干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞(20101210)

1、2干細(xì)胞概念與基本特性干細(xì)胞概念與基本特性 干細(xì)胞干細(xì)胞(stem cell)概念：概念： 來源于胚胎和成體的細(xì)胞，在一定條件下具有自我更新和分化潛能，具有分化形成至少一種特定細(xì)胞類型的特性。Totipotent cell:全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞 Blastocyst :胚泡胚泡;Fetus: 胚胎；胚胎；Inner cell mass:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán); Primordial germ cells:原生殖細(xì)胞原生殖細(xì)胞; Pultured pluripotent sterm cells:培養(yǎng)多能干細(xì)胞培養(yǎng)多能干細(xì)胞41. 干細(xì)胞的類型(根據(jù)取材來源的組織發(fā)育階段分為)(1)胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞

2、(Embryonic Stem Cell，ESC ) ：指胚胎早期的干細(xì)胞。這類干細(xì)胞分化潛能寬，具指胚胎早期的干細(xì)胞。這類干細(xì)胞分化潛能寬，具有分化為機(jī)體任何組織細(xì)胞的能力。如囊胚期有分化為機(jī)體任何組織細(xì)胞的能力。如囊胚期的細(xì)胞。的細(xì)胞。(2)成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞(Adult Stem Cell，ASC)：指成體：指成體各組織器官中的干細(xì)胞，成體干細(xì)胞具有自我更新各組織器官中的干細(xì)胞，成體干細(xì)胞具有自我更新能力，但分化潛能窄，只能分化為相應(yīng)能力，但分化潛能窄，只能分化為相應(yīng)(或相鄰或相鄰)組組織器官組成的細(xì)胞。如神經(jīng)干細(xì)胞，表皮干細(xì)胞。織器官組成的細(xì)胞。如神經(jīng)干細(xì)胞，表皮干細(xì)胞。5EC 和A

3、SC（成體干細(xì)胞）的區(qū)別 EC ASC 來源 早期胚 晚期或出生后 增殖能力 無限增殖 有限 分化潛能 200 單胚層多能 應(yīng)用潛力 互有優(yōu)缺點(diǎn) 各種細(xì)胞免疫排斥 分化要外界刺激 取自自體免除免疫排斥 無倫理爭(zhēng)議 62. 干細(xì)胞的類型（根據(jù)分化潛能的差異分為）全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞專能干細(xì)胞7具有形成完整個(gè)體的分化潛能。具有形成完整個(gè)體的分化潛能。 如胚胎干細(xì)胞如胚胎干細(xì)胞(ES)具有很強(qiáng)的分化能具有很強(qiáng)的分化能力，可無限增殖并分化為全身力，可無限增殖并分化為全身200多種多種細(xì)胞類型及機(jī)體的各種組織、器官。細(xì)胞類型及機(jī)體的各種組織、器官。1全能性干細(xì)胞全能性干細(xì)胞

4、(胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞)8具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但失去具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。如骨髓多能造血干細(xì)胞，它可分化出至少如骨髓多能造血干細(xì)胞，它可分化出至少十二種血細(xì)胞，但不能分化出造血系統(tǒng)以外十二種血細(xì)胞，但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細(xì)胞。的其它細(xì)胞。2.2.多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞9專能干細(xì)胞專能干細(xì)胞(也稱單能、偏能干細(xì)胞也稱單能、偏能干細(xì)胞)，這，這類干細(xì)胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩類干細(xì)胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化。種類型的細(xì)胞分化。如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的成肌

5、細(xì)胞成肌細(xì)胞(衛(wèi)星細(xì)胞衛(wèi)星細(xì)胞)3專能性干細(xì)胞專能性干細(xì)胞(成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞)1019811981年年EvansEvans和和KaufrnanKaufrnan及及MartinMartin首次由小鼠中首次由小鼠中分離得到鼠的胚胎干細(xì)胞。分離得到鼠的胚胎干細(xì)胞。至今已分離得到的胚胎干細(xì)胞物種有：金黃地至今已分離得到的胚胎干細(xì)胞物種有：金黃地鼠（鼠（19881988）、貂（）、貂（19931993）、豬（）、豬（19941994，19971997）、）、雞（雞（19961996）、恒河猴（）、恒河猴（19951995）、絨猴（）、絨猴（19961996）。）。分離得到人的胚胎干細(xì)胞（分離得到人的

6、胚胎干細(xì)胞（19981998），），分離得到人的胚胎生殖細(xì)胞（分離得到人的胚胎生殖細(xì)胞（19981998），），目前不斷報(bào)道成年組織來源的的干細(xì)胞。目前不斷報(bào)道成年組織來源的的干細(xì)胞。11第第1 1節(jié)節(jié) 干細(xì)胞干細(xì)胞 stem cellsstem cells1. 組織自體穩(wěn)定性組織自體穩(wěn)定性： 特定組織通過使自身特定組織通過使自身細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡和和增生增生的方的方式保持組織細(xì)胞數(shù)量動(dòng)態(tài)平衡的特征稱式保持組織細(xì)胞數(shù)量動(dòng)態(tài)平衡的特征稱組組織自體穩(wěn)定性織自體穩(wěn)定性。2. 干細(xì)胞是干細(xì)胞是個(gè)體發(fā)育個(gè)體發(fā)育和和組織再生組織再生的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 12一、干細(xì)胞的形態(tài)和生化特征一、干細(xì)胞的形態(tài)和生化特征

7、131干細(xì)胞的形態(tài)特征干細(xì)胞的形態(tài)特征 干細(xì)胞形態(tài)共性干細(xì)胞形態(tài)共性：細(xì)胞呈圓形或卵圓形，：細(xì)胞呈圓形或卵圓形，體積小，核質(zhì)比大，增殖力強(qiáng)。體積小，核質(zhì)比大，增殖力強(qiáng)。 干細(xì)胞的固定組織位置干細(xì)胞的固定組織位置：有的干細(xì)胞有：有的干細(xì)胞有固定存在部位與方式。如表皮干細(xì)胞與固定存在部位與方式。如表皮干細(xì)胞與其周圍的子細(xì)胞形成其周圍的子細(xì)胞形成增殖結(jié)構(gòu)單元增殖結(jié)構(gòu)單元。但。但許多組織的干細(xì)胞沒有這種分布特點(diǎn)。許多組織的干細(xì)胞沒有這種分布特點(diǎn)。142干細(xì)胞的生化特性干細(xì)胞的生化特性端粒酶活性高端粒酶活性高：如造血干細(xì)胞具癌細(xì)胞的：如造血干細(xì)胞具癌細(xì)胞的端粒酶活性，增殖能力強(qiáng)。隨著增殖與分端粒酶活性，

8、增殖能力強(qiáng)。隨著增殖與分化，端粒酶活性下降?；?，端粒酶活性下降。蛋白標(biāo)志分子蛋白標(biāo)志分子：不同干細(xì)胞有各異的蛋白：不同干細(xì)胞有各異的蛋白質(zhì)質(zhì)標(biāo)志分子標(biāo)志分子，可作為確定干細(xì)胞位置、分，可作為確定干細(xì)胞位置、分離提純干細(xì)胞的標(biāo)志。如：巢素蛋白離提純干細(xì)胞的標(biāo)志。如：巢素蛋白神神經(jīng)干細(xì)胞；角蛋白經(jīng)干細(xì)胞；角蛋白15表皮干細(xì)胞。表皮干細(xì)胞。 15二、干細(xì)胞的增殖特征二、干細(xì)胞的增殖特征16（一）增殖緩慢性（一）增殖緩慢性1干細(xì)胞增殖速度慢干細(xì)胞增殖速度慢：細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究表：細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究表明，干細(xì)胞的增殖速度較慢，組織中快明，干細(xì)胞的增殖速度較慢，組織中快速分裂的細(xì)胞是速分裂的細(xì)胞是過渡放大細(xì)胞過渡

9、放大細(xì)胞。如小腸干細(xì)胞的分裂速度如小腸干細(xì)胞的分裂速度(Tc=11小時(shí)小時(shí))比比過渡放大細(xì)胞過渡放大細(xì)胞(Tc24小時(shí)小時(shí))慢一倍。慢一倍。172過渡放大細(xì)胞：過渡放大細(xì)胞：過渡放大細(xì)胞是介于干細(xì)胞和分化細(xì)胞過渡放大細(xì)胞是介于干細(xì)胞和分化細(xì)胞之間的過渡細(xì)胞，過渡放大細(xì)胞經(jīng)若干之間的過渡細(xì)胞，過渡放大細(xì)胞經(jīng)若干次分裂產(chǎn)生分化細(xì)胞。次分裂產(chǎn)生分化細(xì)胞。通過這種方式，機(jī)體可用較少干細(xì)胞獲通過這種方式，機(jī)體可用較少干細(xì)胞獲得較多分化細(xì)胞。得較多分化細(xì)胞。183干細(xì)胞增殖緩慢的意義：干細(xì)胞增殖緩慢的意義：(1)利于干細(xì)胞利于干細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)作出反應(yīng)對(duì)外界信號(hào)作出反應(yīng)，以決，以決定細(xì)胞的發(fā)展方向定細(xì)胞的發(fā)

10、展方向增殖或分化。增殖或分化。(2)減少基因突變的危險(xiǎn)減少基因突變的危險(xiǎn)。增殖緩慢使干細(xì)。增殖緩慢使干細(xì)胞有時(shí)間發(fā)現(xiàn)并糾正處于增殖周期過程胞有時(shí)間發(fā)現(xiàn)并糾正處于增殖周期過程中的錯(cuò)誤。中的錯(cuò)誤。19（二）干細(xì)胞的自穩(wěn)定性（二）干細(xì)胞的自穩(wěn)定性1自穩(wěn)定性自穩(wěn)定性自穩(wěn)定性是干細(xì)胞的基本特征之一。指干細(xì)自穩(wěn)定性是干細(xì)胞的基本特征之一。指干細(xì)胞可在個(gè)體生命過程中胞可在個(gè)體生命過程中自我更新自我更新并并維持其自維持其自身數(shù)目恒定身數(shù)目恒定。干細(xì)胞的自穩(wěn)定性是區(qū)別腫瘤細(xì)胞的本質(zhì)特干細(xì)胞的自穩(wěn)定性是區(qū)別腫瘤細(xì)胞的本質(zhì)特征。征。干細(xì)胞通過其特有的分裂方式維持自穩(wěn)定性。干細(xì)胞通過其特有的分裂方式維持自穩(wěn)定性。20

11、2干細(xì)胞的分裂方式干細(xì)胞的分裂方式 干細(xì)胞有干細(xì)胞有對(duì)稱對(duì)稱與與不對(duì)稱不對(duì)稱兩種分裂方式。兩種分裂方式。對(duì)稱分裂：干細(xì)胞對(duì)稱分裂：干細(xì)胞 分裂分裂干細(xì)胞干細(xì)胞干細(xì)胞干細(xì)胞對(duì)稱分裂：干細(xì)胞對(duì)稱分裂：干細(xì)胞 分裂分裂分化細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞不對(duì)稱分裂：干細(xì)胞不對(duì)稱分裂：干細(xì)胞 干細(xì)胞干細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞分裂分裂21不對(duì)稱分裂的不對(duì)稱分裂的結(jié)果結(jié)果使兩個(gè)子細(xì)胞一個(gè)成為使兩個(gè)子細(xì)胞一個(gè)成為功能專一的功能專一的分化細(xì)胞分化細(xì)胞；另一個(gè)保持；另一個(gè)保持干細(xì)干細(xì)胞胞的特征。的特征。不對(duì)稱分裂發(fā)生原因不對(duì)稱分裂發(fā)生原因：系列基因調(diào)控。系列基因調(diào)控。細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)不均等分配。細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)不均等分配。22三、

12、干細(xì)胞的分化特征三、干細(xì)胞的分化特征 23（一）干細(xì)胞的分化潛能（一）干細(xì)胞的分化潛能 根據(jù)其分化潛能大小，干細(xì)胞可分為三類。根據(jù)其分化潛能大小，干細(xì)胞可分為三類。全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞專能干細(xì)胞24(二)干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化和去分化干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化和去分化 1干細(xì)胞的干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化轉(zhuǎn)分化：一種一種組織類型的干細(xì)胞在適當(dāng)條件下分組織類型的干細(xì)胞在適當(dāng)條件下分化為化為另一種另一種組織類型的細(xì)胞的過程稱干組織類型的細(xì)胞的過程稱干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化。細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化。25實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：C57BL/6J成年小鼠成年小鼠 造血干細(xì)造血干細(xì)胞胞 WBB6F/J-KitW/KitW-V鼠鼠(亞致死亞

13、致死劑量同位素照射劑量同位素照射) 在在鼠鼠的神經(jīng)膠質(zhì)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)胞中檢測(cè)到Y(jié)染色體染色體.即即鼠的造血干細(xì)胞移植到造血干細(xì)胞移植到鼠鼠中分化為中分化為腦星形膠質(zhì)細(xì)胞。腦星形膠質(zhì)細(xì)胞。移植分離3天2627282干細(xì)胞干細(xì)胞去分化：去分化：一種干細(xì)胞向其前體細(xì)胞的逆向轉(zhuǎn)化稱一種干細(xì)胞向其前體細(xì)胞的逆向轉(zhuǎn)化稱干細(xì)胞去分化。干細(xì)胞去分化。實(shí)驗(yàn)：成體鼠造血干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：成體鼠造血干細(xì)胞 鼠卵泡的鼠卵泡的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 表達(dá)胎鼠的珠蛋白表達(dá)胎鼠的珠蛋白基因基因參與胚胎造血系統(tǒng)的發(fā)育。參與胚胎造血系統(tǒng)的發(fā)育。 注入分化狀態(tài)逆轉(zhuǎn)29303. 干細(xì)胞的可塑性干細(xì)胞的可塑性(1)干細(xì)胞的橫向分化干細(xì)

14、胞的橫向分化：在干細(xì)胞移植時(shí)，供體干細(xì)胞在受體中通在干細(xì)胞移植時(shí)，供體干細(xì)胞在受體中通常分化為常分化為與其組織來源一致的細(xì)胞與其組織來源一致的細(xì)胞。但有。但有時(shí)供體干細(xì)胞會(huì)分化出時(shí)供體干細(xì)胞會(huì)分化出與其組織來源不一與其組織來源不一致的其它細(xì)胞致的其它細(xì)胞，這種現(xiàn)象稱，這種現(xiàn)象稱干細(xì)胞橫向分干細(xì)胞橫向分化化(trans-differentiation)。31干細(xì)胞橫向分化表明成體干細(xì)胞被移植入干細(xì)胞橫向分化表明成體干細(xì)胞被移植入受體中具有很強(qiáng)的可塑性。為干細(xì)胞治療受體中具有很強(qiáng)的可塑性。為干細(xì)胞治療提供了可能。提供了可能。(2)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：小鼠肌肉干細(xì)胞：小鼠肌肉干細(xì)胞體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)5天天少量骨

15、髓間質(zhì)細(xì)胞少量骨髓間質(zhì)細(xì)胞 接受致死量輻射的接受致死量輻射的小鼠中小鼠中 各種血細(xì)胞系。各種血細(xì)胞系。植入分化32(3)橫向分化的調(diào)控機(jī)制橫向分化的調(diào)控機(jī)制：與干細(xì)胞的微環(huán)境有關(guān)。與干細(xì)胞的微環(huán)境有關(guān)。干細(xì)胞進(jìn)入新的微環(huán)境后，對(duì)分化信號(hào)干細(xì)胞進(jìn)入新的微環(huán)境后，對(duì)分化信號(hào)的反應(yīng)受到周圍正在進(jìn)行分化細(xì)胞的影的反應(yīng)受到周圍正在進(jìn)行分化細(xì)胞的影響，從而對(duì)新的微環(huán)境中的調(diào)節(jié)信號(hào)做響，從而對(duì)新的微環(huán)境中的調(diào)節(jié)信號(hào)做出反應(yīng)。出反應(yīng)。33四、干細(xì)胞增殖與分化的微環(huán)境四、干細(xì)胞增殖與分化的微環(huán)境 干細(xì)胞巢干細(xì)胞巢(stem cell nich)：干細(xì)胞在組織：干細(xì)胞在組織中的居所。中的居所。干細(xì)胞生存的微環(huán)境干

16、細(xì)胞生存的微環(huán)境：指干細(xì)胞巢中控制：指干細(xì)胞巢中控制干細(xì)胞增殖與分化的干細(xì)胞增殖與分化的外部信號(hào)外部信號(hào)。34如：如：這些物質(zhì)可以介導(dǎo)干細(xì)胞這些物質(zhì)可以介導(dǎo)干細(xì)胞-干細(xì)胞的相互干細(xì)胞的相互作用，以及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的作用，作用，以及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的作用，影響干細(xì)胞的增殖和分化。影響干細(xì)胞的增殖和分化。細(xì)胞分泌因子細(xì)胞分泌因子細(xì)胞表面的粘附分子細(xì)胞表面的粘附分子細(xì)胞外基質(zhì)成分細(xì)胞外基質(zhì)成分35（一）分泌因子（一）分泌因子 分泌因子是由細(xì)胞自分泌或旁分泌的生長(zhǎng)分泌因子是由細(xì)胞自分泌或旁分泌的生長(zhǎng)因子，有的分泌因子對(duì)維持干細(xì)胞的增殖，因子，有的分泌因子對(duì)維持干細(xì)胞的增殖，分化和存活具有調(diào)節(jié)作用。分

17、化和存活具有調(diào)節(jié)作用。如如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-和和Wnt家族的成員，在家族的成員，在不同組織不同組織,甚至不同種屬中都發(fā)揮重要作用。甚至不同種屬中都發(fā)揮重要作用。 361轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF(transforming growth factor)是是TGF超超家族的成員之一，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的家族的成員之一，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的作用。作用。因?yàn)橐驗(yàn)門GF能使正常成纖維細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)能使正常成纖維細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)化，即在化，即在EGF同時(shí)存在時(shí)，改變成纖維細(xì)胞貼同時(shí)存在時(shí)，改變成纖維細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)特性而獲得在瓊脂中生長(zhǎng)的能力，并失壁生長(zhǎng)特性而獲得在瓊脂中生長(zhǎng)的能力，并失

18、去密度依賴的抑制作用，故命名。去密度依賴的抑制作用，故命名。37TGF的作用的作用：TGF-對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和免疫功能對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和免疫功能都有重要的調(diào)節(jié)作用。一般對(duì)都有重要的調(diào)節(jié)作用。一般對(duì)間充質(zhì)起間充質(zhì)起源源的細(xì)胞起的細(xì)胞起刺激刺激作用，而對(duì)作用，而對(duì)上皮或神經(jīng)上皮或神經(jīng)外胚層來源外胚層來源的細(xì)胞起的細(xì)胞起抑制抑制作用。作用。 如如TGF-家族成員家族成員Dpp可維持果蠅雌性生可維持果蠅雌性生殖干細(xì)胞的增殖。殖干細(xì)胞的增殖。382Wnt家族的分泌信號(hào)分子家族的分泌信號(hào)分子(1)Wnt基因基因：WntWnt基因最初是在小鼠乳腺癌克隆出來的基因最初是在小鼠乳腺癌克隆出來的原癌基因，因病

19、毒基因在其旁邊插入可激原癌基因，因病毒基因在其旁邊插入可激活該基因，稱為活該基因，稱為IntInt基因基因，后發(fā)現(xiàn)其與果，后發(fā)現(xiàn)其與果蠅的蠅的無翅基因無翅基因(Wingless,wg(Wingless,wg) )高度同源，高度同源，故合稱為故合稱為WntWnt基因基因。39(2)Wnt信號(hào)分子信號(hào)分子： 是是Wnt基因編碼的長(zhǎng)度為基因編碼的長(zhǎng)度為350400個(gè)氨基個(gè)氨基酸的分泌型糖蛋白。它與酸的分泌型糖蛋白。它與細(xì)胞表面細(xì)胞表面及及細(xì)細(xì)胞外基質(zhì)胞外基質(zhì)有聯(lián)系，在小范圍內(nèi)有聯(lián)系，在小范圍內(nèi)(幾個(gè)細(xì)幾個(gè)細(xì)胞直徑胞直徑)起起信使信使的作用。的作用。 40(3)Wnt信號(hào)途徑信號(hào)途徑：是由是由Wnt參

20、與的將信號(hào)由參與的將信號(hào)由細(xì)胞表面細(xì)胞表面?zhèn)髦羵髦良?xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。徑。主要包括主要包括Wnt信號(hào)蛋白信號(hào)蛋白，跨膜受體，跨膜受體(Frizzled)，輔受體，輔受體LRP(低密低密度脂蛋白受體有關(guān)的跨膜蛋白度脂蛋白受體有關(guān)的跨膜蛋白)、Dishevelled、糖原合成酶激酶糖原合成酶激酶3(GSK3)、抗原提呈細(xì)胞（、抗原提呈細(xì)胞（APC）、Axin、-連環(huán)蛋白連環(huán)蛋白及及T細(xì)胞細(xì)胞因子因子/淋巴結(jié)增強(qiáng)因子淋巴結(jié)增強(qiáng)因子(TCF/LEF)家族轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等。家族轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等。41(4)Wnt信號(hào)途徑的作用信號(hào)途徑的作用：在生物的正常發(fā)育中起重要作用，是組織發(fā)育、分

21、化所必需在生物的正常發(fā)育中起重要作用，是組織發(fā)育、分化所必需的關(guān)鍵信號(hào)通路。的關(guān)鍵信號(hào)通路。 (5)Wnt信號(hào)途徑的作用機(jī)理：信號(hào)途徑的作用機(jī)理：通過通過TCF/LEF和-cat對(duì)對(duì)C-myc的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，即的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，即Wnt通路的通路的靶基因?yàn)榘谢驗(yàn)閏-myc。42TCF/LEF是是Wnt信號(hào)通路的信號(hào)通路的中間介質(zhì)中間介質(zhì)，可與可與-連連環(huán)蛋白環(huán)蛋白(-catenin，-cat)結(jié)合成復(fù)合物，將結(jié)合成復(fù)合物，將-catenin由胞漿由胞漿核內(nèi)核內(nèi)。-cat是是Wnt信號(hào)通路中最重要的信號(hào)分子。信號(hào)通路中最重要的信號(hào)分子。-cat具有兩種功能：具有兩種功能：細(xì)胞粘附細(xì)胞粘附及及信號(hào)

22、轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，其，其C-端參端參入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，N-端參入細(xì)胞粘附。端參入細(xì)胞粘附。43正常情況下，在正常情況下，在APC、GSK-3、Axin等調(diào)節(jié)下，胞漿等調(diào)節(jié)下，胞漿內(nèi)內(nèi)-catenin處于平衡狀態(tài)。處于平衡狀態(tài)。當(dāng)Wnt因子因子與其受體結(jié)合，與其受體結(jié)合，Wnt信號(hào)傳導(dǎo)使信號(hào)傳導(dǎo)使GSK3被抑被抑制，制，使使-catenin不能正常水解而不能正常水解而積累積累，過量的，過量的-catenin與與Lef/Tcf結(jié)合并入核，結(jié)合并入核，與DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白Tcf3結(jié)結(jié)合，激活合，激活c-myc、cyclinD1等基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞增殖等基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞增殖分化。分化。44如如

23、Tcf/Lef轉(zhuǎn)錄因子家族轉(zhuǎn)錄因子家族對(duì)上皮干細(xì)胞的對(duì)上皮干細(xì)胞的分化：分化：Tcf/Lef與與-Catenin形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物后，形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物后，促使角質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能狀態(tài)并分化為促使角質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能狀態(tài)并分化為毛囊。毛囊。45461細(xì)胞治療。細(xì)胞治療。干細(xì)胞可恢復(fù)因重大疾病而損害的細(xì)胞，干細(xì)胞可恢復(fù)因重大疾病而損害的細(xì)胞，這是干細(xì)胞潛在的最大優(yōu)勢(shì)。這是干細(xì)胞潛在的最大優(yōu)勢(shì)。由于喪失正常細(xì)胞功能的疾病都可以通由于喪失正常細(xì)胞功能的疾病都可以通過移植由胚胎干細(xì)胞分化來的特異組織過移植由胚胎干細(xì)胞分化來的特異組織細(xì)胞來治療。細(xì)胞來治療。（一）移植研究（一）移植研究47如用神經(jīng)細(xì)胞治療神經(jīng)變性疾

24、病如用神經(jīng)細(xì)胞治療神經(jīng)變性疾病(帕金森氏綜合帕金森氏綜合征、享廷頓舞蹈癥、老年癡呆癥等征、享廷頓舞蹈癥、老年癡呆癥等)；用胰島細(xì)胞治療糖尿?。挥靡葝u細(xì)胞治療糖尿??；用心肌細(xì)胞修復(fù)壞死的心肌等。用心肌細(xì)胞修復(fù)壞死的心肌等。因?yàn)槌赡耆说男呐K和胰島幾乎沒有干細(xì)胞，無法因?yàn)槌赡耆说男呐K和胰島幾乎沒有干細(xì)胞，無法靠自身得到修復(fù)?？梢杂萌梭w胚胎干細(xì)胞能直接靠自身得到修復(fù)?？梢杂萌梭w胚胎干細(xì)胞能直接分化成相應(yīng)細(xì)胞進(jìn)行移植。分化成相應(yīng)細(xì)胞進(jìn)行移植。482基因治療基因治療。即通過胚胎干細(xì)胞和基因。即通過胚胎干細(xì)胞和基因工程技術(shù)，矯正缺陷基因。工程技術(shù)，矯正缺陷基因。因干細(xì)胞能自我復(fù)制更新，是基因治療的因干細(xì)胞能

25、自我復(fù)制更新，是基因治療的理想靶細(xì)胞。將治療基因整合到干細(xì)胞，理想靶細(xì)胞。將治療基因整合到干細(xì)胞，再將干細(xì)胞移植入人體中，能夠持久地發(fā)再將干細(xì)胞移植入人體中，能夠持久地發(fā)揮作用，而不擔(dān)心像分化的細(xì)胞那樣，在揮作用，而不擔(dān)心像分化的細(xì)胞那樣，在細(xì)胞更新中可能丟失治療基因的結(jié)果。細(xì)胞更新中可能丟失治療基因的結(jié)果。49例如，對(duì)囊性纖維化病的治療。例如，對(duì)囊性纖維化病的治療。囊性纖維化病是一種基因缺陷遺傳病，囊性纖維化病是一種基因缺陷遺傳病，30歲以前致死。若在歲以前致死。若在胚胎早期干細(xì)胞中將缺胚胎早期干細(xì)胞中將缺陷基因修正陷基因修正，再將，再將修復(fù)后的胚胎干細(xì)胞嵌修復(fù)后的胚胎干細(xì)胞嵌入胚胎中入胚胎

26、中， 將會(huì)生出一個(gè)健康的嬰兒。將會(huì)生出一個(gè)健康的嬰兒。由于倫理和某些技術(shù)問題，現(xiàn)在還未展開由于倫理和某些技術(shù)問題，現(xiàn)在還未展開此類實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)。50（二）基礎(chǔ)研究（二）基礎(chǔ)研究 1利用干細(xì)胞利用干細(xì)胞研究解釋先天缺陷研究解釋先天缺陷的產(chǎn)生的產(chǎn)生原因原因和和防治防治方法。方法。2將發(fā)育生物學(xué)與干細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)聯(lián)，將發(fā)育生物學(xué)與干細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)聯(lián)，研究干細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的研究干細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的遺傳控制與環(huán)遺傳控制與環(huán)境條件境條件等，便于在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行干細(xì)胞等，便于在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行干細(xì)胞的培養(yǎng)和分化。的培養(yǎng)和分化。 5152 細(xì)胞發(fā)生癌變必須累積許多突變，一般體細(xì)胞壽命較細(xì)胞發(fā)生癌變必須累積許多突變，

27、一般體細(xì)胞壽命較短，經(jīng)數(shù)個(gè)周期的分裂生長(zhǎng)就進(jìn)入正常的程序化死亡，短，經(jīng)數(shù)個(gè)周期的分裂生長(zhǎng)就進(jìn)入正常的程序化死亡，無法累積眾多的突變；只有干細(xì)胞才可能長(zhǎng)時(shí)間存活，無法累積眾多的突變；只有干細(xì)胞才可能長(zhǎng)時(shí)間存活，從而可以接受所有的導(dǎo)致腫瘤的突變。從而可以接受所有的導(dǎo)致腫瘤的突變。 干細(xì)胞幾乎無限的自我更新為發(fā)生基因突變提供了較干細(xì)胞幾乎無限的自我更新為發(fā)生基因突變提供了較多的可能。多的可能。 腫瘤與干細(xì)胞一樣，具有分裂增殖、遷移、再生長(zhǎng)的腫瘤與干細(xì)胞一樣，具有分裂增殖、遷移、再生長(zhǎng)的能力。能力。 腫瘤組織中僅有極小部分細(xì)胞腫瘤組織中僅有極小部分細(xì)胞(干細(xì)胞干細(xì)胞)能通過接種、能通過接種、培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移

28、等方式形成新的腫瘤。培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移等方式形成新的腫瘤。腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)53 惡性腫瘤具有無限增殖和侵襲性生長(zhǎng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的惡性腫瘤具有無限增殖和侵襲性生長(zhǎng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為腫瘤形成是所有腫瘤細(xì)胞共同增殖的結(jié)果。觀念認(rèn)為腫瘤形成是所有腫瘤細(xì)胞共同增殖的結(jié)果。然然而，而，1997年年Dick等人對(duì)急性髓性白血病的研究表明，不等人對(duì)急性髓性白血病的研究表明，不同的白血病細(xì)胞亞群移植到嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病的裸鼠，同的白血病細(xì)胞亞群移植到嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病的裸鼠，其腫瘤細(xì)胞成瘤能力差異巨大，大部分的白血病細(xì)胞不其腫瘤細(xì)胞成瘤能力差異巨大，大部分的白血病細(xì)胞不能有效增殖，僅僅

29、少數(shù)細(xì)胞有穩(wěn)定持續(xù)的形成腫瘤克隆能有效增殖，僅僅少數(shù)細(xì)胞有穩(wěn)定持續(xù)的形成腫瘤克隆的能力。這些細(xì)胞的表面標(biāo)志為（的能力。這些細(xì)胞的表面標(biāo)志為（Thy1-, CD34+, CD38-），約占白血病細(xì)胞總數(shù)的），約占白血病細(xì)胞總數(shù)的0.2-1%，具備干細(xì)胞特性，具備干細(xì)胞特性，被稱作被稱作白血病干細(xì)胞白血病干細(xì)胞。由此提出了腫瘤形成的新模式由此提出了腫瘤形成的新模式腫瘤干細(xì)胞學(xué)說腫瘤干細(xì)胞學(xué)說。5455廣泛用于腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、毒理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的研究56為了提高繁殖率和存活率，一般采用純合型雄鼠與雜合型雌鼠交配的繁殖方式，可以獲得1/2純合型仔鼠。575859勻漿器勻漿器60616263 腫

30、瘤干細(xì)胞腫瘤干細(xì)胞在腫瘤中的一小部分具有無限增值能力，在腫瘤中的一小部分具有無限增值能力，并形成腫瘤能力的細(xì)胞，也稱癌干細(xì)胞。并形成腫瘤能力的細(xì)胞，也稱癌干細(xì)胞。 腫瘤干細(xì)胞在腫瘤組織中所占的比例很少，具有形成腫瘤干細(xì)胞在腫瘤組織中所占的比例很少，具有形成能力是腫瘤干細(xì)胞的本質(zhì)特征。目前已經(jīng)在乳腺癌，腦瘤能力是腫瘤干細(xì)胞的本質(zhì)特征。目前已經(jīng)在乳腺癌，腦瘤等實(shí)體瘤以及血液系統(tǒng)腫瘤中發(fā)現(xiàn)了腫瘤干細(xì)胞。等實(shí)體瘤以及血液系統(tǒng)腫瘤中發(fā)現(xiàn)了腫瘤干細(xì)胞。 鑒定通常是首先通過分子標(biāo)志將腫瘤細(xì)胞懸液用鑒定通常是首先通過分子標(biāo)志將腫瘤細(xì)胞懸液用熒光熒光活化細(xì)胞分選系統(tǒng)活化細(xì)胞分選系統(tǒng)(fluorescence a

31、ctivated cell sorting FACS)和磁性活化細(xì)胞分選系統(tǒng)和磁性活化細(xì)胞分選系統(tǒng)(magnetic activated cell sorting MACS) 分選為若干亞群，然后將不同的細(xì)胞亞群分選為若干亞群，然后將不同的細(xì)胞亞群移值到裸鼠的體內(nèi)觀察其成瘤性，腫瘤干細(xì)胞就存在于具移值到裸鼠的體內(nèi)觀察其成瘤性，腫瘤干細(xì)胞就存在于具有成瘤性的細(xì)胞亞群中。有成瘤性的細(xì)胞亞群中。64v是指一個(gè)細(xì)胞分裂為兩個(gè)細(xì)胞，但其中一個(gè)子代是指一個(gè)細(xì)胞分裂為兩個(gè)細(xì)胞，但其中一個(gè)子代細(xì)胞仍然保持與親代細(xì)胞完全相同的未分化狀態(tài)；細(xì)胞仍然保持與親代細(xì)胞完全相同的未分化狀態(tài)；而另一個(gè)細(xì)胞則定向分化，這種分

32、裂稱為而另一個(gè)細(xì)胞則定向分化，這種分裂稱為。v 腫瘤干細(xì)胞通過自我更新維持著腫瘤的持續(xù)生腫瘤干細(xì)胞通過自我更新維持著腫瘤的持續(xù)生長(zhǎng)。腫瘤干細(xì)胞積累了所在腫瘤的基因突變，正長(zhǎng)。腫瘤干細(xì)胞積累了所在腫瘤的基因突變，正是這些基因突變導(dǎo)致了腫瘤細(xì)胞的過度增殖，乃是這些基因突變導(dǎo)致了腫瘤細(xì)胞的過度增殖，乃至轉(zhuǎn)移播散。至轉(zhuǎn)移播散。65 v 腫瘤干細(xì)胞的致瘤性因腫瘤種類不同腫瘤干細(xì)胞的致瘤性因腫瘤種類不同差別較大，主要從兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：差別較大，主要從兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：一是腫瘤干細(xì)胞在體外克隆形成的能力一是腫瘤干細(xì)胞在體外克隆形成的能力;二是腫瘤干細(xì)胞在免疫缺陷細(xì)胞動(dòng)物體二是腫瘤干細(xì)胞在免疫缺陷細(xì)胞動(dòng)物體

33、內(nèi)的腫瘤形成。內(nèi)的腫瘤形成。66 v 具有多向分化潛能，能夠重建相應(yīng)組織所有具有多向分化潛能，能夠重建相應(yīng)組織所有的細(xì)胞成分。腫瘤干細(xì)胞能夠形成缺乏自我的細(xì)胞成分。腫瘤干細(xì)胞能夠形成缺乏自我更新能力但具有分裂能力的子代細(xì)胞，生理更新能力但具有分裂能力的子代細(xì)胞，生理狀態(tài)下稱為狀態(tài)下稱為“分化分化”。腫瘤缺乏分化為表型。腫瘤缺乏分化為表型正常的成熟細(xì)胞的能力，但能發(fā)生不同程度正常的成熟細(xì)胞的能力，但能發(fā)生不同程度的有限的分化，從而形成組織病變學(xué)各異的的有限的分化，從而形成組織病變學(xué)各異的腫瘤。腫瘤。67v耐藥性是腫瘤干細(xì)胞的特征之一，因而耐藥性是腫瘤干細(xì)胞的特征之一，因而不少報(bào)道認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞的

34、存在是導(dǎo)致不少報(bào)道認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞的存在是導(dǎo)致腫瘤化療失敗的主要原因腫瘤化療失敗的主要原因。6869(1)兩者均不是處于分化途徑的終端，而是保持未分化狀態(tài)，兩者均不是處于分化途徑的終端，而是保持未分化狀態(tài)，都具有分化能力，并且細(xì)胞均具有無限增殖分裂的潛能，都具有分化能力，并且細(xì)胞均具有無限增殖分裂的潛能，增殖的同時(shí)可誘導(dǎo)血管形成。增殖的同時(shí)可誘導(dǎo)血管形成。(2)兩者均具有端粒酶活性以及擴(kuò)增的端粒重復(fù)序列，而人兩者均具有端粒酶活性以及擴(kuò)增的端粒重復(fù)序列，而人類終末體細(xì)胞不具有端粒酶活性。類終末體細(xì)胞不具有端粒酶活性。(3) 兩者的分裂方式有兩種，一種是兩者的分裂方式有兩種，一種是對(duì)稱分裂對(duì)稱分裂，

35、即形成兩個(gè)，即形成兩個(gè)相同的干細(xì)胞；另一種是相同的干細(xì)胞；另一種是非對(duì)稱分裂非對(duì)稱分裂，即由于細(xì)胞質(zhì)中調(diào)，即由于細(xì)胞質(zhì)中調(diào)節(jié)分化蛋白不均勻地分配，使得一個(gè)子細(xì)胞不可逆地走向節(jié)分化蛋白不均勻地分配，使得一個(gè)子細(xì)胞不可逆地走向分化的終端成為功能專一的分化細(xì)胞，另一個(gè)保持親代的分化的終端成為功能專一的分化細(xì)胞，另一個(gè)保持親代的特征，仍作為干細(xì)胞保留下來。特征，仍作為干細(xì)胞保留下來。70(1)干細(xì)胞可以在某一時(shí)間內(nèi)連續(xù)分裂，也可以在較長(zhǎng)時(shí)間干細(xì)胞可以在某一時(shí)間內(nèi)連續(xù)分裂，也可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。干細(xì)胞的自我更新具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)，內(nèi)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。干細(xì)胞的自我更新具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)，增殖和分化處

36、于平衡狀態(tài)，是有序的；而在腫瘤干細(xì)胞中，增殖和分化處于平衡狀態(tài)，是有序的；而在腫瘤干細(xì)胞中，這一調(diào)節(jié)機(jī)制并不存在，它的增殖分化是無序的，失控的。這一調(diào)節(jié)機(jī)制并不存在，它的增殖分化是無序的，失控的。 (2)腫瘤干細(xì)胞沒有分化為成熟細(xì)胞的能力，其分化程序異腫瘤干細(xì)胞沒有分化為成熟細(xì)胞的能力，其分化程序異常，這與有正常分化程序的干細(xì)胞有著本質(zhì)的不同。常，這與有正常分化程序的干細(xì)胞有著本質(zhì)的不同。(3)腫瘤干細(xì)胞傾向于累積復(fù)制錯(cuò)誤，而干細(xì)胞的發(fā)育機(jī)制腫瘤干細(xì)胞傾向于累積復(fù)制錯(cuò)誤，而干細(xì)胞的發(fā)育機(jī)制要防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。要防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。71自腫瘤干細(xì)胞理論建立以來，從最早的血液系統(tǒng)腫自腫瘤干細(xì)胞理

37、論建立以來，從最早的血液系統(tǒng)腫瘤干細(xì)胞到最近的實(shí)體性腫瘤，如肺癌與其他腫瘤瘤干細(xì)胞到最近的實(shí)體性腫瘤，如肺癌與其他腫瘤干細(xì)胞的確定，這一理論得到了有力的證實(shí)。干細(xì)胞的確定，這一理論得到了有力的證實(shí)。不同類型腫瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)時(shí)間與文獻(xiàn)不同類型腫瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)時(shí)間與文獻(xiàn)72F腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物是一些在腫瘤干細(xì)胞中特腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物是一些在腫瘤干細(xì)胞中特異性高表達(dá)（陽(yáng)性表達(dá)）、不表達(dá)或低表達(dá)異性高表達(dá)（陽(yáng)性表達(dá)）、不表達(dá)或低表達(dá)（陰性表達(dá)）的分子，常為細(xì)胞表面的特異（陰性表達(dá)）的分子，常為細(xì)胞表面的特異性蛋白質(zhì)。目前腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志物是最性蛋白質(zhì)。目前腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志物是最可靠的鑒定腫瘤干細(xì)胞的方

38、法。可靠的鑒定腫瘤干細(xì)胞的方法。7374F與正常干細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)相似，腫瘤干細(xì)胞與正常干細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)相似，腫瘤干細(xì)胞的信號(hào)系統(tǒng)也是的信號(hào)系統(tǒng)也是細(xì)胞外因子通過與受體（膜受體細(xì)胞外因子通過與受體（膜受體或核受體）結(jié)合，引發(fā)腫瘤干細(xì)胞內(nèi)的一系列生或核受體）結(jié)合，引發(fā)腫瘤干細(xì)胞內(nèi)的一系列生物化學(xué)反應(yīng)以及蛋白質(zhì)相互作用，直至細(xì)胞生理物化學(xué)反應(yīng)以及蛋白質(zhì)相互作用，直至細(xì)胞生理反應(yīng)所需基因開始表達(dá)、各種生物學(xué)形成的過程反應(yīng)所需基因開始表達(dá)、各種生物學(xué)形成的過程。腫瘤干細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)的持續(xù)激活或活性異常增加腫瘤干細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)的持續(xù)激活或活性異常增加對(duì)維持腫瘤細(xì)胞的高增殖、低分化以及永生性生對(duì)維持腫瘤

39、細(xì)胞的高增殖、低分化以及永生性生長(zhǎng)有重要作用。長(zhǎng)有重要作用。7577 腫瘤干細(xì)胞的培養(yǎng)類似于正常干細(xì)胞的培養(yǎng)，腫瘤干細(xì)胞的培養(yǎng)類似于正常干細(xì)胞的培養(yǎng)，只是細(xì)胞來源不同。從原代腫瘤中獲取腫瘤細(xì)只是細(xì)胞來源不同。從原代腫瘤中獲取腫瘤細(xì)胞，在含有適當(dāng)生長(zhǎng)因子（如胞，在含有適當(dāng)生長(zhǎng)因子（如bFGF、EGF等）等）的無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)，的無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)，非腫瘤干細(xì)胞由于非腫瘤干細(xì)胞由于”血清饑餓血清饑餓”將不能存活，將不能存活，而腫瘤細(xì)胞可以存活并繁殖。由此腫瘤細(xì)胞將而腫瘤細(xì)胞可以存活并繁殖。由此腫瘤細(xì)胞將得到純化并維持干細(xì)胞狀態(tài)，其得率也將提高。得到純化并維持干細(xì)胞狀態(tài)，其得率也將提高。7879傳統(tǒng)理論指導(dǎo)下癌癥的治療有放療傳統(tǒng)理論指導(dǎo)下癌癥的治療有放療法，化療法，外科切除等方法。這法，化療法，外