科普——干细胞的概念和分类

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细胞生物学 第十五章 干细胞

细胞生物学 第十五章  干细胞

体外培养的正常细胞和肿瘤细胞
肿瘤细胞的侵袭和转移
肺癌肝转移
五、肿瘤细胞的异常生化现象
细胞膜改变 膜脂改变:糖链缩短 膜蛋白改变:例如纤连蛋白显著减少 抗原性改变(TATA) 细胞代谢变化 DNA和RNA合成明显增强 蛋白合成明显增强 线粒体功能障碍,以糖酵解为主 端粒酶活性显著升高
肿瘤细胞的来源
内因 癌基因的激活 癌基因:病毒或细胞基因组中的一类核苷酸序列, 一定条件下可使正常细胞发生恶性转化 原癌基因:细胞癌基因在绝大多数情况下处于不具 恶性转化作用的未激活状态 抑癌基因的失活 抑癌基因:细胞基因组中的一类能抑制细胞恶性转 化的核苷酸序列 外因 化学、物理和生物致癌因素
小结
1.肿瘤细胞的概念和特征 2.肿瘤细胞的分类 3.肿瘤细胞的异常生物学行为
干细胞巢:干细胞、外围细胞和相关因子
第二节
胚胎干细胞
一、胚胎干细胞的获得
1
1
1
二、胚胎干细胞的生物学特征
1.形态:集落样生长,似鸟巢
B H9 细胞集落
2.生化特征:胚胎阶段特异性抗原(SEEA)、 碱性磷酸酶、端粒酶,Oct-4
第三节.成体干细胞
(一)造血干细胞 造血干细胞(hemato-poietic stem cell,HSC)是存在 于造血组织内、能分化成各种血细胞的原始细胞。 (二)间充质干细胞 骨髓中还有一类干细胞,即间充质干细胞 (mesenchymal stem cell,MSC)。 (三)神经干细胞 神经干细胞(neural stem cell)存在神经系统中某些 部位。 (四)肠干细胞 肠干细胞位于肠腺基部,能分化成肠上皮吸收细胞 、杯状细胞、潘氏细胞和肠内分泌细胞。
• 细胞骨架异常、黏附性降低 • 核质比高、核分裂象多见、染色体数目异 常 • 超微结构变化;异型性

干细胞应用科普

干细胞应用科普

干细胞应用科普干细胞是一种具有自我更新和分化能力的细胞,可以分化为各种类型的细胞。

它们被广泛应用于医学和生物学领域,为人类健康和科学研究带来了巨大的潜力。

本文将为您介绍干细胞的基本知识和应用,帮助您更好地了解干细胞的意义和价值。

一、干细胞的分类和特点根据其来源和特性,干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。

胚胎干细胞来源于早期胚胎,具有最广泛的分化潜能,可以分化为人体所有类型的细胞。

而成体干细胞存在于成体组织和器官中,分化潜能较弱,主要分化为特定类型的细胞。

干细胞具有两个主要特点:自我更新和多能分化。

自我更新指干细胞可以通过不断分裂产生新的干细胞,从而保持其数量的稳定。

多能分化指干细胞可以分化为多种不同类型的细胞,如神经细胞、心肌细胞等。

二、干细胞的医学应用1. 组织修复和再生:干细胞具有分化为各种类型细胞的能力,可以用于组织修复和再生。

例如,干细胞移植可以用于治疗心肌梗死、脑卒中等疾病,帮助受损组织恢复功能。

2. 疾病治疗:干细胞可以用于治疗一些难以治愈的疾病,如白血病、骨髓瘤等。

通过干细胞移植,可以替代患者体内受损的造血系统,恢复正常造血功能。

3. 药物研发和安全性评估:干细胞可以用于药物研发的早期阶段,作为体外模型来评估药物的安全性和效果。

这可以减少动物实验和临床试验的需求,提高研究效率和准确性。

三、干细胞的伦理和法律问题由于胚胎干细胞的获取需要破坏胚胎,引发了一系列伦理和法律争议。

不少人认为胚胎是具有生命和尊严的,因此反对胚胎干细胞研究和应用。

为了解决这一问题,科学家们也在探索其他来源的干细胞,如诱导多能干细胞(iPSCs),这些细胞可以通过重新编程成体细胞来获取,避免了胚胎的使用。

在许多国家和地区,对于干细胞研究和应用制定了严格的法律和规定。

这些法律旨在保护个体的权益,同时也限制了干细胞的使用范围和条件。

四、干细胞的前景和挑战干细胞研究和应用领域仍面临着许多挑战和困难。

首先,干细胞的分化和定向发育机制尚未完全阐明,这限制了干细胞的广泛应用。

第四章 动物干细胞..

第四章 动物干细胞..

第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节 胚胎干细胞
• 通过建立体外培养的方法,获得保持增殖且 不分化的胚胎干细胞系的技术称为胚胎干细 胞的建系。 • 一、胚胎来源的干细胞系(p132 图6-1) • 1. 囊胚阶段的内细胞团(ICM) • 2. 来源于生殖嵴部位的原始生殖细胞(PGC) • 3. 来源于畸胎瘤组织(EC)
二、胚胎干细胞的建系
生化特征
• 具有碱性磷酸酶和端粒酶活性;


表达SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60等表面标志;
表达OCT-4蛋白;
人胚胎干细胞的表面标志
Otc4基因
• Otc4基因被认为在整个卵子生成和囊胚附 殖前以及早期外胚层中都表达,是受精卵 全能性的关键。 • Otc4基因只能在胚胎中才能得到完全表达, 而在成体动物体细胞中的表达基本上被关 闭。这就意味着克隆人技术的第一步就存 在很大问题。所以Otc4也被称为克隆人终 结者。
二、胚胎干细胞的鉴定方法
• 1. 形态鉴定: • 核质比大,体积小,细胞集落小鼠呈鸟巢状, 牛、猪等呈馒头状,人呈扁平、松散聚合体。 • 2. 核型分析: • 二倍体核型,染色体受损情况等。
• 3. ESC特异性表面抗原表达的鉴定: • 小鼠ESC以SSEA-1为主,人以SSEA-3、 SSEA-4为主。此外,ALP、Otc-4等都可作 为表面标志。 • 4. 端粒酶活性鉴定: • 端粒长度及端粒酶活性检测。 • 5. 体内外分化能力鉴定:体内外分化能力 鉴定:胚胎小体(EB,或称拟胚体)
• 培养基的准备: • 用DMEM(高糖)培养液,其中胎牛血清的 浓度和质量很重要,还要加非必须氨基酸; β -巯基乙醇。 • 常采用添加LIF等抑制ESC的分化潜能;添 加EGF等生长因子来促进ESC的增殖。

干细胞基础知识

干细胞基础知识

干细胞概述干细胞的定义干细胞(Stem cell,SC)是一类具有自我更新(self-renewing)能力的多潜能细胞,即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力,在合适的条件或给予合适的信号,它可以分化成多种功能细胞或组织器官,医学界称其为“万用细胞”,也有人通俗而形象地称其为“干什么都行的细胞”。

干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织。

来自胚胎和胎儿组织的胚胎干细胞具有多潜能分化特性,可分化为成熟个体体内几乎全部200多种以上的成熟细胞类型。

而成年个体组织来源的成体干细胞(adult stem cell)有造血干细胞、神经干细胞和胰腺干细胞等。

人类很多疾病诸如心肌梗塞、糖尿病、帕金森病等,均涉及细胞(如脑细胞、心肌细胞、胰岛细胞)的死亡。

干细胞技术最显著的作用就是:能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官,用以治疗诸如脑瘫、中风、白血病、心肌梗塞、糖尿病、帕金森氏病等多种用传统方法难以治愈的疾病,具有不可估量的医学价值,给人们带来了希望。

干细胞的分类干细胞具有自我更新(self-renewing)的能力,在一定条件下下,它可以分化成各种功能细胞。

按分化潜能的大小,干细胞基本上可分为以下三种类型。

(1)全能性干细胞(Totipotent stem cells) 它具有形成完整个体的分化潜能。

如胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESC),具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型,进一步形成机体的所有组织、器官。

(2)多能性干细胞(Pluripotent stem cells) 这种干细胞具有分化出多种组织细胞的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制。

骨髓多能造血干细胞是典型的例子,它可分化出至少12种血细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞。

(3)单能干细胞也称专能或偏能干细胞(Unipotent stem cells)。

公共基础知识干细胞基础知识概述

公共基础知识干细胞基础知识概述

《干细胞基础知识的综合性概述》一、引言干细胞,作为生命科学领域中最具潜力和神秘色彩的研究对象之一,近年来引起了广泛的关注。

干细胞具有自我更新和多向分化的能力,为人类治疗多种疾病带来了新的希望。

本文将全面阐述干细胞的基础知识,包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势,为读者提供一个系统而深入的理解框架。

二、干细胞的基本概念(一)定义干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。

它们可以通过不断地自我复制来维持自身数量的稳定,同时在特定的条件下可以分化为各种不同类型的细胞,如神经细胞、心肌细胞、肝细胞等。

(二)分类1. 按照来源分类- 胚胎干细胞:来源于胚胎发育早期的内细胞团,具有最强的分化潜能,可以分化为人体的各种细胞类型。

- 成体干细胞:存在于成体组织中的干细胞,如骨髓干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞等。

成体干细胞的分化潜能相对有限,但在维持组织的稳态和修复损伤方面起着重要作用。

- 诱导多能干细胞:通过特定的方法将已分化的体细胞重编程为具有类似胚胎干细胞特性的细胞。

诱导多能干细胞的出现为干细胞研究提供了新的途径,避免了胚胎干细胞研究面临的伦理争议。

2. 按照分化潜能分类- 全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能,如受精卵和早期胚胎细胞。

- 多能干细胞:能够分化为多种不同类型的细胞,但不能形成完整个体,如胚胎干细胞和诱导多能干细胞。

- 单能干细胞:只能分化为一种特定类型的细胞,如成体组织中的干细胞。

三、干细胞的核心理论(一)自我更新机制干细胞的自我更新是通过细胞分裂来实现的。

在细胞分裂过程中,干细胞可以保持其未分化状态,或者产生两个相同的干细胞,从而维持干细胞群体的数量稳定。

自我更新的机制涉及多种信号通路和基因调控网络,其中包括 Wnt、Notch、Hedgehog 等信号通路。

(二)分化机制干细胞的分化是在特定的信号刺激下,通过基因表达的调控来实现的。

在分化过程中,干细胞逐渐失去其多能性,表达特定的基因,从而形成特定类型的细胞。

干细胞相关知识点汇总总结

干细胞相关知识点汇总总结

干细胞相关知识点汇总总结一、干细胞的基本概念干细胞是一种具有自我更新能力和多能性的细胞。

它们可以不断分裂产生同类干细胞,同时也能够分化为多种功能成熟细胞,如神经细胞、心肌细胞、肝细胞等。

干细胞分为两大类:胚胎干细胞和成体干细胞。

胚胎干细胞来源于早期的胚胎,具有最大的多能性;成体干细胞来源于成熟组织和器官,具有较小的多能性。

二、干细胞的类型1. 胚胎干细胞(ES细胞):来自早期的胚胎,具有最大的多能性,可以分化为任何细胞类型。

2. 诱导多能干细胞(iPS细胞):是通过基因工程技术将成体细胞重新编程而成的具有多能性的细胞。

3. 成体干细胞:来自成熟组织和器官,包括骨髓干细胞、脐带干细胞、脂肪干细胞等,具有较小的多能性。

三、干细胞的来源1. 胚胎:胚胎干细胞来源于早期的胚胎,通常来自体外受精后的胚胎。

2. 成体组织:成体干细胞来源于成熟组织和器官,包括骨髓、脐带、脂肪等。

3. 基因工程:诱导多能干细胞是通过基因工程技术将成体细胞重新编程而成的多能性细胞。

四、干细胞的应用1. 再生医学:利用干细胞进行再生医学研究,可以修复受损组织和器官,治疗多种疾病和损伤。

2. 组织工程:利用干细胞构建人工组织和器官,解决器官移植的短缺问题。

3. 药物研发:利用干细胞进行药物筛选和药效评估,加快新药的研发和上市。

五、干细胞的伦理和法律问题1. 伦理问题:胚胎干细胞研究涉及胚胎的使用和破坏,引发了伦理和道德方面的争议。

2. 法律问题:不同国家和地区对干细胞研究和应用的法律规定不同,有些国家禁止胚胎干细胞的研究和应用,有些国家则允许并支持相关研究。

六、干细胞的临床研究进展1. 干细胞移植治疗:干细胞移植已经成为治疗白血病、淋巴瘤等血液系统疾病的重要手段。

2. 干细胞再生医学:干细胞可以用于治疗多种慢性疾病和器官损伤,如心脏病、糖尿病、脊髓损伤等。

3. 干细胞组织工程:干细胞组织工程技术正在积极开发人工心脏、肝脏、胰岛、肌肉等人工组织和器官。

干细胞的基础知识

干细胞的基础知识

干细胞的基础知识干细胞的基础知识干细胞的概念干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。

它包括胚胎干细胞和成体干细胞。

干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。

目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。

最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。

在胚胎的发生发育中,单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。

在成年动物中,正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。

胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。

胚胎干细胞是全能的,具有分化为几乎全部组织和器官的能力。

而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织。

然而,这个观点目前受到了挑战。

最新的研究表明,组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能,这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。

干细胞具有自我更新能力(Self-renewing),能够产生高度分化的功能细胞。

干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。

1.1 胚胎干细胞胚胎干细胞(Embryonic Stem cell, ES细胞)当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团(Inner Cell Mass)的细胞即为胚胎干细胞。

胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。

早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。

而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。

进一步说,胚胎干细胞(ES细胞)是一种高度未分化细胞。

它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。

研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。

ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代,由于畸胎瘤干细胞(EC细胞)的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。

目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的,如:德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。

干细胞分类和生物学特征

干细胞分类和生物学特征

干细胞分类和生物学特征干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。

根据其来源和潜能的不同,可以将干细胞分为以下几类:1. 胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells,ESC),胚胎干细胞来源于早期胚胎的内细胞团,具有最高的分化潜能,可以分化成身体内的各种细胞类型。

胚胎干细胞在研究和治疗上具有重要意义,但其获取涉及胚胎捐赠和伦理问题。

2. 成体干细胞(Adult Stem Cells,ASC),成体干细胞存在于已发育成熟的组织或器官中,具有较低的分化潜能,主要用于维持和修复组织。

成体干细胞可以分为多个亚类,如骨髓干细胞、脂肪干细胞、神经干细胞等。

3. 诱导多能干细胞(Induced Pluripotent Stem Cells,iPSC),诱导多能干细胞是通过基因工程技术将成熟细胞(如皮肤细胞)重新编程,使其回到类似胚胎干细胞的状态,具有类似胚胎干细胞的分化潜能。

iPSC的发现为干细胞研究提供了新的途径,避免了胚胎捐赠和伦理问题。

干细胞具有一些生物学特征,包括:1. 自我更新能力,干细胞可以不断自我复制并生成更多相同类型的干细胞,以维持其数量。

2. 多向分化潜能,干细胞具有分化为多种细胞类型的潜能,可以分化成不同的细胞,如心脏细胞、神经细胞、肌肉细胞等。

3. 长寿性,相比其他细胞,干细胞具有较长的寿命,可以持续存在和分裂。

4. 低分化状态,干细胞处于低分化状态,没有完全定向分化为特定细胞类型,保持了一定的未分化特征。

5. 干细胞标记物,干细胞通常表达一些特定的标记物,如表面标记物CD34、CD133等,这些标记物可以用于鉴定和分离干细胞。

总体而言,干细胞的分类和生物学特征为研究和应用干细胞提供了基础,并在组织工程、再生医学和疾病治疗等领域具有广阔的前景。

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科普——干细胞的概念和分类
体每天都会有细胞的衰老和死亡,承担这部分细胞新生的动力和源泉就是干细胞,可以说干细胞是细胞的种子,或者说是细胞的母亲,也是人体新生的动力源泉。

干细胞的概念
首先从两个角度去认识干细胞,一个角度是从人体发育的角度。

人体最初是由受精卵经过不断的分裂和分化,形成身体的各个组织和器官,并最终形成完整的个体。

受精卵被称为第一代干细胞,而在人体发育过程中,那些能够不断的进行自我更新和分化的细胞就被称为干细胞;
第二个角度是从细胞的角度认识干细胞。

人体最基本的结构和功
能单位是细胞,据科学研究,人体大约有4百万亿到6百万亿个细胞,而这些细胞整体可以分为两大类:一类是具有执行功能的细胞,称为功能细胞,而这些功能细胞都负责执行特定的功能,比如心脏是由心肌细胞紧密排列而成,心肌细胞有规律的收缩,完成心脏射血的功能,比如胰腺中的胰岛B细胞,它的作用是分泌胰岛素然后调节体内糖代谢的平衡,那这些功能细胞到底从何而来呢?这就涉及到细胞的另一大类就是干细胞,正是由于干细胞不断的自我更新和分化,形成了特定功能的功能细胞,才能维持组织和器官在结构和功能上的动态和平衡,使我们的生命现象得以延续。

干细胞的分类
当然还有许多其它干细胞的名称,比如说全能干细胞、多能干细胞、胚胎干细胞等,这些就涉及到了干细胞的分类。

干细胞的分类有两种,一种是从发育阶段的不同,分为胚胎干细胞和成体干细胞;另外一种是根据功能的不同,或者说是发育潜能的不同,把它分为三种:全能干细胞,多能干细胞和单能干细胞。

全能干细胞,它具有能够独立发育成一个完整个体的潜能,所以我们称为全能干细胞。

多能干细胞不能够发育成独立的个体,但是可以发育成个体所需要的组织和器官,所以称为多能干细胞。

第三类就是单能干细胞,这类细胞既不能发育成完整个体,也不能形成我们身体的组织和器官,但是可以形成特定的功能细胞,比如神经干细胞可以形成神经细胞,肌肉干细胞可以形成肌细胞,并进一步形成肌肉。

干细胞的特征
以上所讲的是关于干细胞的分类,接下来我们了解一下干细胞的特征以及它在人体内的作用。

首先我们称干细胞为“睡美人”,因为一般情况下,在正常的肌体内有95%的干细胞都处于休眠状态,是没有活性的,只有当身体组织器官缺失或者需要时,这部分干细胞才会开始工作。

第二点,干细胞具有归巢和迁移的功能,就像小鸟无论飞多远都会回到自己的巢穴,它在我们的体内会迁移到受伤的组织器官,进行分裂和分化,形成我们组织和器官所需要的一些功能细胞。

第三点,形象地称为干细胞非常能干,它具有高度的和分裂和分化潜能,只要身体需要,干细胞就会按照发育途径的不同而形成特定的功能性细胞。

同时干细胞在人体内会分泌大量的细胞因子,而这些细胞因子一方面能够刺激人体处于休眠状态的细胞,使之重新具有活性,另外可以修复组织和器官。

干细胞具体分类以及优劣情况
下面是关于目前为止在干细胞应用领域所用的一些干细胞具体的
分类以及优劣情况。

大家所了解到的胚胎干细胞、造血干细胞和间充质干细胞是目前为止最常听到的三大类。

胚胎干细胞的发育潜能是最强的,所以在当今世界很多科学家都在研究胚胎干细胞。

但是它存在着伦理争议问题,因为无论是专家和学者都认为胚胎干细胞是一个生命体,就像受精卵一样也是一个生命体,那么如果使用它进行实验或研究就有失伦理和道德。

并且胚胎干细胞在临床应用和研究过程中非常不可控,非常容易癌变,要求的技术手段是非常高的,目前在干细胞领域能够安全使用胚胎干细胞的少之又少,甚至几乎没有。

造血干细胞的来源有两处,一个是人体的外周血,另外一个就是脐带血。

脐带血中不含有造血干细胞,但是含有间充质干细胞和免疫细胞。

目前为止造血干细胞在使用上需要严格的对象或者配型,配型成功使用之后,需要长期的服用免疫抑制剂或者免疫抑制药物,因为重度的免疫排斥反应,可以短时间要人的命,所以它在使用的过程中要求是非常严格的。

其次,造血干细胞在脐带血中只有区区的数百万,无论在临床应用还是文献记载还是科学研究中,目前为止尚未出现一例使用自身造血干细胞治疗自身白血病这样成功的案例。

间充质干细胞在最近几年的临床领域包括研究领域是备受关注的,原因是含有以下几个特点:
第一是它的来源比较丰富,采集也比较简单,无论是自体的骨髓和脂肪还是异体的婴儿脐带中和胎盘中都有大量丰富的间充质干细胞;
第二点,在经过连续多代的培养,甚至在低温保存之后,仍具有高度的增殖和分化能力;
第三点,基因相对比较稳定,不会突变,使用安全可靠;
第四,最重要的一点,间充质干细胞的免疫原性比较低,使用的过程中不需要配型,也不存在免疫排斥反应,更不需要注意免疫抑制药物、免疫抑制剂的使用;
第五点,间充质干细胞具有很强的恢复造血功能,尤其是脐带间充质干细胞。

而且最重要的一点是它不存在伦理争议问题,可以放心安全的使用,所以现在有关间充质干细胞的研究和应用非常的普遍。

关于间充质干细胞的原性问题,分为异体和自体,异体主要是脐带间充质干细胞和胎盘间充质干细胞,自体主要是骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞。

曾经有科学家做过实验关于这四种干细胞的对比,结果是它们的生物学特性基本相似,只是在分化能力方面,脐带间充质干细胞和脂肪间充质干细胞要优于其它两种。

同时在此过程中,间充质干细胞在体内会分泌大量的细胞因子,人体所需细胞因子目前研究约有174种左右,而脐带间充质干细胞其中的22种分泌量远远高于其它三种间充质干细胞。

但是为什么在间充质干细胞应用的领域,脐带间充质干细胞被称为干细胞中的“零零七”,原因在于取材方面。

因为在使用自体干细胞时,无论是骨髓间充质干细胞还是脂肪间充质干细胞,取材时都会有创伤,而且随着年龄的增大,身体状况不同,体内干细胞的数量和活性都会受到影响,所以一般情况下不建议使用自体取材的间充质干细胞。

正常人类研究较多的就是脐带间充质干细胞,因为在婴儿脐带周围有一些胶状物质,里面含有大量和丰富的间充质干细胞。

总结
总而言之,干细胞从理论上来讲,无论是在美容抗衰还是治疗身体的疾病等方面,对人体的效果都是非常显著。

但是考虑到安全性,所以使用的过程中一定要选择正规的机构或医院进行治疗~。

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