细胞的分化

细胞的分化
细胞的分化

细胞的分化

一、设计理念

建构主义学习理论认为,教学不是教师简单地把知识传递给学生,而是学生主动构建的过程;教师与学生、学生与学生之间需要共同针对某些教学问题进行探索,在探索中相互交流与质疑,从而了解彼此的想法。根据这一理念,本节课主要以螺旋式上升的问题为纽带,层层深入展开讨论,引出并重视学生的想法,通过教与学的活动,引导学生及时形成正确的生物学概念,在浓郁的课堂氛围中掌握新知识,领悟新方法。

其中融入STS的教育思想,引导学生在实践背景下学习生物学,并在尝试解决实际问题的过程中进一步深入了解生物学核心概念。

二、学习任务分析

本教材是处于浙江科学技术出版社高中生物必修1中第四章第二节的内容。首先,从教材的内容上看,它主要是介绍了细胞的分化、癌变,细胞的全能性以及干细胞的特点、类型三块内容,在前一节介绍了单细胞和多细胞区别的基础上进一笔解释和阐述了多细胞生物具有各种细胞的原因。既是对学生前知识的深化,同时也为学生今后将要学到的细胞的衰老和死亡等内容奠定了比较重要的基础。

其次,从教材内容的组织上看,它是按照细胞从生长到分化的基本顺序来编排知识框架的,从浅入深,层层递进展开讨论,体现了教材内在逻辑性和学生认知规律的统一。

基于以上分析,本节内容在整个教材中是处于比较重要的地位和意义的。

三、学习者分析

从知识起点上分析,学生在前一节中已经掌握单细胞和多细胞生物的区别,而且在前一章中也学习到了细胞分裂的相关内容,这些都为本节课的学习提供了良好的知识储备。但是由于之前没有把这些知识加以联系和归纳,故教师需要借助于对学生前知识的激发和神话来完成本节内容的迁移和系统化。

从认知技能上分析,高二学生已经具备了较强的理性分析能力,其思维的目的性、连续性和逻辑性都已经初步建立,加上这些内容与人类本身息息相关,对学生来说是比较感兴趣的,所以教师需要创设各种情境和活动来抓住学生的活跃思维,引导学生在浓郁的课堂气氛中构建知识体系。

四、教学目标

(一)知识目标

1、能说出细胞分化的概念和意义。

2、简述癌细胞的产生和特点,能举出举例说出一些致癌因素。

3、能熟练说出细胞全能性的概念,举例说出可证明细胞具有全能性的实验。

4、简述干细胞的概念、特点和分类。

(二)能力目标

1、学会收集和处理生物学信息的途径和方法。

2、通过互相之间的讨论和交流,体会集体学习的意义和乐趣。

3、增强假设、归纳总结、对比分析的科学方法。

(三)情感目标

1、通过收集癌症方面的知识,关注癌症对人类健康的影响,增强保健意识。

2、通过科学家对细胞全能性的验证试验,体会和认同科学研究是需要实事求是的科学精神和严谨的科学态度。

五、教学重、难点

重点:1、细胞分化的概念和特点。

2、细胞全能性的特点和实验证明

难点:细胞全能性的特点和实验证明

六、教学方法

主要采用探究研讨法,辅以交流合作和媒体展示的教学方法共同完成既定教学目标。

七、教学课时

1课时

八、教学过程

(一)组织活动,激趣导入

【设问】前一节课学习了多细胞和单细胞生物,哪位同学可以向大家介绍一下这两者之间的区别?其他同学注意听,随时给给予补充。

【个别回答】……(单细胞生物由一个细胞组成,多细胞生物有各种各样的细胞)

【相互评价】其他学生根据发言的学生适时进行补充和修饰。

【总结】很好!既然大家都已经清楚了单细胞和多细胞生物的特点,应该很清楚人是属于什么生物?

【齐答】多细胞生物。

【活动一】怎样感觉到这些各种各样的细胞呢?我们来做个活动。用你们的双手捏自己的脸颊,有没有觉得较柔软?再往里摁一些,会碰到硬硬的骨头。继续用力捏,是不是会有疼痛感?

【讨论语交流】学生通过活动建立感性上的认识,通过适当的交流自己提出问题:为什么会有这种现象,是因为细胞种类的不同吗?

【互动】初中我们已经学过人体的四大组织,其实刚才大家所摸到的较软的部分是(学生回答:结缔组织或肌肉组织),其中含有大量的(学生回答:脂肪或肌肉细胞),硬硬的骨头由很多(骨骼细胞)组成,有疼痛感是因为脸颊中具有很多的(神经细胞)……

【设问】那么这些不同种类的细胞是从哪里来的呢?

【学生回答】细胞分化

(二)讨论学习,探求新知

1、细胞的分化和癌变

【点拨】请同学们阅读113页细胞分化这部分内容,3分钟后请几位同学上台来介绍一下有关细胞分化的知识,看谁分析得更有条理、更全面一些。

【学生阅读】(学生自主阅读这部分内容,不仅加强了他们自主学习的意识,也通过上台讲解这一“压力”锻炼她们语言表达能力和获取知识的能力。)

【活动二】细胞分化的概念,特点等等。(学生上台讲解,其他同学等待补充)

【补充评价】……(其他同学根据自己阅读道德以及平时课外学到的读这部分内容进行补充,发散学生思维的同时加强了他们的评判意识。)

【讲解】刚才同学讲到了很多方面的知识,非常好!这说明我们科学的学习是没有边界的,只要我们善于发现和学习,能够学到的还有很多很多。下面我对同学们刚才所说的总结一下。【媒体展示】引出细胞分化的概念,以一个FLASH来加深学生对这个概念的理解。

【设问】刚刚我们看到的是细胞有秩序地分化的,最终形成了具有特定功能的细胞。但是,如果某些细胞发生了不正常的改变,又会如何呢?

【个别回答】分化成了不正常的组织,不受限制地进行增殖,可能导致癌症……

【媒体展示】展示细胞发生癌变的过程

【讲解】像这种细胞在某些致癌因子的影响下,不受控制的进行无限增殖的过程,就称为细胞癌变。

【引导】那么如果细胞发生了癌变,对我们人体有哪些影响呢?

【讨论】……产生很多病变细胞,癌症等等。

【情感渗透】它不仅能无限分化,还能进行转移,从一个组织转移到另一个组织,就是我们生活中所说到的癌细胞扩散。之所以会发生癌变,使由很多致癌因子造成的,如各种射线,各种有机化合物等等,所以大家一定要增强保健意识,养成健康良好的生活习惯。

【过渡】现在我们知道了,我们人体有各种各样的细胞,是因为细胞分化得来的。每一种细胞它都会分化出具有特定功能的细胞。比如前面讲到的受精卵有什么特点?

【齐答】能分化成各种细胞。

2、细胞的全能性

【媒体展示】引出细胞全能性的概念:受精卵具有分化成各种细胞的潜能,这种潜能就是细胞的全能性。

【设问】是不是所有的细胞都有全能性呢?如何来证明?

【讨论】………(植物细胞具有全能性,动物体细胞不具有全能性等)

【图片展示】

【互动】(教师和学生围绕上图步骤进行讨论和研究,教师要注意引出并及时纠正或改进学生的错误观点)

【设问】分离的单个胡萝卜细胞属于(学生回答:高度分化的细胞),在一定的条件下仍然能够分裂并分化,最终形成完整植株。这说明植物细胞具有什么特点?

【个别回答】植物细胞全能性

【引导】那么是不是动物细胞也都具有全能性呢?证明一下你的观点。

【齐答】不是。……

【讲解】受精卵第一次分裂产生的细胞具有全能性,但继续分裂产生的细胞就逐渐失去了这种能力,不能发育成完整的个体。它之所以不能表现全能性是因为受到了细胞质的限制,那么细胞核有没有全能性呢?

【思考讨论】有。因为它没有了细胞质的限制……

【媒体展示】

【互动】(教师和学生围绕上图步骤进行讨论和研究,展开讨论,最终得出结论)

【设问】这个实验说明动物细胞具有什么特点?能举出相关的应用吗?

【个别回答】动物细胞核具有全能性。……比如多利羊的克隆成功就证明了动物细胞核的全能性。

(三)联系实际,知识内化

【引导】大家有有听说多骨髓干细胞吧,这个名词现在社会生活中经常提到。也提倡我们捐献骨髓干细胞。那么,什么是干细胞呢?

【讨论】……概念:一种可以分化成各种细胞的为分化细胞,以及特点:不同干细胞的分化能力不同等等。

【总结】根据学生发言总结干细胞的概念、特点和类型(胚胎干细胞和成体干细胞)【STS渗透】干细胞的研究为临床医学开辟了新的途径。如骨髓移植是细胞移植,已经应用多年,但是供体十分有限。如果让胚胎干细胞在体外分化成所需要的细胞,就可以给患者移植。当然这些还涉及到材料学和组织工程学的支持,希望在座的各位能够认真研究,将来为我们国家的这块领域做出自己的一份贡献。

【课堂小结】师生根据板书对本节课的知识要点及所涉及的技能和实验思想进行小结。(四)技能训练,夯实基础

【知识题】

这个题型主要包括一些选择和填空题,用于检测学生是否达成了本节课的知识目标。【技能题】

我给出一个情境比如:如何用生活常识或实验证明动物体细胞是不具有全能性的?学生大胆做出假设,设计实验或查阅资料,解决这个问题。适合于检测学生在过程技能上是否有所增强。

【情感题】

开放性题目:请学生课外查阅有关癌症对人体健康影响的资料以及收集关于干细胞的研究进展方面的知识,考察学生是否有情感上的获得。

九、板书设计

胚胎干细胞的体外诱导分化模型

胚胎干细胞的体外诱导分化模型马宗源 李祺福(厦门大学生命科学学院福建厦门361005) 胚胎干细胞是具有全能性及无限制的自我更新与分化能力的一类特殊的细胞群体,它能通过祖细胞为中介,分化为各种类型的体细胞,可重演体内干细胞的分化过程。自80年代从小鼠囊胚的内细胞团分离到胚胎干细胞并建系到现在已建立了神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞、造血细胞等体外分化体系。将胚胎干细胞体外分化成为可利用的分化模型,无论从组织结构、细胞及分子水平都体现了体内分化过程的体外重演,再加上胚胎干细胞系具有体系简单,影响因子少,可控制,便于研究等特点,因此可用于研究早期胚胎发育和细胞分化调控;可成为器官移植和修复器官的细胞来源;还可用于新型药物筛选。 1 胚胎干细胞的生物学特性 胚胎干细胞具有与早期胚胎相似的结构特征,具有较高的核质比和整倍体核型。体外培养的细胞紧密堆积,呈克隆状生长,具有发育分化的多潜能性和无限制的自我更新能力,碱性磷酸酶染色呈阳性,具有高的端粒酶活性,早期胚胎细胞均表达胚胎阶段特异性抗原SSEA-1、SSEA-3、SSEA-4、T RA-1-81、T R A-1-60等;表达种系转录因子OCT-4,并且可将O CT-4基因作为细胞多能性的一个标志;白介素6型细胞因子家族参与维持调节胚胎干细胞未分化状态。 胚胎干细胞建系的过程中要解决的问题在于体外不断增殖的过程中保持未分化的状态,但是细胞如何维持其未分化状态的机理并不清楚。研究发现主要是通过膜上的特异受体蛋白gp130来发挥作用,细胞因子受体蛋白g p130可激活JA N U S、酪氨酸激酶,JA K-ST A T、M EK/M A P K等信号途径,而JAK/ST A T3和M EK/ ERK信号途径则处于相对平衡的状态。另外,一些未知的膜结合分子也参与胚胎干细胞的增殖与分化。分离纯化及鉴定调节细胞的自我更新及分化的未知分子已成为研究的热点。 2 胚胎干细胞为基础的分化模型 胚胎干细胞要维持其未分化的状态,需要在胚胎饲养层中加入分化抑制因子。一旦改变了维持胚胎干细胞未分化状态的条件,胚胎干细胞首先形成胚胎小体,胚胎小体有外中内三胚层,继续分化可形成多种类型的细胞。在体外分化培养时,可自发形成有节律性跳动的心肌细胞,同时还形成骨骼肌、神经细胞、上皮细胞等。由于体外胚胎细胞可重演体内胚胎细胞的发育过程,并且基因的表达时相与体内的胚胎发育过程是相似的,在这一过程中加入外源的诱导分化因子并与相关的调控基因结合,可使胚胎干细胞分化为各种类型的细胞。现在已初步建立了神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞和造血细胞等体外分化模型。 2.1 神经细胞 体外培养胚胎干细胞可模拟从未定型细胞向功能性神经元转化的过程,并且其基因的表达时相与体内的胚胎发育过程相似。在分化的早期表达N FL、N F M基因,后期则表达N eur ocan基因。维甲酸及神经生长因子可诱导胚胎干细胞定向分化为神经细胞,是常用的诱导分化物,它能上调神经元特异基因的表达,同时下调中胚层基因的表达。将神经元特异的SOX2基因转进胚胎干细胞,再经维甲酸诱导,可表达90%以上的具有神经元标志的神经细胞。可能是外源基因和维甲酸同时拮抗分化抑制因子的作用,阻碍细胞向其他的方向分化,迫使其向神经元的方向分化。维甲酸能诱导胚胎干细胞分化为C-氨基丁酸能和多巴胺能神经元,而维甲酸分别结合无血清培养基和含胎牛血清的培养基培养胚胎干细胞后发现,采用无血清培养时,几乎检测不到分化的多巴胺能神经元的存在;但在有血清培养时,却能检测到大量的多巴胺神经元。这暗示血清中的某些未知的因子和维甲酸共同起到定向诱导分化 化为特定组织细胞,将这些细胞回输体内,从而达到长期治疗的目的。干细胞的医学应用还包括体外克隆人体器官,然而这比体内移植干细胞要复杂的多。相信随着研究的不断深入,来自人体干细胞的器官应用于临床治疗已为期不远。干细胞研究与应用不仅在疾病治疗方面有着极其诱人的前景,而且将对克隆动物,转基因动物生产,发育生物学,新药物的开发与药效、毒性评估等领域产生极其重要的影响。 参考文献  1 Th omson J A,Itsk ovitz-Eldor J os eph,Shapiro S S,et al. Em bryonic s tem cell lin es d erived from human b las tocysts.S cience,1998,282:1145—1147.  2 Sh amb lott M J,Axelman J,W ang S,et al.Derivation of Plurip otent stem cells from cultured human primordial germ cell.Proc Natl Acad S ci U SA,1998,95:13726—13731.  3 Jack son K A,M i T,Goodell M A.Hematopoietic potential of s tem cells isolated from murie s keletal mus cle.Proc Natl Acad Sci USA,1999,96:14482— 14486.  4 裴雪涛.干细胞研究现状与展望.高技术通讯,2001, (6):93—95. (BH)

破骨细胞与成骨细胞

破骨细胞 (osteoclast,亦称bone-resorbing cells)是骨组织成分的一种,行使骨吸收(bone resorption)的功能。破骨细胞与成骨细胞(osteoblast,亦称bone-forming cells)在功能上相对应。二者协同,在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K(cathepsin K)是破骨细胞主要标志。 破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成,直径100μm,含有2~50个紧密堆积的核,主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。由多个单核细胞融合而成的,胞浆嗜碱性但随着细胞的老化,渐变为嗜酸性。 作用 破骨细胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬细胞也参与骨吸收过程。 在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中,造成基质表面不规则,形成近似细胞形状的陷窝,称为Howship 陷窝。在陷窝内对着骨质的

一面,细胞伸出许多毛样突起,很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。电镜下,贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛,即细胞突起,称为皱褶缘(ruffled border)。在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区,含多量微丝,但缺乏其它细胞器,称为亮区(clear zone),此处的细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。亮区犹如一道以胞质构成的围墙,将所包围的区域形成一个微环境。破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等,在酸性条件下,骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮,于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。于破骨细胞内,无机质被降解,以钙离子的形式排入血流中。无机质的丢失使骨基质内的胶原纤维裸露,破骨细胞分泌多种溶酶体酶,特别是组织蛋白酶K和胶原溶解组织蛋白酶。破骨细胞离开骨表面后,其皱褶缘消失,细胞内发生变化,进入静止期。 成骨细胞 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化。骨不断地进行着重建,骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域,分泌

细胞的分化教学设计演示教学

细胞的分化教学设计 一、教材分析 《细胞的分化》是浙科版高中生物必修1分子与细胞中第四章第二节的内容。本节内容包括以下3个方面:1.细胞的分化和癌变 2.细胞的全能性 3.干细胞 在此之前,已经学习了细胞的相关知识,上一节也学习了细胞的增殖,这为过渡到本节知识的学习起着铺垫作用。另外了解了细胞分化的相关知识,为后续细胞衰老和凋亡的学习打下坚实的基础;了解了细胞的全能性、癌变以及干细胞的用途之后,对今后认识防癌、核移植等实际生活问题产生深远的影响。因此,本节教学在第四章的教学中起着承前启后的作用,也是本章教学的重点之一。 [课时安排]:1课时 二、学情分析 学生已经了解了细胞的结构和功能等有关知识,掌握了细胞增殖的方式,各种方式的特征以及意义,为本节知识的学习奠定了坚实的基础。 高中生已经具备一定的观察和认知能力,分析思维的目的性、连续性、逻辑性也已经初步建立,但还不是很完善;他们对事物探究的好奇心强,但往往具有一定的盲目性,缺乏目的性,此时若给予正确的学法指导、学习指导,将对完善学生的思维品质起着不可低估的作用。另外学生对此内容的好奇心强,有浓厚的学习兴趣,教师可以充分利用学生的这一心理特点,组织学生开展教学活动,并运用多种教学手段,激发学生的学习兴趣,从而提高学生的学习效果。 三、教学目标 (一)知识目标: 1.了解细胞分化的概念和癌变的原理 2.理解细胞的全能性,并了解全能性在实际生活中的运用 3.了解干细胞的概念,掌握其分类、特点和用途 (二)能力目标: 1.通过让学生课堂回答,培养学生的语言表达、信息交流以及归纳总结的能力 2.通过分析示意图,培养学生的自主学习和主动获取新知识的能力 3.通过小组讨论,让学生主动思考,培养学生的创新思维能力 (三)情感目标: 1.通过合作学习,增进同学之间的情感交流,让学生体验到生生合作、小组合作、生 生交流等的重要性 2.启发学生将理论知识和实际生活联系起来,激发学生的学习兴趣,从而提高学习效 果 四、教学重难点

rhIGF1对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节作用

rhIGF1对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节作用

天津医科大学硕士学位论文 中文摘要 目的 在成骨细胞(ostelblast,OB)及破骨细胞(Osteoclast,OC)的表面均表达有 胰岛素样生长因子1(insulin like growth factor 1,IGF—I)的受体,IGF.I对这两种细胞也都具有激活作用。IGF.1在调节骨代谢平衡中具有重要作用,被认为是存在于RANKL/OPG系统之上,调节成骨细胞与破骨细胞相互作用的核心分子。为此,本文拟探讨不同浓度的rhlGF.I对成骨细胞和破骨细胞的直接作用,及对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节。 方法 1.利用50ng/ml的RANKL诱导小鼠破骨前体细胞系分化为成熟破骨细胞。TRAP(抗酒石酸酸性磷酸酶染色)鉴定。 2.以50ng/ml rhlGF.1分别干预成细胞以及分化成熟的破骨细胞,干预时间分 别为:6min、20min、60mira Western.blotting检测rhlGF.1 R活化情况。 3.分别加入0、2、4、6ug/ml的兔抗。rhlGF-I IgG中和培养基中的rhlGF-I,利用Western-blotting进行抗体中和浓度的筛选。 4.重新接种成骨细胞和破骨细胞,用O、10、50、lOOnedlIll的rhlGF。1分别干预成骨细胞、破骨细胞,12小时后终止培养并收集培基,之后实验分为三组:A组:rhIGF.1直接干预组。B组:条件培养基交互培养组:破骨细胞经rhIGF.1 干预后的条件培养基(OC conditioned medium after rhlGF.1 treatment,OCCM);成骨细胞经rhlGF.1干预后的条件培养基(OB conditioned medium after rMGF.1 treatment,OBCM)。滤过OCCM、OBCM后两细胞培基互换交互培养12h。C组:rhlGF-l中和后交互培养组:OCCM、OBCM中加入4ug/ml的抗rhlGF.I IgG,中和后再用于交互培养12h。 (1)ELISA检测各组OB上清液中RANKL、OPG及BGP含量。(2)实时荧光 定量PCR检测各组OB中Bgp,Opg,RanM及OC中Ck,Mmp一9、 Rank mRNA的表达水平。 结果 1.50ng/ml的RANKL诱导培养8天后,RAW264.7出现TRAP阳性多核细胞。 2.50ng/ml rMGF.1分别干预成骨细胞、破骨细胞6、20、60rain后,Western.blotting检测随着rhlGF—l干预时间的延长磷酸化rhlGF.1R的量逐渐增 II

成骨细胞分化调控概览

The Regulatory Landscape of Osteogenic Differentiation Abstract 间质干细胞(MSCs)向成骨细胞的分化是骨发育和动态平衡的一个完整的部分,当它被不恰当地调控时,可能产生疾病,比如骨癌或骨质疏松。利用无偏倚的高通量方法,我们描述了在人类MSCs向骨谱系分化的过程中,基因表达,组蛋白修饰,以及DNA甲基化方面整体改变的图景。此外,我们第一次提供了一份基因组范围上的,关于骨主要调控转录因子Runt相关转录因子2(RUNX2)在人类成骨细胞中DNA结合位点的描述,显示出目标基因与增殖,迁移及凋亡调控有关,并与p53调控的基因有明显的重叠。这些发现扩展了正在出现的证据,这些证据是关于RUNX2在癌症,包括骨代谢,以及p53调控网络中有作用的。 我们进一步揭示了RUNX2结合在远端的调控元件,启动子上,还有很高的频率结合在基因的3’末尾上。最后,我们识别出了TEAD2和GTF2I是一种新的成骨调控因子。 Introduction 间质干细胞或者基质细胞(MSCs)有多谱系潜能,可以向成骨,成脂,成软骨,还有其它谱系分化 (1)。MSCs出现在骨髓和其它间质组织中,可能迁移到损伤或炎症处,参与组织修复 (2)。MSCs可在体外条件下被纯化并向成骨细胞分化,这为从分子上研究成骨提供了方便的工具 (1)。关于这一过程的更多知识,对基础研究及MSCs在骨骼再生医学上的临床应用都是十分重要的 (3),同样地,理解它在骨病中失调的情况也很重要,比如说癌症。

在这点上,非常有意思的是骨肉瘤,最常见的骨原发恶性肿瘤,可能是由基因及表观遗传上的改变打断了MSCs向成骨的分化所致 (4)。 干细胞分化受基因表达的变化所高度调控,这种变化在转录水平上与DNA 或染色质结合在转录调控子上有关,或是与染色质图像的局部改变有关 (5~7)。高通量方法的发展,比如RNA测序(RNA-Seq),以及染色质免疫沉淀及测序(CHIP-Seq),使人们可以对这种改变。 在基因组水平上进行描述(8,9)举例来说,RNA-Seq可以系统性地发现启动子与外显子的轮流使用 (10),而CHIP-Seq显示特定的组蛋白修饰区域,以及这些变化是如何改变基因活性的(5,8)。CHIP-Seq也使人们可以发现基因组结合位点,并为广泛的转录因子(TFs)寻找目标基因(11,12)。此外,综合基因组分析可以在整个基因组中识别功能区域,比如启动子和增强子,这些成果又可以被用来丰富新的转录因子结合位点(TFBS)分布,以帮助发现新的生物过程调控因子 (5)。 在单倍体RUNX2缺乏患者中的骨骼发育缺陷 (13),或是Runx2缺合子(nullizygous)小鼠中骨化骨的缺失(14,15),揭示了RUNT相关转录因子2(RUNX2,即CBFA1)对于骨的发育是不可或缺的。在成骨中,RUNX2涉及调控增殖,迁移,定型,以及向成骨谱系的分化(16~19)。RUNX2对上游信号起反应,调控基因的表达,这些上游信号包括TGFB,BMP及Wnt信号通路(20~23);但是,成骨细胞中的下游目标被描述得就没有那么好。除了它在发育和失调中的作用,RUNX2还为人所知的是涉及肿瘤形成;RUNX2与MYC原癌基因协同,在造血谱系中启动瘤变发生 (24),近期的证据提示在乳腺癌和前列腺癌细胞中,RUNX2的肿瘤生长和代谢属性(25~27)。在骨肉瘤中,RUNX2常常是过度表达的,这与预后不良有联系

胚胎干细胞的归类

胚胎干细胞的归类 干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三类,对于胚胎干细胞和造血干细胞各属于哪一类,不同的教材和资料说法不同。新课标人教版必修1教师教学用书P31“胚胎干细胞分裂速度快,并且有产生多种分化细胞类型的潜力,因此,它们也被称为多能干细胞。”选修3教师教学用书P73“全能干细胞是可以发育成一个完整个体的未分化细胞,如受精卵。多能干细胞是指能分化成除胎盘之外所有其它组织细胞的未分化细胞,如ES细胞(胚胎干细胞),他的分化能力仅次于受精卵。专能干细胞是指与特定器官和特定功能相关的一类干细胞,如神经干细胞、造血干细胞等。”从中不难看出,胚胎干细胞和造血干细胞分别属于多能干细胞和专能干细胞。 而苏教版教材上是这样解释的:“专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌干细胞;多能干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力,如造血干细胞等;全能干细胞可以分化为全身200多种细胞,如神经细胞,并进一步形成机体的所有组织、器官,如胚胎干细胞。” 再看中图版教材上的描述:“全能干细胞具有形成机体的任何组织或器官,直至形成完整个体的潜能。受精卵便是一个最初的全能干细胞,它可以分化出许多全能干细胞,如胚胎干细胞。提取这些细胞中的任意一个置于子宫内,就可以发育出一个完整的个体。多能干细胞具有分化出多种组织的潜能,但不能发育成完整的个体,如骨髓造血干细胞可以分化出至少12种血细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的,如神经干细胞只可分化出各类神经细胞。” 从苏教版和中图版教材的内容中可以看出,胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是多能干细胞,这和人教版教师教学用书上的叙述相矛盾,和人

细胞分化的过程

细胞分化的过程大致是:细胞分裂所产生的新细胞,起初在形态、结构方面都很相似,并且都具有分裂能力。后来除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外,大部细胞失去了分裂能。在生长过程中,这些细胞各自具有了不同的功能,它们在形态、结构上也逐渐发生了变化,结果就逐渐形成了不同的组织 分化与细胞间的相互作用细胞间的相互作用是各式各样的,可以是诱导作用,也可以是抑制作用。就作用方式来说,有的作用需要细胞的直接接触,另一些所需要的可能是间隔一定距离的化学物质的扩散。 ①诱导作用。两栖类胚胎背部的外胚层细胞,在脊索中胚层的作用下,分化为神经细胞,以后发育为神经系统。这种中轴器官的诱导作用在脊椎动物具有普遍性,一般认为,脊索中胚层细胞释放某种物质,诱导外胚层细胞分化为神经组织。 诱导不但在中轴器官的形成中起作用,也在以后器官的发生中起作用。例如间质细胞的存在对体内腺体上皮的形成和分化是必不可少的。这些腺体包括甲状腺、胸腺、唾腺和胰腺,它们对间质细胞的依赖程度有很大差异。在离体条件下,胰腺原基只要有间质细胞存在就可以继续发育。 ②抑制作用。如在蝾螈幼虫或成体摘除水晶体后,可以从背部的虹彩再生出一个新的。进一步的分析指出,再生水晶体的能力局限在虹彩背部的边缘层。如把这部分组织移到另一个摘除水晶体的眼睛,不是位于背部,而是使它位于腹部,仍旧可以由它再生出水晶体。 既然这部分细胞有生长水晶体的能力,为什么在正常的眼睛里不表现?如把虹彩的背部移到另一只未摘除水晶体的眼睛里,不管使它位于那一部位,都长不出水晶体。如在摘除水晶体的眼睛里,经常注射完整的(带有水晶体的)眼腔液体,在注射期间,虹彩背部的细胞也长不出水晶体。由此可见,虹彩背部的细胞本来具有产生水晶体的能力,正常水晶体会产生一种物质,对此起抑制作用。 细胞分化中基因表达的调节控制是一个十分复杂的过程,在蛋白质合成的各个水平,从mRNA的转录、加工到翻译,都会有调控的机制。在DNA水平也存在调控机制(如基因的丢失、放大、移位重组、修筛以及染色质结构的变化等)。不同的细胞在其发育中的基因表达的调节控制不同;相同的细胞在其发育的各阶段中,调节控制的机制不同。

胚胎干细胞体外诱导分化综述

胚胎干细胞体外诱导分化综述 摘要:由于胚胎干细胞具有自我更新、高度增值和多向分化的潜能,因此,自20世纪90年代开始,对胚胎干细胞的研究成为生物学领域和医药工程领域研究的一个焦点。本文从胚胎干细胞的分离、体外诱导胚胎干细胞的原理和定向分化的机制、胚胎干细胞体外诱导的方法、定向分化的细胞、应用前景和研究存在的问题对胚胎干细胞进行综述。 关键词:胚胎干细胞;体外培养;诱导分化;应用 干细胞是一种具有多分化潜能和自我更新功能的早期未分化细胞。在特定条件下,它可以 分化成不同的功能细胞,形成多种组织和器官,它包括胚胎干细胞和成体干细胞。前者指早期胚胎的多能干细胞,后者是存在于胎儿和成体不同的组织内的多潜能干细胞这些细胞具有自我复制能力,并产生不同种类的具有特定表型和功能的成熟细胞的能力,能够维持机体功能的稳定,发挥生理性的细胞更新和修复组织损伤作用[4,9,10]。 胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)是从着床前胚胎内内细胞团(inner cell mass,ICM)或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞[1]。它能在体外长期不断自我更新,并保持多向分化潜能,可以分化为内、中、外三个胚层的几乎所有类型细胞。自1981年Evans和Kauffman[2,8]用不同的方法首次成功分离得到小鼠胚胎干细胞以来,小鼠胚胎干细胞成为近20年来人们用来研究发育分化、基因表达调控、基因治疗等最理想的模型,并且有大量研究表明小鼠胚胎干细胞可以在体外被诱导分化为绝大多数类型的成体细胞.1998年Thomson等首次成功分离并建立人胚胎干细胞系。自此,人胚胎干细胞不但提供了一个研究人类自身发育分化的良好机会,而且如果人胚胎干细胞能像小鼠胚胎干细胞一样可以在体外诱导形成各种成体细胞,那么利用这些诱导分化形成的成熟细胞将有可能进行细胞和组织替代治疗, 包括糖尿病、帕金森病、早老性痴呆、心血管疾病和肿瘤等多种目前临床上难以治愈的疾病。 1 胚胎干细胞的分离 自Thomson成功分离并建立人胚胎干细胞系后,多年以来,人们研究出很多胚胎干细胞的 分离方法,在这里主要介绍三种: 1.1 分离自胚胎内细胞团 内细胞团又称胚细胞(embryoblast),是一团于哺乳动物初期胚胎中的一个细胞团块。从早期胚胎内细胞团(inner cell mass,ICM)分离是获得胚胎干细胞的主要途径。由于不同动物的胚胎发育存在差异,因此应注意取材时间。可通过免疫外科手术法、机械剥离法、组织培 养法等方法除去胚胎滋养层细胞获得囊胚内细胞团(ICM)细胞进行体外分化抑制培养。 1.2分离自原始生殖细胞

神经递质P物质通过调控转录因子Osterix的表达促进成骨细胞分化

神经递质P物质通过调控转录因子 Osterix的表达促进成骨细胞分化 (作者:___________单位: ___________邮编: ___________) 作者:孙海飚,刘强,郭敏锋,张华平,陈君长 【摘要】目的研究神经递质P物质调控成骨细胞分化的分子途径。方法分离骨髓基质干细胞进行原代及传代培养;分别采用空白对照、P物质、P物质NK1受体拮抗剂、P物质+P物质NK1受体拮抗剂进行干预,诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化;传代培养1~2周后,抽提细胞总RNA,用RT PCR检测分化过程中Osterix基因的表达。检测结果重复3次,采用单因素方差分析检测结果。结果骨髓基质干细胞在生长对数增殖期为4~6d,采用RT PCR检测发现P物质干预成骨细胞分化,导致成骨细胞分化过程中重要的转录引子Osterix 基因表达,与其他各组比较有显著差异(P0.05),Osterix基因表达上调,从而刺激前成骨细胞向成骨细胞转化。而P物质+P物质NK1受体拮抗剂共同干预,Osterix基因表达与空白对照组无显著差异(P0.05),说明P物质通过P物质NK1受体对成骨细胞分化进行调控。结论P物质可调控前成骨细胞分化过程中转录因子Osterix基因表

达促进其向成骨细胞分化。P物质对Osterix基因表达的调控依赖P 物质NK1受体。 【关键词】P物质;成骨细胞;分化;Osterix ABSTRACT: Objective To study the molecular pathway of osteoblastic differentiation induced by substance P (SP), a neurotransmitter. Methods Mesenchymal stem cells were isolated and cultured, and treated with SP or its receptor (NK1) antagonist to induce osteoblastic cell differentiation, respectively. Alkaline phosphatase activity was determined; Osterix gene expression was detected by RT PCR after 1-2 weeks for three times. The data of each culture condition were analyzed using SPSS12.0 statistical software to determine whether the differences between conditions were significant. Results After 4-5 days culture, bone marrow stromal cells became spindle shaped, triangular or polygonic. They covered the plate surface, formed extensive cell sheets in each group after 11-12 days of culture, and then induced differentiation to osteoblast. SP up regulated the important transcription factor Osterix gene expression significantly (P0.05). Conclusion The up regulation of Osterix gene expression by SP may stimulate osteoblastic cell differentiation. SP s regulation depends on its receptor NK1. KEY WORDS: substance P; osteoblast; differentiation;

小鼠胚胎干细胞培养实验步骤

细胞的原代培养 点击次数:540 作者:佚名发表于:2009-03-06 16:26转载请注明来自丁香园 一、原代细胞培养原理 原代细胞培养是将机体内的某组织取出,分散成单细胞,在人工条件下培养使其生存并不断生长、繁殖的方法。借助这种方法可以观察细胞的分裂繁殖、细胞的接触抑制以及细胞的衰老、死亡等生命现象。 ? 幼稚状态的组织和细胞,如:动物的胚胎、幼仔的脏器等更容易进行原代培养 ? 掌握无菌操作技术 ? 了解小鼠解剖操作技术 ? 了解原代细胞培养的一般方法与步骤 ?了解培养细胞的消化分散 ? 了解倒置显微镜的使用 二、实验材料 ? 实验动物:孕鼠或新生小鼠 ? 液体:细胞生长液(内含20%小牛血清) 0.25%胰蛋白酶 平衡盐溶液 70%乙醇 ?器材:灭菌镊子、剪刀若干把 灭菌培养皿、细胞培养瓶、小瓶、烧杯若干个 吸管若干支 酒精灯 原代细胞培养方法 三、胰酶消化法 (1)胰酶消化法操作步骤——取材 a. 用颈椎脱位法使孕鼠迅速死亡。

b. 把整个孕鼠浸入盛有75%乙醇的烧杯中数秒钟消毒,取出后放在大平皿中携入超净台。 c. 用无菌的镊子和剪子在前腿下作一腹部水平切口,用无菌镊子将皮肤扯向后腿。 d. 用另一无菌的剪刀和镊子切开腹部,取出含有胚胎的子宫,置于无菌的培养皿上。 e. 剔除胚胎周围的包膜(若胚胎较大,应剪去头、爪),将胚胎放于无菌的含有平衡盐溶液的培养皿中。 f. 漂洗胚胎,去掉平衡盐溶液。继续用平衡盐溶液漂洗胚胎直至清洗液清亮为止。 (2)胰酶消化法操作步骤——切割 a. 将部分胚胎转移至一个无菌小瓶中,用平衡盐溶液漂洗。 b. 然后用眼科手术剪刀小心地绞碎胚胎,直到成1mm3左右的小块,再用平衡盐溶液清洗,洗到组织块发白为止。 c. 静置,使组织块自然沉淀到管底,弃去上清。 (3)胰酶消化法操作步骤——消化、接种培养 a. 视组织块量加入5-6倍的0.25%胰酶液,37℃中消化20-40分钟,每隔5分钟振荡一次,或用吸管吹打一次,使细胞分离。 b. 加入3-5ml细胞生长液以终止胰酶消化作用(或加入胰酶抑制剂)。 c. 静置5-10分钟,使未分散的组织块下沉,取悬液加入到离心管中。 d. 1000rpm,离心10分钟,弃上清液。 e. 加入平衡盐溶液5ml,冲散细胞,再离心一次,弃上清液。 f. 加入细胞生长液l-2ml(视细胞量),血球计数板计数。 e. 将细胞调整到5×105/ml左右,转移至25ml细胞培养瓶中,37℃下培养。 (4)胰酶消化法操作步骤——消化、接种培养

常见细胞分子生物学名词及其释义

附录常见细胞分子生物学名词及其释义 α-actinin α-辅肌动蛋白一种使肌动蛋白成束的蛋白,有两个相距较远的肌动蛋白结合位点,故形成的肌动蛋白纤维束较为松散。 Akinase (PKA) A激酶因细胞内cAMP浓度升高而被激活催化靶蛋白磷酸化的酶。accessorycell 辅佐细胞在免疫应答过程中,能摄取、加工、处理并将抗原信息提呈给淋巴细胞的免疫细胞,又称抗原提呈细胞. actin 肌动蛋白真核细胞中含量丰富,是构成肌动蛋白丝的一种蛋白质。单体称球形肌动蛋白(G-actin),聚合物称丝状肌动蛋白(F-actin)。 actin-bindingprotein 肌动蛋白结合蛋白在细胞中与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白质。 actinin 辅肌动蛋白一种肌动蛋白结合蛋白,集中分布在Z线和与质膜结合的应力纤维点状黏附端。 actin-relatedprotein(ARP) 肌动蛋白相关蛋白促进肌动蛋白丝集结的蛋白质复合物。activetransport 主动运输溶质通过细胞膜逆浓度梯度运输的现象,是一个耗能的生理过程。 actomere 肌动蛋白粒由未聚合的抑丝蛋白—肌动蛋白复合物和一小段肌动蛋白丝束组成的结构。一旦抑丝蛋白—肌动蛋白复合物发生解离,则引起肌动蛋白聚合成丝。actomyosin 肌动球蛋白肌肉收缩时肌动蛋白与肌球蛋白瞬时接触形成的复合物。adaptin 衔接蛋白参与成笼蛋白衣被形成的一类蛋白质,能同时与跨膜受体以及成笼蛋白结合,在两者间起衔接作用。 adaptorprotein 衔接器蛋白在细胞内信号传递途径中,凡是在不同蛋白质问起连接作用的蛋白质的通称。 adducin 聚拢蛋白质膜骨架蛋白,为异二聚体。在钙离子浓度为毫摩级时,加速血影蛋白到血影蛋白—肌动蛋白复合物的装配。 adherensjunction 黏台连接在质膜的胞质面附着有肌动蛋白纤维的细胞连接,包括连接相邻的上皮细胞的黏着带和体外培养的成纤维细胞底面的黏着斑(focalcontact)。 adhesion plaque(focal adhesion,focal contact) 鞘着斑(斑状黏附) 细胞与非细胞性基底物间形成的黏附结构。该处的质膜中含有整联蛋白分子群,分子的胞外结构域与细胞外基质组分相连,胞内结构域通过接合器蛋白与微丝相连。 adhesion protein 黏附蛋白质存在于细胞外基质中的与细胞黏附于基质有关的一类蛋白质,包括纤连蛋白、层连蛋白和血纤蛋白原等。在细胞的黏附、迁移、增殖、分化等活动中起作用。 adult stem cell 成体干细胞;组织细胞(tissue stemcell) 存在于一种组织或器官分化细胞中的未分化细胞,具有自我更新的能力,并能分化成来源组织的主要类型特化细胞。有的成体干细胞具有可塑性,在一定条件下,可分化成许多不同类型的细胞。 allosome,heterochromosome 异染色体主要和全部由异染色质组成的染色体,如人的Y 染色体和超数B染色体。 amitosis 无丝分裂又称直接分裂,不形成染色体和纺锤体,细胞核直接一分为二,随后细胞质分裂成两个子细胞。多见于某些原生生物中,如纤毛虫等。 mnmlytical cytology 分析细胞学对细胞成分进行定性、定量研究的一门科学。 mphase 后期有丝分裂(或减数分数)过程中的一个阶段.在此阶段中姊妹染色单体分离,并向细胞两极移动,纺锤体延伸和纺锤体两极间距离增加。 anchorage-dependentcell (依赖)贴壁细胞只有贴附于不起化学作用的物体表面时才能生

成骨细胞骨形成机制

浅谈骨不断地进行着重建,骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域,分泌酸性物 质溶解矿物质,分泌蛋白酶消化骨基质,形成骨吸收陷窝;其后,成骨细胞移行至 被吸收部位,分泌骨基质,骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持 正常骨量的关键。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和 矿化。目前,随着研究的不断深入,在骨形成过程中,成骨细胞发展及其调控的分 子机制也逐渐得以揭示。 1成骨细胞的起源 成骨细胞起源于多能的骨髓基质的间质细胞,除成骨细胞外,基质细胞还可分 化成软骨细胞,成纤维细胞,脂肪细胞或肌细胞。成骨细胞来源谱系有以下几种:(1)骨髓克隆形成单位(成纤维细胞集落形成单位,cfu-f);(2)骨祖细胞,可分化 成前成骨细胞和前软骨细胞谱系,常位于骨髓腔中,有很强的自身增殖能力;(3)

前成骨细胞,即最近的成骨前体,能定向分化成成骨细胞,具有合成和增殖能力[ 1,2]。成骨细胞由多能的间质干细胞在体内的各种调控因素的调节下发展而来, 调控因素主要有bmp-2,bmp-2能诱导基质细胞向成骨细胞分化,具体就是诱导间质干细胞分化形成骨祖细胞进而形成前成骨细胞[3]。 2成骨细胞发展阶段及骨形成机制 成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖,细胞外基质成熟、细胞外基质 矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。很多因素可调节这几个阶段,从而最终调控骨形成 。 成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加,以形成多层细胞,并合成、分泌?型胶原 以便最终可以矿化形成骨结节。对成骨细胞增殖的调控具体说来即是对细胞周期的 调控,后者包括细胞在有丝分裂原作用下复制dna和细胞分裂的调节机制,典型的

细胞的分化练习题(附答案)

“分子与细胞”第六章第2节《细胞分化》练习题 1.下列细胞中不能合成蛋白质的是() A.胰腺细胞B.肠黏膜细胞C.成熟红细胞D.白细胞 2.在生物的个体发育中,一个受精卵能形成复杂的生物体,主要是下列哪一生理过程起作用() A.细胞分裂B.细胞生长C.细胞成熟D.细胞分化 3.下列人体细胞中分化程度最低的是() A.胚胎干细胞B.造血干细胞C.胰腺细胞D.肌肉细胞 4.下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述,错误的是() A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 B.生物体通过细胞分化,细胞之间逐渐发生了稳定的差异 C.细胞分裂是细胞分化的基础D.细胞分化过程中细胞中的遗传物质种类发生变化 5.动物体内各种类型的细胞中具有高全能性的细胞是() A.体细胞B.生殖细C.受精卵D.肝脏细胞 6.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是() A.从一粒菜豆种子长成一棵植株B.用植物激素培育无子果实 C.用一小片土豆叶片,培养成一株完整的植株D.杂交育种 7.对于细胞全能性的理解正确的是() A.从理论上讲,生物体的每一个细胞都具有全能性。 B.未脱离植株的幼叶,在适当的情况下能表现出全能性 C.在个体发育的不同时期,由于细胞内基因发生变化,导致细胞不能表现出全能性 D.脱离了植株的芽,一定能表现出全能性 8.绵羊的乳腺细胞是高度特化的细胞,但用乳腺细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合成一个细胞后,这个细胞核仍然保持着全能性,这主要是因为() A.细胞核内含有保持物种发育所需要的全套遗传物质 B.卵细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传物质 C.卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质D.细胞核与细胞质是相互依存的关系 9.下列关于细胞分化的说法错误的是() A.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中 B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C.细胞分化仅发生在胚胎时期 D.细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程 10.高度分化的细胞仍然有发育成完整个体的能力,也就是保持着细胞的全能性。目前能够从体细胞培育成完整生物体的生物种类是( ) A.所有生物体细胞 B.动物细胞 C.植物细胞 D.尚无发现 11.细胞分化与细胞增殖的主要不同是( ) A、细胞数量增多 B、细胞的形态、结构和生理功能 C、细胞在生理功能上相似 D、相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异性的过程

胚胎干细胞的定向诱导分化及应用前景

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8516866150.html, 胚胎干细胞的定向诱导分化及应用前景 作者:王士珍李雪甫陈培 来源:《科技视界》2012年第23期 【摘要】胚胎干细胞(embryonic stem cell, ES细胞)主要来自于胚胎发育早期囊胚中内细胞群(inner cell mass, ICM), 具有无限增殖、自我更新和多向分化的特性。理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞,可作为细胞移植、组织替代, 甚至器官克隆的细胞供体,为将来治疗人类诸多难治性疾病提供细胞来源。本文简述了胚胎干细胞的诱导分化方法、定向分化的一些细胞种类以及应用前景。 【关键词】胚胎干细胞;诱导;分化 ES细胞是由囊胚的内细胞群或胎儿的原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)经体外抑制分化培养而获得的一种具有多向分化潜能的细胞。英国剑桥大学的Evans等[1]于1981年首次建立了小鼠胚胎干细胞系。Thomson等[2]于1998年利用临床上体外受精的胚胎,采用免疫法分离出内细胞群,首次成功分离出人胚胎干细胞系。同年,Sham blott等[2]以STO作为饲养层首次建立了人胚胎生殖细胞(hEGC)系。一般情况下,可将胚胎干细胞和胚胎生殖细胞统称 为胚胎干细胞。饲养层或白血病抑制因子(LIF)是ES细胞体外培养过程中保持未分化状态的必要条件。当培养条件有轻微改变时,例如在培养液中添加某些诱导分化因子(维甲酸RA、DMSO等),ES细胞就会发生分化;另外,如果把脱离饲养层的ES细胞进行悬浮培养,会发育成大小不一的拟胚体(embryoid boby, EB),然后可诱导EB向不同类型细胞分化。至今,已从ES细胞诱导分化出心肌细胞、骨细胞、软骨细胞、肝细胞、造血细胞、脂肪细胞、胰岛素细胞、神经细胞、内皮细胞等。这些诱导后的细胞有望为器官移植、损伤器官的修复提供原材料,具有十分广阔的临床应用前景。所以,近年来有关胚胎干细胞的定向分化研究已成为全世界研究的热点。 1诱导ES细胞定向分化的方法 目前,通常针对人们设想要得到的终末靶细胞,而采用不同的诱导分化方法,使ES细胞最终定向分化为目的细胞。最常用的诱导方法一般包括以下四种:化学试剂诱导法、细胞因子诱导法、共培养诱导法以及转基因诱导法等。 1.1化学试剂诱导法 维甲酸(retinoic acid,RA)是体内维生素A的代谢中间产物,主要影响骨的生长和促进上皮细胞增生、分化、角质溶解等代谢作用。Schuldiner等[3]用一定浓度的RA(10-6M)诱导人ES细胞向神经细胞分化。实验证实:产生的神经细胞比未用RA处理的对照组增加了22%。目前,RA诱导ES细胞分化为神经细胞的机制还没有完全弄清楚。一般认为RA进入细胞后,最先与细胞质中维甲酸结合蛋白 (cellular RA binding protein,CRABP)形成复合物,然

小分子物质对维持胚胎干细胞未分化状态的调控作用

文章编号 :1004-0374(2009)01-0092-05 在哺乳动物的早期胚胎发育过程中,从囊胚期的内细胞群分离得到的胚胎干细胞(embryonic stemcells, ESCs)在体外能自我更新并且在一段时期内保持未分化状态,在特定的诱导条件下可以向三胚层的组织细胞特异性分化[1,2]。基于这种特性,胚胎干细胞已被广泛地应用于再生医学、细胞工程、组织工程等生物医学研究领域。近年来,许多研究集中于在体外培养条件下对胚胎干细胞未分化状态与自我更新能力的调控方面,尤其是目前已从化学分子库中筛选出一些小分子物质,利用这些天然存在或人工合成的小分子物质可有效地调控胚胎干细胞 小分子物质对维持胚胎干细胞未分化状态的调控作用 赵 赟,谭玉珍* (复旦大学上海医学院人体解剖与组织胚胎学系,上海 200032) 摘 要:胚胎干细胞作为一种具有多潜能和高度自我更新能力的种子细胞,已被广泛地应用于医学研究 领域。在体外培养条件下,胚胎干细胞可被诱导分化为三个胚层来源的组织细胞,故被看作为最具有应用前景的种子细胞。近年来,对于在体外培养条件下如何维持胚胎干细胞的多能性即使其较长时期的处于未分化状态成为研究热点,其中一些天然存在或人工合成的小分子物质可通过作用于某些特定的靶信号通路,调控胚胎干细胞的分化命运。本文概述了几种小分子物质的最新研究进展,并对小分子物质在成体多分化潜能胚胎样干细胞分化调控方面的应用前景进行评述。 关键词:小分子物质;胚胎干细胞;成体多分化潜能胚胎样干细胞;未分化中图分类号:Q813;Q254 文献标识码:A Small molecules in maintaining embryonic stem cell undifferentiation ZHAO Y un, TAN Y u-zhen* (Department of Anatomy, Histology and Embryology, Shanghai Medical School of Fudan University, Shanghai 200032, China) Abstract: Embryonic stem cells self-renew indefinitely while having some potentiality to generate all three germ-layer derivatives. The use of embryonic stem cells as a potential seed cell in regeneration medicine is a promis-ing approach to the treatment of disease and injury. Natural and synthetic small molecules have been shown tobe useful chemical tools for maintaining long-term undifferentiated state of embryonic stem cells. In this review,we will look at several small molecules that have been reported in the recent researches as effectors of embry-onic stem cell undifferentiation. We hypothesize that the maintenance of undifferentiation in embryonic stemcells by using small molecules can also make the same effects on those pluripotent adult embryonic-like stemcells. Key words: small molecules; embryonic stem cell; pluripotent adult embryonic-like stem cell; undifferentiation 收稿日期:2008-07-17;修回日期:2008-09-03*通讯作者:yztan@shmu.edu.cn 的分化命运。本文主要综述了作用于胚胎干细胞内的某些靶信号通路的小分子物质,分析了它们在维持胚胎干细胞未分化状态中的作用机制,并对小分子物质在成体多分化潜能胚胎样干细胞分化调控方面的应用前景进行评述。 1 小分子物质:一种安全有效的外源性化学干预工具 在胚胎干细胞研究领域中,近来较多的研究是

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