2019干細(xì)胞生物學(xué)真題

一、名詞解釋〔共２０題，每題２分〕1、干細(xì)胞：是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞，能夠產(chǎn)生至少一種類型的、高度分化的子代細(xì)胞，是個(gè)體發(fā)育和組織再生的根底。2、干細(xì)胞自我更新：指干細(xì)胞通過對(duì)稱或者不對(duì)稱分裂產(chǎn)生至少一個(gè)保存干細(xì)胞特性子細(xì)胞的過程，自我更新能夠維持干細(xì)胞具有多分化的潛能，對(duì)于組織特異性干細(xì)胞而言，自我更新是維持其終生具有分化潛能的根底。3、IPSCinducedpluripotentstemcells：借助基因?qū)爰夹g(shù)將某些特定因子導(dǎo)入動(dòng)物或人的體細(xì)胞，同時(shí)可選擇性地在培養(yǎng)液參加特定的小分子物質(zhì)〔如wnt3a〕，將體細(xì)胞重編程為多潛能干細(xì)胞。此類細(xì)胞在克隆形態(tài)、生長特征、外表標(biāo)記物、基因表達(dá)模式、表觀遺傳學(xué)特征、擬胚體形成、畸胎瘤形成和嵌合體形成等方面與ESC相似。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，發(fā)育潛能受到一定的限制；它可以分化成三胚層所有的細(xì)胞，進(jìn)而形成身體的所有組織和器官，在器官再生、修復(fù)和疾病治療方面極具應(yīng)用價(jià)值。4、PGC：(primordialgermcell)是產(chǎn)生雄性和雌性生殖細(xì)胞的早期細(xì)胞，通常比其周圍的其他細(xì)胞大，細(xì)胞內(nèi)堿性磷酸酶、酯酶及糖原都呈陽性，易和其他細(xì)胞區(qū)分。分布：多數(shù)脊椎動(dòng)物原腸胚期的原始生殖細(xì)胞分布于腸道、卵黃囊或尿囊基部的內(nèi)胚層細(xì)胞間。遷移：在發(fā)育中借變形運(yùn)動(dòng)或進(jìn)入血流而沿腸壁遷移，或進(jìn)入背腸系膜，最終到達(dá)正在發(fā)育的生殖嵴處，并和生殖嵴的中胚層細(xì)胞共同組成睪丸或卵巢。分化：原始生殖細(xì)胞在未進(jìn)入生殖嵴之前，既可分化為精原細(xì)胞，又可分化為卵原細(xì)胞，這種分化是由其和不同的生殖嵴細(xì)胞的結(jié)合所決定的。5、減數(shù)分裂：性細(xì)胞分裂時(shí)染色體只復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，染色體數(shù)目減半的一種特殊分裂方式，是保證物種染色體數(shù)目穩(wěn)定的機(jī)制。減數(shù)分裂的結(jié)果是：成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。6、腫瘤干細(xì)胞：腫瘤干細(xì)胞是腫瘤中具有自我更新能力并能產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞。腫瘤干細(xì)胞對(duì)腫瘤的存活、增殖、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)有著重要作用。腫瘤干細(xì)胞通過自我更新和無限增殖維持著腫瘤細(xì)胞群的生命力；腫瘤干細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和遷徙能力又使腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移成為可能；腫瘤干細(xì)胞可以長時(shí)間處于休眠狀態(tài)并具有多種耐藥分子而對(duì)殺傷腫瘤細(xì)胞的外界理化因素不敏感，因此腫瘤往往在常規(guī)腫瘤治療方法消滅大局部普通腫瘤細(xì)胞后一段時(shí)間復(fù)發(fā)。7、小腸類器官：是指原生動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)分化形成的、執(zhí)行著類似于高等動(dòng)物的某些器官的功能的結(jié)構(gòu)。2011年，HansClevers等首先報(bào)道了成人小腸類器官的構(gòu)建方法，培養(yǎng)及分化的人小腸類器官分別具有小腸上皮組織隱窩和絨毛區(qū)域細(xì)胞的特征，即同時(shí)包括活潑的腸干細(xì)胞群和一群終末分化的細(xì)胞，重現(xiàn)了體內(nèi)成熟的腸上皮系統(tǒng)。小腸類器官與小腸上皮組織在細(xì)胞組成和形態(tài)結(jié)構(gòu)上高度相似，并具有良好的短肽吸收和離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能。人小腸類器官的培養(yǎng)條件與小鼠小腸類器官不同，除了參加根本生長因子外(EGF,Noggin，R-Spondin-1,Wnt-3a)，還需要添加一些激素和維生素類物質(zhì)，如胃泌素(gastrin)和煙酰胺(Nicotinamide)，可以延長類器官的存活時(shí)間。人小腸類器官呈現(xiàn)出芽狀結(jié)構(gòu)，增殖的干細(xì)胞處于出芽部位。小腸類器官可以長期培養(yǎng)與擴(kuò)增，需參加DAPT等小分子，那么可以誘導(dǎo)腸干細(xì)胞分化為各種終末分化結(jié)腸上皮細(xì)胞。人小腸類器官模型的建立，有望推動(dòng)小腸生理與疾病根底研究的開展并且在藥物開發(fā)、個(gè)體化治療、基因治療以及再生醫(yī)學(xué)等方面具有巨大的應(yīng)用前景。8、成體干細(xì)胞：存在于已分化組織中的未分化細(xì)胞，一類源自于出生后機(jī)體組織的細(xì)胞，它們具有自我復(fù)制和分化產(chǎn)生其起源組織所有細(xì)胞類型的能力，但不能產(chǎn)生其他組織的細(xì)胞，替代衰老和死亡的細(xì)胞,提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，維持機(jī)體功能的穩(wěn)定，如毛囊干細(xì)胞。9、四倍體補(bǔ)償：四倍體補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)〔Teraploidcomplementation〕：人或者動(dòng)物都是二倍體，在胚胎發(fā)育到2細(xì)胞階段的時(shí)候，可用電融合的方法使兩個(gè)細(xì)胞融合為一個(gè)細(xì)胞，獲得四倍體胚胎，四倍體胚胎是不能正常發(fā)育的，但是可以形成胎盤；如果將一種多能干細(xì)胞注入四倍體囊胚，可以獲得一個(gè)完整的動(dòng)物個(gè)體，那證明移進(jìn)去的干細(xì)胞是多能性〔pluripotent〕干細(xì)胞。由于四倍體胚胎只能發(fā)育為胚外組織，因此將外源干細(xì)胞注入四倍胚胎后所獲得的雜合個(gè)體，其體內(nèi)的所有細(xì)胞將全部來自于外源的干細(xì)胞。因而這一技術(shù)也被認(rèn)為是衡量干細(xì)胞多能性(Pluripotency)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。10、Ｙａｍａｎａｋａ四因子：2006年日本京都大學(xué)ShinyaYamanaka在世界著名學(xué)術(shù)雜志《細(xì)胞》上率先報(bào)道了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的研究。他們把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉(zhuǎn)錄因子基因克隆入病毒載體，然后引入小鼠成纖維細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)其發(fā)生轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的iPS細(xì)胞在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細(xì)胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細(xì)胞相似。11、漸凍癥：肌萎縮側(cè)索硬化〔ALS〕也叫運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病〔MND〕，是上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷之后，導(dǎo)致包括球部〔所謂球部，就是指的是延髓支配的這局部肌肉〕、四肢、軀干、胸部腹部的肌肉逐漸無力和萎縮。早期病癥輕微，易與其他疾病混淆?；颊呖赡苤皇歉械接幸恍o力、肉跳、容易疲勞等一些病癥，漸漸進(jìn)展為全身肌肉萎縮和吞咽困難。最后產(chǎn)生呼吸衰竭。12、治療性克隆：〔therapeuticcloning〕治療性克隆指把患者植體細(xì)胞移到去核卵母細(xì)胞中形成重組胚，把重組胚體外培養(yǎng)到囊胚，然后從囊胚內(nèi)別離出ES細(xì)胞，獲得的ES細(xì)胞使之定向分化為所需的特定細(xì)胞類型(如神經(jīng)細(xì)胞，肌肉細(xì)胞和血細(xì)胞〕，用于替代療法。最終目的是用于干細(xì)胞治療，而非得到克隆個(gè)體。運(yùn)用克隆技術(shù)獲得人體早期胚胎，但目的不是將胚胎培育成人，而是為了提取全能型的胚胎干細(xì)胞，然后在適宜的條件下，使其發(fā)育成為人體的任何一個(gè)器官，包括大腦、肌肉、血液和神經(jīng)，這些器官組織將用于醫(yī)療。13、譜系追蹤／示蹤：發(fā)育過程中干細(xì)胞沿著特定的譜系分化，通過永久標(biāo)記一個(gè)細(xì)胞，來追蹤這個(gè)細(xì)胞和它的子代細(xì)胞的技術(shù)。14、正向／反向遺傳學(xué):正向遺傳學(xué)(forwardgenesis)：從表型到基因型。通過大規(guī)模隨機(jī)誘變，使基因發(fā)生突變，產(chǎn)生發(fā)育異常的突變個(gè)體，然后從突變個(gè)體的表型尋找突變基因〔基因篩查，研究突變表型及確定突變基因，是傳統(tǒng)遺傳學(xué)手段〕。反向遺傳學(xué)(reversegenesis)：從基因型到表型。即通過DNA重組等技術(shù)有目的地、精確定位地改造基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)以確定這些變化對(duì)表型性狀的直接影響。15、NaivePSC:Na?ve〔幼稚的〕pluripotency主要指小鼠的胚胎干細(xì)胞，用LIF或2i都可以維持小鼠的Naviepluripotency，可以體外無線增值、表達(dá)多能性標(biāo)志、體外分化為三胚層、形成畸胎瘤、形成嵌合體和生殖系轉(zhuǎn)移、四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)中形成完整個(gè)體。而人的na?vepluripotentstemcell的培養(yǎng)體系需要參加的因子現(xiàn)在仍有爭(zhēng)議，但這些培養(yǎng)基都用了2i,MEKi,GSK3i,大局部培養(yǎng)基還用了hLIF，長出的人的多能干細(xì)胞的形態(tài)與小鼠的相似，將這些人na?vePSC注入到小鼠囊胚中在E10.5可見參與了小鼠胚胎的發(fā)育形成嵌合鼠。16、內(nèi)皮造血轉(zhuǎn)化：在脊椎動(dòng)物的發(fā)育過程中，最早一批的造血干祖細(xì)胞(HSPCs)由血管內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)轉(zhuǎn)分化而來的過程，這一過程也被稱為EHT(endothelialtohematopoietictransition)。目前只知道EHT是在一類具有造血潛能的內(nèi)皮細(xì)胞(hemECs)內(nèi)發(fā)生，但其中的分子機(jī)制卻并未研究清楚17、條件敲除:通過染色體位點(diǎn)特異性重組酶系統(tǒng)Cre-LoxP和FLP-frt來實(shí)現(xiàn)的，可以使靶基因的表達(dá)或缺失發(fā)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)育的某一階段或某一特定的組織器官，從而使對(duì)小鼠基因組的修飾的范圍和時(shí)間處于一種可控狀態(tài)。二、簡(jiǎn)答題〔共６題，每題５分〕造血干細(xì)胞龕目前有幾種答：造血干細(xì)胞(hematopoieticstemcell,HSC)位于骨髓的造血微環(huán)境即龕(niche)中,它們與龕內(nèi)特定的細(xì)胞相互作用以調(diào)節(jié)其自我更新和定向分化。胚胎期：AGMniche，造血干細(xì)胞的維持和再生潛能。胎盤——造血干細(xì)胞發(fā)育的胚胎外龕。胎肝——干細(xì)胞擴(kuò)增的重要環(huán)境。成人造血干細(xì)胞龕有兩種：成骨龕和血管龕,其中成骨龕維持靜態(tài)的HSC微環(huán)境,而血管龕調(diào)控HSC的增殖、分化和發(fā)動(dòng)等行為。2、正常干細(xì)胞＆腫瘤細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞主要生物學(xué)特性①形態(tài)學(xué)：貼壁生長②具強(qiáng)大的自我更新和多向分化潛能：在適宜的體內(nèi)或體外環(huán)境下具有分化為肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞等多種中胚層細(xì)胞的能力；③具免疫調(diào)節(jié)功能：通過細(xì)胞間的相互作用及產(chǎn)生細(xì)胞因子抑制T細(xì)胞的增殖及其免疫反響，從而發(fā)揮免疫重建的功能；④具來源方便，易于別離、培養(yǎng)、擴(kuò)增和純化，屢次傳代擴(kuò)增后仍具有干細(xì)胞特性；⑤外表抗原不明顯，異體移植排異較輕，配型要求不嚴(yán)格⑥〔特殊〕低免疫原性、自身所固有的一定程度的免疫抑制性〔免疫調(diào)節(jié)能力〕：它可以通過抑制淋巴細(xì)胞的增值、抑制抗原提呈細(xì)胞分化成熟及功能發(fā)揮、抑制CTL細(xì)胞形成，增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例等多種途徑發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。標(biāo)記滯留實(shí)驗(yàn)的原理、應(yīng)用干細(xì)胞的細(xì)胞周期通常是緩慢或靜止的,只在組織替換喪失的細(xì)胞時(shí)啟動(dòng),且其細(xì)胞分裂呈不對(duì)稱性,即可以永久的保存比擬古老的DNA鏈(永生化鏈)[5]。LRC技術(shù)即利用干細(xì)胞的慢周期性和不對(duì)稱分裂特性,利用BrdU在細(xì)胞的S期取代胸腺嘧啶嵌入基因組DNA的特點(diǎn)標(biāo)記細(xì)胞,在追蹤期內(nèi),短暫擴(kuò)增細(xì)胞(transitamplifyingcell,TAC)四次細(xì)胞分裂將導(dǎo)致BrdU衰減至不可識(shí)別,而干細(xì)胞那么可以長時(shí)間保存細(xì)胞標(biāo)記,因此可以被追蹤、定位,被稱為LRCs[6]。胚胎造血、成體造血有何作用胚胎期造血：1.卵黃囊造血：原始造血的主要功能是產(chǎn)生瞬時(shí)造血細(xì)胞以滿足胚胎的直接需求，包括產(chǎn)生原始紅系祖細(xì)胞，用于氧合；胚胎巨噬細(xì)胞，用于組織重塑和防御；原始巨核細(xì)胞，用于維持血管。然而，第一波造血并不產(chǎn)生淋巴樣細(xì)胞或造血干細(xì)胞。2.第二波造血：以紅髓祖細(xì)胞和淋巴祖細(xì)胞的出現(xiàn)為標(biāo)志。3.第三波造血：在胚胎的AGM區(qū)產(chǎn)生造血干細(xì)胞，之后遷移到胎肝，在那里它們可以產(chǎn)生造血系統(tǒng)的所有類型的細(xì)胞。成體造血：〔1〕骨髓造血：出生后在正常情況下，骨髓是唯一產(chǎn)生紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和血小板的場(chǎng)所，也產(chǎn)生淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞?！?〕淋巴器官造血：在骨髓內(nèi)，造血干細(xì)胞分化出淋巴干細(xì)胞，其再分化成T、B淋巴祖細(xì)胞〔3〕髓外造血：病理狀態(tài)下補(bǔ)償造血。神經(jīng)系統(tǒng)主要細(xì)胞類型神經(jīng)系統(tǒng)分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)CNS〔腦、脊髓〕，周圍神經(jīng)系統(tǒng)PNS〔神經(jīng)、神經(jīng)節(jié)、神經(jīng)末梢〕。CNS包含神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞〔Glia〕，神經(jīng)元中有許多亞型，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞含少突神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。此外，也存在有小膠質(zhì)細(xì)胞和室管膜細(xì)胞。PNS包含施萬細(xì)胞和位于脊神經(jīng)節(jié)內(nèi)的衛(wèi)星細(xì)胞。三、問答題〔共５提，每題６分〕1、一個(gè)成功干細(xì)胞治療應(yīng)該具備哪些因素？干細(xì)胞的劑量、耐受性〔干細(xì)胞自身狀態(tài)〕、治療路徑②宿主的niche狀態(tài)、疾病狀態(tài)、其他治療2、間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)控的作用及機(jī)制有哪些？3、怎樣發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)成體干細(xì)胞自我更新能力的內(nèi)部調(diào)控因子？首先，在基因文庫中，進(jìn)行相關(guān)基因的篩選其次，使用RNAi技術(shù)或者CRISPRCAS9對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行脫靶/敲除，研究該基因的缺失對(duì)更新的影響。正向遺傳學(xué)？4、怎樣用實(shí)驗(yàn)手段來檢測(cè)一個(gè)細(xì)胞是否具有發(fā)育多潛能性？①體外培養(yǎng)無限增殖：一般來說可以連續(xù)傳達(dá)30代以上，就可以認(rèn)為是無限傳代②體外培養(yǎng)分化：體外培養(yǎng)觀察該細(xì)胞能否分化成三個(gè)胚層的所有細(xì)胞〔外胚層、中胚層、內(nèi)胚層〕③畸胎瘤形成：將該細(xì)胞注射到皮下，能夠形成畸胎瘤，畸胎瘤內(nèi)包含三個(gè)胚層所有細(xì)胞④嵌合體形成：將該細(xì)胞注射到受體囊胚中，形成嵌合體動(dòng)物，具有生殖系遺傳特性⑤四倍體補(bǔ)償tetraploidcomplementation：將發(fā)育到2細(xì)胞階段的早期胚胎通過電激等方法將2細(xì)胞融合，發(fā)育形成四倍體囊胚。然后將該細(xì)胞注射到該四倍體囊胚中，可以形成一個(gè)完整動(dòng)物體。因?yàn)樗谋扼w胚胎不能正常發(fā)育，只能形成胚外組織即胎盤，所以該個(gè)體的所有細(xì)胞全部來源于該細(xì)胞。〔黃金標(biāo)準(zhǔn)！〕⑥外表markers的檢測(cè)：如Oct4、Sox2、Nanog、SSEA1等5、視網(wǎng)膜黃斑性病變的根本實(shí)驗(yàn)流程、意義？實(shí)驗(yàn)流程：1、納入病例：患有新生血管性老年性黃斑變性〔AMD〕的患者，接受過其他方法治療但沒有應(yīng)答，比方抗VEGF藥物眼內(nèi)注射但最正確矯正視力沒有好轉(zhuǎn)甚至逐漸下降。2、用非整合附加載體將新生血管性AMD患者的皮膚成纖維細(xì)胞重編程為iPSC，并將它們分化成RPE細(xì)胞3、評(píng)估將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞〔iPSC〕分化產(chǎn)生視網(wǎng)膜色素上皮〔RetinalPigmentEpithelium，RPE〕細(xì)胞的可行性：比方觀察是否形成單層細(xì)胞結(jié)構(gòu)，細(xì)胞形態(tài)特征是否與典型的RPE細(xì)胞形態(tài)特征一致。4、衡量RPE質(zhì)量和平安性：1〕進(jìn)行全基因組甲基化譜分析和基因表達(dá)分析，評(píng)價(jià)這些iPSC衍生的RPE細(xì)胞是否表現(xiàn)出與RPE組織一致的DNA甲基化和基因表達(dá)譜，基因表達(dá)水平。2〕使用免疫缺陷小鼠〔非肥胖的糖尿病/Shi-scid/IL2rγnull

[NOG]小鼠〕檢測(cè)RPE細(xì)胞的潛在致瘤性；要在這些小鼠中沒有觀察到腫瘤生成。3〕全基因組測(cè)序檢測(cè)單核苷酸變異，蛋白質(zhì)編碼區(qū)沒有檢測(cè)到大段的de

novo插入、缺失或DNA拷貝數(shù)改變。4〕證實(shí)質(zhì)粒DNA沒有整合到基因組DNA中。5、對(duì)患者進(jìn)行了包括視網(wǎng)膜下新生血管膜切除及自體來源iPSC生成RPE細(xì)胞移植的手術(shù)。術(shù)后觀察插入部位是否出血，移植片邊緣是否卷曲，有無移植物排斥反響或新生血管膜復(fù)發(fā)的跡象。觀察術(shù)后1年移植片完整性，最正確矯正視力，是否存在囊樣黃斑水腫。意義：老年性黃斑變性〔age-relatedmaculardegeneration，AMD〕是在興旺國家老年人群中威脅視力的最普遍視網(wǎng)膜疾病之一。新生血管性AMD與黃斑的視網(wǎng)膜下間隙脈絡(luò)膜新生血管膜異位發(fā)育相關(guān)。視網(wǎng)膜色素上皮〔RPE〕是支持其上層光感受細(xì)胞及下層脈絡(luò)膜血管系統(tǒng)的單層細(xì)胞，病程中發(fā)生了RPE的物理破壞和功能障礙。目前治療AMD的手段包括玻璃體內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長因子〔VEGF〕藥物，激光光凝術(shù)，手術(shù)切除，以及光動(dòng)力療法，效果不佳，視力的恢復(fù)有限，視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜也不能防止萎縮。為了克服這些問題，90年代曾進(jìn)行來自