干細胞南方醫(yī)科大學(xué)精品課程導(dǎo)航

1、什么是干細胞什么是干細胞? ? 干細胞干細胞(stem cell)(stem cell)是具有自我更新并是具有自我更新并可分化形成一種以上類型細胞的多潛能可分化形成一種以上類型細胞的多潛能細胞。細胞。 第一節(jié)第一節(jié) 干細胞的一般生物學(xué)特征干細胞的一般生物學(xué)特征 一、形態(tài)學(xué)一、形態(tài)學(xué) 不管是光鏡還是電鏡，目前均無法對干不管是光鏡還是電鏡，目前均無法對干細胞的形態(tài)做出有實際判斷價值的客觀細胞的形態(tài)做出有實際判斷價值的客觀描述，只能籠統(tǒng)地認為該類細胞的外形描述，只能籠統(tǒng)地認為該類細胞的外形多為圓形、橢圓形、體積較小，核質(zhì)比多為圓形、橢圓形、體積較小，核質(zhì)比例較大，是一種幼稚、原始細胞形態(tài)學(xué)例較大，是

2、一種幼稚、原始細胞形態(tài)學(xué)特征。特征。 二、生化特征二、生化特征 理論上講，干細胞具有明顯的生化特征。理論上講，干細胞具有明顯的生化特征。這里面有兩種含義：一種是所有干細胞這里面有兩種含義：一種是所有干細胞共有的生化特征；另一種各個具體干細共有的生化特征；另一種各個具體干細胞的生化特征。前者認同的是端粒酶活胞的生化特征。前者認同的是端粒酶活性，后者則互不相同。性，后者則互不相同。 三、分裂增殖特征三、分裂增殖特征 ( (一一) )自身恒定性分裂增殖方式自身恒定性分裂增殖方式 干細胞的分裂增殖是必然的。但人們發(fā)現(xiàn)，干細胞的分裂增殖是必然的。但人們發(fā)現(xiàn)，不管進行了多少次的分裂，對生命時段的某不管進行

3、了多少次的分裂，對生命時段的某個區(qū)間而言，具有原干細胞性質(zhì)的細胞數(shù)量個區(qū)間而言，具有原干細胞性質(zhì)的細胞數(shù)量并沒有什么改變。這是因為，干細胞分裂后并沒有什么改變。這是因為，干細胞分裂后的兩個子代細胞，可能都還是干細胞，也可的兩個子代細胞，可能都還是干細胞，也可能都不是原干細胞而是分化細胞。能都不是原干細胞而是分化細胞。 從總體概率上講，干細胞的數(shù)量不變。從總體概率上講，干細胞的數(shù)量不變。這種分裂方式稱為對稱分裂這種分裂方式稱為對稱分裂(symmetry (symmetry dirision)dirision)。還有一種情況是干細胞分。還有一種情況是干細胞分裂以后一個細胞是干細胞，另一個則為裂以后

4、一個細胞是干細胞，另一個則為分化細胞，即所謂的不對稱分裂分化細胞，即所謂的不對稱分裂(asymmetry division) (asymmetry division) ( (二二) )干細胞增殖的緩慢性干細胞增殖的緩慢性 干細胞本身直接進入分裂增殖的行為是干細胞本身直接進入分裂增殖的行為是比較緩慢的。上面討論的分裂增殖現(xiàn)象比較緩慢的。上面討論的分裂增殖現(xiàn)象多 是 以 過 渡 擴 充 細 胞多 是 以 過 渡 擴 充 細 胞 ( t r a n s i t ( t r a n s i t amplifying cell)amplifying cell)起步的。所謂過渡擴起步的。所謂過渡擴充細胞是

5、由干細胞產(chǎn)生，其性質(zhì)介于干充細胞是由干細胞產(chǎn)生，其性質(zhì)介于干細胞和分化細胞之間的一種細胞。細胞和分化細胞之間的一種細胞。 ( (三三) )干細胞巢干細胞巢 所謂干細胞巢所謂干細胞巢(stem cell niche)(stem cell niche)是指是指干細胞所在的局部區(qū)域或局部環(huán)境。干細胞所在的局部區(qū)域或局部環(huán)境。 第二節(jié)第二節(jié) 各種類型的干細胞各種類型的干細胞 干細胞的分類大致有兩種方法：一是根干細胞的分類大致有兩種方法：一是根據(jù)其所處的發(fā)育階段；二是根據(jù)其分化據(jù)其所處的發(fā)育階段；二是根據(jù)其分化潛能。按前者干細胞可分為胚胎干細胞潛能。按前者干細胞可分為胚胎干細胞和成體干細胞；按后者可分為

6、全能性、和成體干細胞；按后者可分為全能性、多能性及專能性多能性及專能性( (單能性單能性) )干細胞三種，干細胞三種，本文按前者分類法介紹。本文按前者分類法介紹。 一、胚胎干細胞一、胚胎干細胞 胚胎干細胞胚胎干細胞(embryonic stem cell,ES(embryonic stem cell,ES細胞細胞) )是存在于早期胚胎，具有多向分是存在于早期胚胎，具有多向分化潛能和無限增殖能力的細胞。具體地化潛能和無限增殖能力的細胞。具體地講，胚泡的內(nèi)細胞群和胚胎生殖細胞都講，胚泡的內(nèi)細胞群和胚胎生殖細胞都可看成是可看成是ESES細胞。細胞。 ESES細胞具有巨大的分化潛能，能分化成細胞具有巨

7、大的分化潛能，能分化成機體任何組織細胞機體任何組織細胞 二、成體干細胞二、成體干細胞 成體干細胞成員較多，分布于成年機體成體干細胞成員較多，分布于成年機體各種組織中。各種組織中。 ( (一一) )造血干細胞造血干細胞 造血干細胞造血干細胞(hemato-poietic stem cell(hemato-poietic stem cell，HSC)HSC)是存在于造血組織內(nèi)、能分化成各種血是存在于造血組織內(nèi)、能分化成各種血細胞的原始細胞。細胞的原始細胞。 ( (二二) )間充質(zhì)干細胞間充質(zhì)干細胞 骨髓中還有一類干細胞，即間充質(zhì)干細胞骨髓中還有一類干細胞，即間充質(zhì)干細胞(mesenchymal s

8、tem cell,MSC)(mesenchymal stem cell,MSC)。 ( (三三) )神經(jīng)干細胞神經(jīng)干細胞 神經(jīng)干細胞神經(jīng)干細胞(neural stem cell)(neural stem cell)存在神存在神經(jīng)系統(tǒng)中某些部位。經(jīng)系統(tǒng)中某些部位。 ( (四四) )腸干細胞腸干細胞 腸干細胞位于腸腺基部，能分化成腸上腸干細胞位于腸腺基部，能分化成腸上皮吸收細胞、杯狀細胞、潘氏細胞和腸皮吸收細胞、杯狀細胞、潘氏細胞和腸內(nèi)分泌細胞。內(nèi)分泌細胞。 ( (五五) )表皮干細胞表皮干細胞 表皮中的干細胞叫表皮干細胞表皮中的干細胞叫表皮干細胞(epidermal (epidermal ste

9、m cell)stem cell)。這類細胞位于毛囊隆突部和表。這類細胞位于毛囊隆突部和表皮基底層。皮基底層。 ( (六六) )肝干細胞肝干細胞 肝臟中有干細胞，稱肝干細胞肝臟中有干細胞，稱肝干細胞(hepatic stem (hepatic stem cell)cell)。能分化成肝細胞和膽管上皮細胞，但。能分化成肝細胞和膽管上皮細胞，但肝干細胞的確切定位和表面特征性標志尚難肝干細胞的確切定位和表面特征性標志尚難以定論。以定論。 ( (七七) )其他干細胞其他干細胞 內(nèi)皮、胰腺等其它器官組織處也有干細內(nèi)皮、胰腺等其它器官組織處也有干細胞，它們的定位和性質(zhì)有待進一步確定。胞，它們的定位和性質(zhì)有

10、待進一步確定。 第三節(jié)第三節(jié) 干細胞的臨床應(yīng)用前景干細胞的臨床應(yīng)用前景 一、胚胎干細胞一、胚胎干細胞 ( (一一) )個體和器官的克隆個體和器官的克隆 用胚胎干細胞用胚胎干細胞(ES(ES細胞細胞) )與胚胎進行嵌合克隆與胚胎進行嵌合克隆動物，雖然技術(shù)過程復(fù)雜，但克隆出的動物動物，雖然技術(shù)過程復(fù)雜，但克隆出的動物卻是理想的。卻是理想的。 器官或組織克隆器官或組織克隆; ES; ES細胞經(jīng)定向分化誘導(dǎo)，細胞經(jīng)定向分化誘導(dǎo)，可以產(chǎn)生所需要的組織、器官。如果用生物可以產(chǎn)生所需要的組織、器官。如果用生物材料材料( (可以降解可以降解) )做成某器官的外形支架，將做成某器官的外形支架，將ESES細胞種植

11、在支架上，有可能最終形成某器細胞種植在支架上，有可能最終形成某器官。官。 二、成體干細胞二、成體干細胞 ( (一一) )白血病的干細胞治療白血病的干細胞治療 ( (二二) )神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細胞治療 總之，胚胎干細胞在臨床應(yīng)用中具有非總之，胚胎干細胞在臨床應(yīng)用中具有非常誘人的前景，但目前在技術(shù)手段如干常誘人的前景，但目前在技術(shù)手段如干細胞的分離、純化、誘導(dǎo)分化等方面也細胞的分離、純化、誘導(dǎo)分化等方面也有不少等待著我們?nèi)ソ鉀Q的問題。有不少等待著我們?nèi)ソ鉀Q的問題。本次課小結(jié)本次課小結(jié) 干細胞干細胞(stem cell)(stem cell)是具有自我更新并是具有自我更新并可分化形成一種以上類型細胞的多潛能可分化形成一種以上類型細胞的多潛能細胞。干細胞在生物化學(xué)細胞。干細胞在生物化學(xué), , 增殖等方面增殖等方面有自身的特點有自身的特點. . 由于干細胞本身這些特由于干細胞本身這些特點點, , 使它在臨床應(yīng)用方面