干细胞在成体组织器官中，许多细胞仍具有自我更新在成体组织器官中，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。及分化产生不同组织细胞的能力。成体干细胞成体干细胞是在成体组织内具有自我更新能力是在成体组织内具有自我更新能力及能分化产生一种或一种以上子代组织细胞的及能分化产生一种或一种以上子代组织细胞的未成熟细胞。未成熟细胞。几种成体干细胞是骨髓中一种能起着造血功能的细胞。是骨髓中一种能起着造血功能的细胞。人血中的红细胞、血小板、淋巴细胞、粒细胞等人血中
34、的红细胞、血小板、淋巴细胞、粒细胞等, ,都都是由它经过多次分化发育而成的。是由它经过多次分化发育而成的。利用造血干细胞移植治疗的疾病很多。如肿瘤性疾病：利用造血干细胞移植治疗的疾病很多。如肿瘤性疾病：白血病；以及非肿瘤性疾病：再生障碍性贫血，重症白血病；以及非肿瘤性疾病：再生障碍性贫血，重症免疫缺陷病，急性放射病，地中海贫血等。免疫缺陷病，急性放射病，地中海贫血等。造血干细胞造血干细胞神经干细胞神经干细胞(neural stem cells(neural stem cells，NSCs) NSCs) 其存在推翻了神经元无法再生的传统观点其存在推翻了神经元无法再生的传统观点神经干细胞移植手术有
35、望神经干细胞移植手术有望让桑兰重新站起来让桑兰重新站起来( (图图) ) 神经干细胞是神经系统中能够神经干细胞是神经系统中能够增殖分化成神经元和神经胶质增殖分化成神经元和神经胶质细胞的特定原始神经细胞。细胞的特定原始神经细胞。目前已在哺乳动物的中枢神经目前已在哺乳动物的中枢神经系统多个部位发现并分离出神系统多个部位发现并分离出神经干细胞。经干细胞。对治疗帕金森氏病、对治疗帕金森氏病、HuntingtonHuntington病、脑、脊髓损伤病、脑、脊髓损伤等等, , 神经系统疾病到来了希望。神经系统疾病到来了希望。具有分化为间质细胞的潜能，可以分化为多种间充质组织，具有分化为间质细胞的潜能，可以
36、分化为多种间充质组织，如骨、关节、脂肪、肌肉、骨髓基质。如骨、关节、脂肪、肌肉、骨髓基质。在体外容易被诱导为成骨细胞和软骨细胞，因此在骨损伤，在体外容易被诱导为成骨细胞和软骨细胞，因此在骨损伤，骨组织畸形治疗方面具有潜在应用价值。骨组织畸形治疗方面具有潜在应用价值。间充质干细胞间充质干细胞其他成体干细胞其他成体干细胞n皮肤干细胞皮肤干细胞维持机体体表屏障的动态平衡维持机体体表屏障的动态平衡n小肠干细胞小肠干细胞位于小肠内腔面隐窝深处位于小肠内腔面隐窝深处n角膜干细胞角膜干细胞维持了角膜上皮的更新和再生。维持了角膜上皮的更新和再生。n肝干细胞肝干细胞具有分化为肝细胞和胆管上皮细胞的潜能。具有分化为肝细胞和胆管上皮细胞的潜能。干细胞的应用研究干细胞的应用研究1.胚胎干细胞育出心脏组织胚胎干细胞育出心脏组织2.骨髓干细胞育出肾脏组织骨髓干细胞育出肾脏组织3.成人干细胞治心梗成人干细胞治心梗4.脐血干细胞治疗白血病脐血干细胞治疗白血病5.皮肤干细胞治疗烧伤皮肤干细胞治疗烧伤6.神经组织细胞治疗帕金森症神经组织细胞治疗帕金森症7.胰岛干细胞治疗糖尿病胰岛干细胞治疗糖尿病展望：干细胞的长生不死梦展望：干细胞的长生不死梦
