干細(xì)胞南方醫(yī)科大學(xué)精品課程導(dǎo)航

1、什么是干細(xì)胞什么是干細(xì)胞? ? 干細(xì)胞干細(xì)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(xì)胞的多潛能可分化形成一種以上類型細(xì)胞的多潛能細(xì)胞。細(xì)胞。 第一節(jié)第一節(jié) 干細(xì)胞的一般生物學(xué)特征干細(xì)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(wú)法對(duì)干不管是光鏡還是電鏡，目前均無(wú)法對(duì)干細(xì)胞的形態(tài)做出有實(shí)際判斷價(jià)值的客觀細(xì)胞的形態(tài)做出有實(shí)際判斷價(jià)值的客觀描述，只能籠統(tǒng)地認(rèn)為該類細(xì)胞的外形描述，只能籠統(tǒng)地認(rèn)為該類細(xì)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(xì)胞形態(tài)學(xué)例較大，是

2、一種幼稚、原始細(xì)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(xì)胞具有明顯的生化特征。理論上講，干細(xì)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(xì)胞這里面有兩種含義：一種是所有干細(xì)胞共有的生化特征；另一種各個(gè)具體干細(xì)共有的生化特征；另一種各個(gè)具體干細(xì)胞的生化特征。前者認(rèn)同的是端粒酶活胞的生化特征。前者認(rèn)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(xì)胞的分裂增殖是必然的。但人們發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞的分裂增殖是必然的。但人們發(fā)現(xiàn)，不管進(jìn)行了多少次的分裂，對(duì)生命時(shí)段的某不管進(jìn)行

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

4、一個(gè)細(xì)胞是干細(xì)胞，另一個(gè)則為分化細(xì)胞，即所謂的不對(duì)稱分裂分化細(xì)胞，即所謂的不對(duì)稱分裂(asymmetry division) (asymmetry division) ( (二二) )干細(xì)胞增殖的緩慢性干細(xì)胞增殖的緩慢性 干細(xì)胞本身直接進(jìn)入分裂增殖的行為是干細(xì)胞本身直接進(jìn)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(guò) 渡 擴(kuò) 充 細(xì) 胞多 是 以 過(guò) 渡 擴(kuò) 充 細(xì) 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(guò)渡擴(kuò)起步的。所謂過(guò)渡擴(kuò)充細(xì)胞是

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

6、全能性、和成體干細(xì)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(xì)胞三種，干細(xì)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(xì)胞一、胚胎干細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell,ES(embryonic stem cell,ES細(xì)胞細(xì)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(wú)限增殖能力的細(xì)胞。具體地化潛能和無(wú)限增殖能力的細(xì)胞。具體地講，胚泡的內(nèi)細(xì)胞群和胚胎生殖細(xì)胞都講，胚泡的內(nèi)細(xì)胞群和胚胎生殖細(xì)胞都可看成是可看成是ESES細(xì)胞。細(xì)胞。 ESES細(xì)胞具有巨大的分化潛能，能分化成細(xì)胞具有巨

7、大的分化潛能，能分化成機(jī)體任何組織細(xì)胞機(jī)體任何組織細(xì)胞 二、成體干細(xì)胞二、成體干細(xì)胞 成體干細(xì)胞成員較多，分布于成年機(jī)體成體干細(xì)胞成員較多，分布于成年機(jī)體各種組織中。各種組織中。 ( (一一) )造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞 造血干細(xì)胞造血干細(xì)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(xì)胞的原始細(xì)胞。細(xì)胞的原始細(xì)胞。 ( (二二) )間充質(zhì)干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞 骨髓中還有一類干細(xì)胞，即間充質(zhì)干細(xì)胞骨髓中還有一類干細(xì)胞，即間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal s

8、tem cell,MSC)(mesenchymal stem cell,MSC)。 ( (三三) )神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞 神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)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(xì)胞腸干細(xì)胞 腸干細(xì)胞位于腸腺基部，能分化成腸上腸干細(xì)胞位于腸腺基部，能分化成腸上皮吸收細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、潘氏細(xì)胞和腸皮吸收細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、潘氏細(xì)胞和腸內(nèi)分泌細(xì)胞。內(nèi)分泌細(xì)胞。 ( (五五) )表皮干細(xì)胞表皮干細(xì)胞 表皮中的干細(xì)胞叫表皮干細(xì)胞表皮中的干細(xì)胞叫表皮干細(xì)胞(epidermal (epidermal ste

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

10、待進(jìn)一步確定。 第三節(jié)第三節(jié) 干細(xì)胞的臨床應(yīng)用前景干細(xì)胞的臨床應(yīng)用前景 一、胚胎干細(xì)胞一、胚胎干細(xì)胞 ( (一一) )個(gè)體和器官的克隆個(gè)體和器官的克隆 用胚胎干細(xì)胞用胚胎干細(xì)胞(ES(ES細(xì)胞細(xì)胞) )與胚胎進(jìn)行嵌合克隆與胚胎進(jìn)行嵌合克隆動(dòng)物，雖然技術(shù)過(guò)程復(fù)雜，但克隆出的動(dòng)物動(dòng)物，雖然技術(shù)過(guò)程復(fù)雜，但克隆出的動(dòng)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(xì)胞經(jīng)定向分化誘導(dǎo)，細(xì)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(xì)胞種植

11、在支架上，有可能最終形成某器細(xì)胞種植在支架上，有可能最終形成某器官。官。 二、成體干細(xì)胞二、成體干細(xì)胞 ( (一一) )白血病的干細(xì)胞治療白血病的干細(xì)胞治療 ( (二二) )神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細(xì)胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細(xì)胞治療 總之，胚胎干細(xì)胞在臨床應(yīng)用中具有非總之，胚胎干細(xì)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(xì)胞的分離、純化、誘導(dǎo)分化等方面也細(xì)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(wèn)題。有不少等待著我們?nèi)ソ鉀Q的問(wèn)題。本次課小結(jié)本次課小結(jié) 干細(xì)胞干細(xì)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(xì)胞的多潛能可分化形成一種以上類型細(xì)胞的多潛能細(xì)胞。干細(xì)胞在生物化學(xué)細(xì)胞。干細(xì)胞在生物化學(xué), , 增殖等方面增殖等方面有自身的特點(diǎn)有自身的特點(diǎn). . 由于干細(xì)胞本身這些特由于干細(xì)胞本身這些特點(diǎn)點(diǎn), , 使它在臨床應(yīng)用方面