干细胞生物工程(20201014081323)
干细胞工程克隆技术知识点
《干细胞工程》知识点过关班级姓名
1、干细胞：具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞称为干细胞。
2、干细胞的分类：按照分化程度从小到大
（1）全能干细胞，例：受精卵（胚胎干细胞），能发育成一个完整的个体。
（2）多能干细胞，例：造血干细胞，能分化成多种组织。
（3）专能干细胞，例：神经干细胞，能分化成各种神经细胞。
3、胚胎干细胞：
（1）来源于早期胚胎或原始性腺
（2）特点：形态上——体积小，细胞核大、核仁明显
功能上——具有全能性，能发育成任何一种组织
《克隆技术》知识点过关
1、克隆：是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的分子、细胞或个体。
2、体细胞克隆动物的成功，证明了动物的细胞核具有全能性。
3、多利的克隆原理和过程。
干细胞基本知识、技术发展史、产业介绍
干细胞基本知识1.什么是干细胞？干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，是形成人体各种组织器官的原始细胞。
在一定条件下，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”。
2.干细胞是怎样维持其生物学特性的？干细胞具有两种不同的分裂方式，一是对称分裂，另一种是不对称分裂。
它可以根据周围环境的变化分裂为两个相同的分裂末期的功能细胞或者两个相同的干细胞，还可以分裂为一个干细胞及一个末期的功能细胞，这是干细胞区分于肿瘤细胞的最大特点。
所以说干细胞可以长时间处于休眠状态，也可以快速进行修复功能。
举一个最容易理解的例子，肝移植供者切除3/4的肝脏，可以在两周内完全恢复成原样，但是恢复后就不再继续生长，这就是干细胞的功能。
3.干细胞的分类有哪些？细胞有两种分类方法，一是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。
第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。
胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能或单能干细胞。
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（成体干细胞）同样具有横向分化成其它类型细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。
4.什么是胚胎干细胞？胚胎干细胞是形成于受精卵发育大约5天后囊胚内细胞团中的细胞，它对所有细胞类型均表示出充分的分化潜能，并有能力形成一个完整的个体。
细胞工程—干细胞
细胞工程细胞工程的定义细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
分类A、根据研究生物类型不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程、微生物细胞工程。
动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术；胚胎工程技术（核移植、胚胎分割等）；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。
植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。
B、根据实验操作对象可分为：细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作、转基因生物等。
细胞工程的基本操作（1）无菌操作技术，细胞工程的所有实验都要求在无菌条件下进行，所以实验者必须十分认真细心地把好无菌操作这道关。
（2）细胞培养技术，细胞培养是指动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。
细胞培养技术包括取材除菌；配制培养基；对培养基除菌或灭菌；采用无菌操作进行接种；在培养室培养，并控制种类细胞生长所需的最佳培养条件，如温度、湿度、光照、氧气、二氧化碳等；当细胞达到一定生物量时应及时收获或传代；（3）细胞融合技术，采取一定的措施诱导细胞同步化生长，对于成功地进行细胞融合及代谢物的生产具有十分重要的作用。
细胞工程在医学领域的应用1.干细胞的发现早在19世纪，发育生物学家就知道，卵细胞受精后很快就开始分裂，先是1个受精卵分裂成2个细胞，然后继续分裂，直至分裂成有16至32个细胞的细胞团，叫做桑椹胚。
这时如果将组成桑椹胚的细胞一一分开，并分别植入到母体的子宫内，则每个细胞都可以发育成一个完整的胚胎。
这种细胞就是胚胎干细胞，属于全能干细胞。
骨髓、脐带、胎盘和脂肪中则可以获取组织干细胞。
干细胞技术作为生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术，将可能导致一场医学和生物学革命，给无数疑难病症治疗带来了新的希望。
5干细胞工程
东北师范大学
多系分化持续应激细胞（Muse细胞）
multilineage differentiating stress enduring cells
出澤真理等人在人的皮肤细胞中发现 能发育成各种组织的新型干细胞。
人皮肤细胞经特异性分化抗原筛选出 的Muse细胞，导入四种山中基因后，
•出澤 真理 转变为ips的细胞多了30多倍，而其 DEZAWA, Mari 余皮肤细胞却不能。说明“分化终末
细胞”诱导成ips细胞是有一定条件 性的。
东北师范大学
Muse细胞与非Muse细胞
Muse
SSEA-3 /CD105 双阳筛选
四种 因子
形态改变
非Muse
(SSEA) 阶段特异性胚胎抗原
出现iPS 无iPS出现
细胞的命运可以逆转，不同组织间的 细胞可以相互转化；
简单易行，大多实验室都可以开展； 患者自身的iPS细胞经诱导分化后重
新植入，会大大减少免疫反应； 疾病特异性iPS细胞可用于筛选特异
性治疗药物。
东北师范大学
诱导多能性干细胞最后的成功
Kazutoshi Takahashi
对照 全部因子 实验是在导师指导下，由学生高桥和利 完成的，导师要求将手头的24个分化相
关因子一一转入终末分化细胞，对每一
ห้องสมุดไป่ตู้
个结果仔细观察，结果一无所获。后来
竟不顾老师的怀疑，将所有分化因子
G418筛选
一股脑地转进细胞，于是奇迹发生了…。
东北师范大学
山中伸弥建立的Fbx15筛选系统
Fbx15基因仅在胚胎干细胞中表达
G418筛选
β半乳糖苷酶和 新霉素抗性基因
现代生命科学与生物技术干细胞工程PPT.
概述
9.2 干细胞及其体外培养技术
干细胞
1、干细胞的概念
干细胞（Stem Cell，SC）是来自于胚胎、胎儿或成
体内具有在一定条件下无限自我更新与增殖分化
能力的一类细胞，能产生表现型与基因型和自己完
全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官 的已特化的细胞,同时还能分化为祖细胞。
通俗地讲，干细胞是尚未发育成熟的细胞，它 具有再生为各种组织、器官的潜能，医学界称其
已有临床实验证明，干细胞是重建或修复病损或 衰老组织器官功能的理想种子细胞,对白血病、癌 症、严重免疫性疾病以及心血管疾病、糖尿病、 早老性痴呆症和脊髓受损患者有惊人的治愈作用。
概述
认识基本生命规律
干细胞研究将促进科学家重新认识细胞生长、分化、
1.7.2核实生细节物发育机制等基本生命规律；
一位保有客户购买车辆半年多以后，突然打电话说：“韩经理啊，我开车时听到车底盘下有咣啷咣啷的响声，怎么回事呀？我还能不
在人类基因组框架完成之后，细胞工程或称组织 将应聘者介绍给单位中其他成员；
小提示65：利用形体语言与应聘者建立起融洽的关系。 2 今天我们就来谈谈什么是地震。
工程，尤其是干细胞的研究将成为后基因组计划 第二课时 摔伤碰破后的救护
（1）不接触高于36伏的低压带电体，不靠近高压带电体。
(post genome pro．ject)的极为关键部分之一。
现代生命科学与生物技术干细胞工程
（优选）现代生命科学与生物 技术干细胞工程
概述
9.1 概述
➢利用干细胞工程技术有可能实现：
•完美地修复或替代人体组织、肢体或器官的伤残 •根治恶性肿瘤、帕金森病、中风等疾病
概述
干细胞研究的进展
2020干细胞生物学整理
20201017 程涛干细胞生物学总论1. 干细胞：分类：按照发育潜能分类（4类）：①全能（totipotent）：受精卵②亚全能（pluripotent）：ICM/ESC、EGC、ECC、EpiSC、maGSC、iPSC③定向分化的多潜能（multipotent）：HSC、NSC、皮肤干细胞、小肠干细胞等④单能（unipotent）：精原干细胞按照来源分类（ESC、ASC）、按照造血重建能力分类（2类）。
2.干细胞用于治疗：（1）自体修复：自身干细胞、原位转分化（2）细胞移植：成体干细胞、ESC、IPSC（3）免疫调控：肿瘤、免疫性疾病（4）改善微环境：局部营养、机能调控、辅助修复3. 干细胞临床应用面临的挑战：①干细胞技术是一门尚处于试验阶段的、复杂的生物疗法②干细胞技术应用范围很广，安全性和药效学研究内容不一③许多疾病的动物模型不能准确反映人类所患的疾病，有时在动物中的毒理学研究很难预示在人体内的毒性④干细胞可能作用几个靶标部位，发挥有利或有害的作用⑤不同来源的干细胞具有不同的分子特征，这方面尚未形成国际公认的标准4.细胞多能性的鉴定（ESC/iPSC）方法（6种）：①体外培养无限增殖：一般来说可以连续传达30代以上，就可以认为是无限传代②体外培养分化：体外培养观察该细胞能否分化成三个胚层的所有细胞③畸胎瘤形成：将该细胞注射到皮下，能够形成畸胎瘤，畸胎瘤内包含三个胚层所有细胞④嵌合体形成：将该细胞注射到正在受体囊胚中，形成嵌合体动物，具有生殖系遗传特性⑤四倍体补偿tetraploid complementation：将发育到2细胞阶段的早期胚胎通过电激等方法将2细胞融合，发育形成四倍体囊胚。
然后将该细胞注射到该四倍体囊胚中，可以形成一个完整动物体。
因为四倍体胚胎不能正常发育，只能形成胚外组织即胎盘，所以该个体的所有细胞全部来源于该细胞。
（黄金标准！）⑥表面markers的检测：如Oct4、Sox2、Nanog、SSEA1等5.细胞多能性调控环路（3个）：转录层次、表观层次、细胞外信号层次细胞多能性的维持：从以上三个层次入手进行干预，维持多能性6.多潜能干细胞的来源（5种）：（1）ESC胚胎干细胞----来源于早期胚胎或植入前囊胚阶段的ICM （植入前胚胎）（2）EpiSC（epiblast stem cell）外胚层干细胞---来源于植入后的外胚层（植入后胚胎）（3）EGC胚胎生殖细胞-----来源于原始生殖细胞PGC （植入后胚胎）（4）maGSC孤雄生殖干细胞----来源于精子（孤雌生殖干细胞也是吧？）（成体）（5）iPSC诱导多能干细胞----来源于分化成熟的细胞（成体）7.Niche（小生境）的特点（4点）：①限定细胞进入细胞周期，分化②将干细胞特征设定在子代细胞③整合组织和器官状态信号④限制突变错误8.决定干细胞移植成功的因素：①干细胞的剂量、耐受性、传递②宿主的niche状态、疾病状态、其他治疗1.成体干细胞：（1）定义：（2）命运：“sad”：衰老、凋亡、分化（3）维持：CDK抑制剂（信号/CDK受体---Rb/E2F---细胞进入周期分化）2.如何研究一个基因：（1）先了解基因的时空表达谱特征：原位杂交技术（探针）（2）在特定的时空通过过表达、敲除分别检验该基因的功能：①过表达（gain of function）②敲除（loss of function）：通过RNAi（RNA干扰）或者shRNA(短发夹RNA)通过Cas9-sgRNA(single guide RNA)③change of function-----correction：修正致病基因；Knockin：插入sgRNA 、供体DNA3.研究基因编辑的3大利器：（1）ZFN(锌指核酸酶)：锌指DNA结合结构域—-识别DNA序列的3个核苷酸。
干细胞生物工程研究展望
干细胞生物工程研究展望作者：黄河来源：《中国科技纵横》2018年第04期摘要：本文主要探讨了干细胞生物工程研究展望，文章中首先介绍了干细胞分裂的演绎，其次介绍了细胞发育的基因调控，其中包括内源调控以及外源调控两种方式。
然后介绍了干细胞临床技术的应用前景，其中包括干细胞的基因调控、定向诱导、和横向分化，干细胞治疗的特点两个方面。
最后对本文做出了总结。
关键词：干细胞工程；研究；分化；分裂中图分类号：Q81 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0185-02动物在发育过程中，离不开干细胞分裂以及分化过程，胚胎干细胞分裂或者分化的方向取决于胚胎干细胞所处的环境，科学家门为了研究生命的发育过程以及为了让干细胞在医疗中发挥作用，成功实现了在体外培养干细胞的技术，并且成功的通过改变培养环境来控制干细胞的分裂分化方向。
目前我国关于这方面的技术还不够成熟，相信有朝一日生物工程技术一定能够成功的运用到医学领域中。
本文主要针对干细胞在生物体系中的作用做了探讨，并且对干细胞在未来医学领域的应用做出了展望。
1 干细胞分裂的演绎根据发育阶段的不同，干细胞可以分为胚胎干细胞以及成体干细胞两种类型，干细胞作为一种有自我复制能力的细胞，有着极强的分裂分化能，并且在一定条件下可以分化为很多种类型的细胞。
胚胎干细胞的分裂以及分化是动物发育的基础，最早期的干细胞是受精卵，通过受精卵的分裂分化，形成了成体[1]。
成体干细胞通过分裂分化可以实现成体内的各个组织以及器官的修复和再生功能。
而干细胞生物工程则指的是通过对干细胞进行体外操作，使其达到分裂分化的效果。
在受精卵向胚囊发育的过程中，可以将其中的内胚团专门取出来进行培养，在适宜的外界条件下，这些细胞在体外可以无限增值，并且还可以分化成各种细胞，同时也不会失去其全能性。
所以内胚团同时也被称作为胚胎干细胞，同时在动物体内的胚芽细胞也具有分裂和分化的功能，所以动物的胚芽细胞也属于胚胎干细胞。
干细胞生物学
干细胞在药物研发中的应用
药物筛选
利用干细胞进行药物筛选，可以 快速找到对特定疾病有效的药物，
提高药物研发的效率。
药效测试
利用干细胞进行药效测试，可以更 准确地预测药物在体内的效果和安 全性，加速新药的研发进程。
疾病模型建立
利用干细胞建立疾病模型，可以更 好地理解疾病的发病机制和进展过 程，为药物研发提供重要的参考依 据。
03 干细胞的应用
CHAPTER
干细胞在医学上的应用
疾病治疗
干细胞可以分化成特定的细胞类型， 用于替换病变或受损的细胞，治疗各 种疾病，如糖尿病、帕金森病、脊髓 损伤等。
组织工程
药物筛选
利用干细胞进行药物筛选，可以快速 找到对特定疾病有效的药物，提高药 物研发的效率。
干细胞可以用于构建组织和器官，以 解决移植器官短缺的问题，提高移植 手术的成功率。
04 干细胞研究的前沿与挑战
CHAPTER
胚胎干细胞研究的前沿与挑战
前沿
胚胎干细胞具有全能性，能够分化成任何类型的细胞，为再 生医学提供了无限的可能性。目前，科学家们正在研究如何 更有效地分离和培养胚胎干细胞，以及如何控制其分化过程 。
挑战
胚胎干细胞的获取和使用涉及到伦理和法律问题。此外，胚 胎干细胞的分化效率低下，且存在癌变风险，这些都是目前 亟待解决的问题。
干细胞在发育和组织再生过程中起着 关键作用，能够分化成各种组织和器 官，为医学和生物学研究提供了无限 的可能性。
干细胞的分类
根据来源，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞具有全能性，能 够分化成任何类型的细胞；成体干细胞则具有组织特异性，只能分化成特定类型 的细胞。
根据分化潜能，干细胞可分为多能干细胞和单能干细胞。多能干细胞具有分化成 多种类型细胞的能力，而单能干细胞只能分化成一种或几种类型的细胞。
【初中生物】八年级生物复习资料之干细胞
【初中生物】八年级生物复习资料之干细胞【—八年级生物之干细胞】，干细胞即为起源细胞。
简单来讲，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。
胚胎干细胞（Embryonic stem cell）的发育等级较高，是全能干细胞（Totipotent stem cell）而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。
据文献报导干细胞是一类具有自我更新和分化潜能并保持未分化状态的细胞。
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体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。
而成体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复制的能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。
总结：干细胞在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。
干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
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明尼苏达大学干细胞生物学专业详解
明尼苏达大学干细胞生物学专业详解学校名称：美国明尼苏达大学—双城所在位置：美国明尼苏达大学干细胞生物学专业(Stem Cell Biology)授予理学硕士学位。
干细胞生物学是一个发展迅速的涉及多门学科的领域。
这个专业的基础是分子生物学、细胞生物学和发育生物学。
1. 专业概况干细胞生物学专业的学生有机会在美国这所重要的研究型大学中的跨学科项目中学习。
该校拥有一家干细胞研究院。
这个研究院师资雄厚，来自多个学科，在国际享有名声。
长期以来，明尼苏达大学致力于生物学领域的研究和探索。
它的干细胞研究院成立于1999年，是美国同类研究机构中创办最早的。
干细胞研究院有五十名教员，研究领域包括胚胎与成人干细胞特征和发育生物学相关问题。
虽然也从事临床研究，特别是造血细胞移植领域的临床研究，但是这个研究院的研究大部分属于基础研究。
干细胞研究院精于干细胞生物学的各个方面。
它的教员也是其他研究生项目的成员，特别是遗传-细胞生物学-发育、神经科学-微生物学-免疫学-癌症生物学以及药理学。
2. 学位与学分要求干细胞生物学专业要求学生从研究生课程中拿到三十个学分。
完成必修课之后，可从诸多选修课中选择学习，完成余下的学分要求。
第一年秋季完成九到十二个学分。
A计划的学生从春节开始从事论文研究，一直到夏季。
第一年春季和第二年春季期间，学生将需要在实验室学习课程并从事研究。
B计划的学生课程在第一年秋季和春季完成，研究项目和研讨会在第二年秋季完成。
全日制最少要求六个学分。
少于六个学分将视为非全日制。
专业课：最少十四个学分。
选修课：最少四个学分。
总课程：最少二十个学分。
论文：十个学分专业课：最少十四个学分。
选修课：最少六个学分。
总课程：最少三十个学分。
注意，B计划的额外十门课的要求有待该项目同意。
3. 课程实践培训模块(一个学分)、研究研讨会(三个学分、二个学分)、干细胞生物学(三个学分)。
分子遗传学与基因组学(三个学分)、DNA分子生物学(二个学分)、RNA分子生物学(二个学分)。