干细胞的分类及应用
干细胞行业：神奇的“万用细胞”,巨大的市场潜力-广证恒生
OSIR 已 经开发出 两种相对
成熟的干 细胞产品
Prochymal： 胞药物。
Chondrogen 主要用于治疗
的人造干细 类疾病
数据来源：Osiris ，Wind ，广证恒生
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3.干细胞产业化的国际龙头： Osiris Therapeutics。
干细胞生物 制剂方面， 公司拥有 Grafix，
Cartiform 和
Bio4 三种产 品：
Grafix 是Osiris 公司的重要产品之一，主要应用于 领域。
Cartiform 是Osiris 在 冷冻的软骨异体移植物。
领域的产品，它是一种
Bio4 是整形外科的产品，主要针对的是
领
域中的骨伤问题。
数据来源：Osiris ，广证恒生
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3.： Bioheart 公司 ：致力于修复心脏损伤的干细胞治疗
8
2.干细胞应用研究发展形成完整产业链，市场规模巨大。
全球干细胞行业蓬勃发展。据国际研究机构Transparency Market Research 及
Market Research的数据显示， 2010年全球干细胞产业市场规模达到了215亿美元，
2014 年市场规模超过500 亿美元， 2018
国内干细胞存储 比例较低，不足
1%
发达国家10-15% 的比例
数据来源：中研网，，广证恒生
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2.2 干细胞产业中下游，国内外差距较大，有待拓展
是干细胞增殖以及干细胞制剂的新药研发，目前全球有近10种干细胞 产品上市，有三种是经过两个国家审批，另外有众多产品处于在研阶段 。
美国Osiris公司 研发的
2017.11.5
而
2
干细胞的分类和应用前景
干细胞的分类和应用前景干细胞是具有自我更新和分化潜能的一类细胞。
根据它们所具有的分化潜能和来源，干细胞被分为多种类型。
干细胞的应用前景广泛，涉及医学、生物科技、环境保护等众多领域，其中最为热门的是干细胞治疗。
一、干细胞的分类1. 按分化潜能分根据干细胞的分化潜能，可将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
全能干细胞（Totipotent Stem Cell）：全能干细胞可以分化为胚胎的所有细胞类型，包括南丁格尔氏瘤细胞和胚胎恶性肿瘤细胞。
由于全能干细胞具有潜在的危险性，目前在实际应用中较少使用。
多能干细胞（Pluripotent Stem Cell）：多能干细胞可以分化为胚胎中所有的三胚层类型细胞，即外胚层、中胚层和内胚层。
多能干细胞是最具应用前景的一类干细胞，包括人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞。
单能干细胞（Unipotent Stem Cell）：单能干细胞只能分化为一种细胞类型。
例如，神经干细胞只能分化为神经细胞。
2. 按来源分根据干细胞的来源，可将干细胞分为自体干细胞、同种异体干细胞和异种干细胞。
自体干细胞（Autologous Stem Cell）：自体干细胞来源于个体自身的组织，具有免疫适应性。
目前，自体干细胞被广泛应用于治疗自身免疫性疾病、心血管疾病、神经退行性疾病等。
同种异体干细胞（Allogenic Stem Cell）：同种异体干细胞来源于同种群体中的其他个体，具有较高的免疫排斥风险。
由于同种异体干细胞需要依赖无关个体的捐赠，因此仍存在一定的道德争议。
异种干细胞（Xenogenic Stem Cell）：异种干细胞来源于不同物种的动物或植物，具有较高的免疫排斥风险和潜在的安全隐患。
目前，异种干细胞应用较为有限。
二、干细胞的应用前景干细胞的应用前景广泛，主要涵盖了医学、生物科技和环境保护等多个领域。
1. 干细胞治疗干细胞治疗是干细胞应用最为热门的领域之一。
利用干细胞的分化潜能，可以补充或替代受损组织或器官的功能，从而实现治疗目的。
动物细胞工程—干细胞技术
• 全能性或多能性 • 种系传递性 • 体外遗传可操作性 • 无限扩增(自我更新)
干细胞技术
面临问题
扩增变 异
来源问题
（宗教、法律及文 化背景）
技术普 及
干细胞技术
成体干细胞
成体干细胞是指存在于一种已经 分化组织中的未分化细胞，这种细胞 能够自我更新并且能够特化形成组成 该类型组织的细胞。
动物生物技术
干细胞技术
第一章
干细胞技术
干细胞技术
干细胞定义及分类
干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,能够产生至 少一种类型的、高度分化的子代细胞。
胚胎
干细胞
按来
分
源分 类
成体
干细胞
全能 干细胞
按分化 潜能分
多能 干细胞
单能 干细胞
干细胞技术
胚胎干细胞（ES细胞）
胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ESCs， 简称ES、EK或ESC细胞）是早期胚胎（原肠胚期 之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞。
诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs或iPS) 技术是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性 干细胞。
优点分析
分离和培 养宿主细
胞
基因导入 宿主细胞
细胞种植 及重编程
出现及鉴 定ES样
克隆
• 没有伦理学的问题 • 不会有免疫排斥的
➢生物学特性 •多能ห้องสมุดไป่ตู้ •迁移性 •可调控性 •广泛性
优点分析
• 相对容易获取 • 不存在组织相容性 • 致瘤风险很低，伦理学争议
较少 • 多向分化潜能
生物人教版高中选修3 现代生物科技专题干细胞及其分类
干细胞及其分类干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。
（一）按干细胞所处的发育阶段分类：（1）胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ESC）。
2004年2月12日韩国汉城国立大学公布的一张显微照片显示了新近克隆的8个人类胚胎的早期阶段。
2月11日，韩国和美国科学家成功克隆出了人类早期胚胎，并从中提取出胚胎干细胞。
这是科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞。
新华社发胚胎干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。
研究和利用胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
胚胎干细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞的发现开始了胚胎干细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠胚胎干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胚胎干细胞培养出的神经胶质细胞。
此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。
随着胚胎干细胞的研究日益深入，生命科学家对人类胚胎干细胞的了解迈入了一个新的阶段。
干细胞治疗分类及应用
（2）栓子引起：经病理解剖研究发现，近50％的脑梗塞是由栓子所引起，但临床检出率仅有6％—20％，其中最常见的是心源性的（心房纤颤、心肌梗塞、心脏瓣膜病、心内膜炎、心脏扩大、心力衰竭等），占45％，其余5％可能来自动脉粥样硬化碎斑块脱落、动脉炎性栓子及脂肪栓及气栓等。
脑血栓形成和脑栓塞，虽然可由不同的病因引起，但病理生理上均造成脑血管闭塞，引起脑缺血改变，因此在处理方面基本上是相同的。
胶质瘢痕是阻碍神经纤维再生的机械性屏障。干细胞不但能够在损伤中心区的周围令神经组织再生，而且部分细胞突起相互交织形成疏松的网状结构，拮抗对神经纤维的再生造成完全阻碍的机械型屏障。
3．应用神经营养因子提高中枢神经元的内在再生潜力
干细胞能够产生多种神经营养因子，这些因子能够通过多重机制促进中枢神经系统损伤后的突触再生修复。
2．脑叶出血：常由脑动静畸形、Moyamoya病、血管淀粉样变性和肿瘤所致。常出现头痛、呕吐、失语症、视野异常及脑膜刺激征，癫痫发作较常见，昏迷较少见。
3．脑桥出血：多由基底动脉脑桥支破裂所致，出血灶位于脑桥基底与被盖部之间。大量出血累及脑桥双侧，常破入第四脑室或向背侧扩展至中脑，患者于数秒至数分钟内陷入昏迷、四肢瘫痪和去大脑强直发作。
脐带血间充质干细胞（QMLC-SC-CBM01）
脐带血间充质干细胞－神经诱导（QMLC-SC-CBM02）
移植方式
根据病情选择适宜的移植方式，腰椎穿刺术(鞘内注射)、脑室穿刺（定向移植）为主，也可采用静脉输入法。
由专业医生根据具体情况制定个性化治疗方案，确定疗程。治疗目的修复患者受损神经，使患者的各种功能障碍（语言障碍、运动障得等）得到恢复，提高生活、生存质量。
干细胞分类与细胞治疗
一、干细胞的定义、来源、分类1、干细胞的定义：干细胞是一种具有自我复制和分化潜能的细胞。
干细胞的特性：多呈圆形或椭圆形，体积小，胞浆少，核/质比大。
增殖速度较慢，自稳性好，利于自我复制和维持，缓慢增殖使干细胞有充足的时间发现和纠正复制错误，避免自我突变，以便稳步进入特定的分化程序。
一旦机体需要时，就可进入分化状态，此时增殖速度开始逐渐加快，以适应组织器官生长，发育和修复的需要。
2、干细胞的分类：干细胞根据分化潜能，可分为单能、多能和全能干细胞。
a、单能干细胞：指干细胞分裂产生的子细胞只能分化成单一功能类型的细胞。
如表皮干细胞只能分化产生角化表皮细胞，精原细胞只能分化产生精子。
b、多能干细胞：指可具有分化成一种器官的两种或多种组织潜能的干细胞。
如骨髓造血干细胞可分化产生定向干细胞，进一步分化后可产生红系、髓系、粒系等12种类型的血细胞，已用于治疗血液病。
c、全能干细胞：指具有无限分化潜能的干细胞。
如桑梓胚期、囊胚期胚胎干细胞可分为化成任何一种组织类型，可形成胚体、胚后期组织和器官，已用于转基因动物和克隆动物器官。
3、干细胞的来源包括成体干细胞和胚胎干细胞。
（1）成体干细胞（SomaticStemCell）：指自我复制和分化产生一种或一种以上子代组织未成熟细胞，可分布在成体组织或器官中，如血液及骨髓、皮肤、脂肪、神经等不同组织中，分别称造血干细胞、皮肤干细胞、脂肪干细胞、神经干细胞等。
在特定环境因素诱导下，通过增殖、分化可用于修复组织损伤和恢复缺损功能。
以下是分类解释：间充质干细胞(MSCs)：是属于中胚层的一类成体多能干细胞，主要存在于结缔组织和器官间质中，具有强大的增殖能力和多向分化潜能，在适宜的体内或体外环境下不仅可分化为造血细胞，还具有分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞、基质细胞等多种细胞的能力。
造血干细胞（hemopoieticstemcell）：是存在于造血组织中的一群原始造血细胞，是所有造血细胞和免疫细胞的起源，它不仅可以分化为红细胞、白细胞和血小板，还可跨系统分化为各种组织器官的细胞，具有自我更新、多向分化和归巢（即定向迁移至造血组织器官）潜能，因此属于一种多功能干细胞。
干细胞概述(完整)
正常情况下，APC、GSK-3β、Axin等调节下， 胞浆内β-catenin处于平衡状态； 当 Wnt 因 子 与 其 受 体 结 合 ， Wnt 信 号 传 导 使 GSK3 被抑制，使 β-catenin 不能正常水解而积 累，过量的β-catenin与Lef/Tcf结合并入核，与 DNA结合蛋白Tcf3结合，激活c-myc、cyclinD1
窄，只能分化为相应(或相邻)组织器官组成的细
胞。如神经干细胞，表皮干细胞。
第一节 干细胞生物学
1. 组织自体稳定性：
特定组织通过使自身细胞死亡和增生的
方式保持组织细胞数量动态平衡的特征
称组织自稳定性。
2. 干细胞是个体发育和组织再生的基础。
一、干细胞的形态和生化特征
1．干细胞的形态特征
①干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆
(三) 胞间基质和整合素
1.胞间基质：即细胞外基质，指分布于细胞外
空间，由细胞分泌蛋白和多糖构成的网络结构。 2.作用：细胞外基质可以将细胞粘连在一起， 同时还提供一个细胞外网架维持组织结构，通 过结合与传递信号分子对细胞存活、增殖、分 化、迁移等具有重要影响。
3.细胞外基质的种类：
胶原
氨基聚糖
子(TCF/LEF)家族转录调节因子等。
(4)Wnt信号途径的作用： 在生物的正常发育中起重要作用，是组 织发育、分化所必需的关键信号通路。 (5)Wnt信号途径的作用机理： 通过TCF/LEF和β-cat对C-myc的表达进行
调控，即Wnt通路的靶基因为c-myc。
TCF/LEF 是 Wnt 信号通路的中间介质，可 与β-连环蛋白(β-catenin，β-cat)结合成复 合物，将β-catenin由胞浆→核内。 β-cat 是 Wnt 信号通路中最重要的信号分 子。 β-cat 具有两种功能：细胞粘附及信 号转导，其 C- 端参入信号转导， N- 端参 入细胞粘附。
干细胞的进展和应用PPT课件
案例二：成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词：应用前景
详细描述：成体干细胞治疗心肌梗死的应用 前景非常广阔。目前，研究者们正在探索如 何优化成体干细胞的移植方法，提高治疗效 果，降低副作用和风险。未来，成体干细胞 治疗心肌梗死有望成为一种有效的治疗方法
，为心肌梗死患者带来希望。
案例三：诱导多能干细胞治疗帕金森病的研究
干细胞的进展和应用ppt课 件
目录
• 干细胞简介 • 干细胞的进展 • 干细胞的应用 • 干细胞面临的挑战和前景 • 案例研究
01
干细胞简介
干细胞的定义
01
干细胞是一种具有自我复制和多 向分化能力的细胞，可以分化成 不同类型的细胞，用于修复和替 代受损细胞。
02
干细胞可以在胚胎发育过程中出 现，也可以在成年人体内某些组 织器官中存在。
详细描述：尽管胚胎干细胞治疗糖尿病的研究仍处在早期阶段，但这一领域的前景非常广阔。如果能够解决伦理和法律问题 ，胚胎干细胞治疗糖尿病有望成为一种有效的治疗方法，为糖尿病患者带来福音。
案例二：成体干细胞治疗心肌梗死的临床试验
总结词：临床试验
VS
详细描述：成体干细胞具有自我更新 和多向分化的能力，可以从多种组织 中获取。近年来，成体干细胞治疗心 肌梗死的研究取得了重要进展。研究 者们通过临床试验发现，成体干细胞 可以促进心肌再生和血管生成，改善 心肌功能，降低心肌梗死的死亡率。
定向诱导分化是指将胚胎干细胞诱导成特定的细胞类型，用 于替代疗法或疾病研究。目前已经成功诱导分化出了心肌细 胞、胰岛细胞、神经细胞等。这些定向诱导分化的细胞在治 疗疾病和药物研究中具有广阔的应用前景。
成体干细胞的研究进展
成体干细胞是存在于成年组织中的未分化细胞，具有自我 更新和多向分化的能力。近年来，成体干细胞的研究也取 得了重要进展，包括发现新的成体干细胞类型、研究成体 干细胞的分化机制等。
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• 3、干扰素（interferon, IFN) 各种不同的IFN生物学活性基本相同， 具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等作用。
剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质，具有调节固有免疫和
适应性免疫、血细胞生成、细胞生长、APSC多能细胞以及损伤组织修
复等多种功能。
细胞分泌因子的分类
• 1、白细胞介素（interleukin, IL) 由淋巴细胞、单核细胞或其它非单 个核细胞产生的细胞因子，在细胞间相互作用、免疫调节、造血以及 炎症过程中起重要调节作用。
• 6、生长因子（growth factor,GF）如表皮生长因子（EGF）、血小板 衍生的生长因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、肝细胞 生长因子（HGF）等。
• 7、趋化因子家族（chemokinefamily) 包括四个亚族，主要对单核巨噬细胞、T细胞及NK细胞有趋化作用。
细胞分泌因子适应症范围
干细胞基础知识及应用案例
目录
世界首例干细胞移植手术
1956年，美国华盛顿大学的 医学家多纳尔·托马斯完成了 世界上第一例骨髓移植手术， 这也是世界第一例干细胞移植手术。 多纳尔·托马斯成为了造血干细胞移植 术的奠基人，获得了诺贝尔医学奖。
干细胞研究
2010年11月15日 温家宝总理考察中 国科学院广州生物 医药与健康研究院 时强调“干细胞研 究代表着科技事业 未来发展的重要方 向。”
生活中的几个现象
1、擦伤 日常生活中，我们的皮肤经常会擦伤，7-8天后，受
伤的部位会自动愈合，恢复受伤之前的样子。这是什么原 因呢？ 2、献血
一次性抽出200-400ml血液，相当于人体总血量的 1/10左右。数月后，被抽出的血液就会彻底的恢复。这 又是为什么呢？
细胞分泌因子
•
细胞分泌因子（cytokine，CK）是免疫原、丝裂原或其他刺激
3、多能干细胞：具有分化多种组织的潜能，但失去了发 肓成完整个体的能力（间充质干细胞）
4、专能干细胞：由多能干细胞分化而来，只能向一种类 型的细胞分化（肝脏干细胞等）
干细胞的四大特性
➢ 自我更新：
干细胞可以通过自我复制，产生与亲本完全相同的子代细胞，以保持干细胞数量的恒定 可通过分裂维持自身细胞的特性和大小；
根据其发育阶段可分为： 1、胚胎干细胞（Embryonic stem cells） 2、成体干细胞（Ad分化潜能可分为：
1、全能干细胞：可分化成人体的各种细胞，从而组成各 种组织和器官，最终发肓成为一个完整的生物体（受 精卵）
2、亚全能干细胞：是人体发育过程中存留于多种组织中 的其分化能力接近于全能的成体干细胞。
• 4、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF) 除具有杀伤肿瘤细 胞外，还有免疫调节、参与发热和炎症的发生。
细胞分泌因子的分类
• 5、转化生长因子-β家族（transforming growth factor-β family, TGF-β family) 由多种细胞产生，主要包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、 TGFβ1β2以及骨形成蛋白（BMP）等。
• 1、抗衰老美容治疗:衰老及亚健康导致的人体整体机能退化,再造肝脏 ,肾脏,心脏,肠胃,胰岛的脏器功能.修复皮肤损伤，调节肌体细胞线粒 体功能，提高皮肤抗氧化能力、防辐射能力、抗过敏能力，内外整体 年轻化。 2、内分泌：组织器官功能再生治疗:肝脏、肾脏、心脏、肠胃、胰岛 功能再生。辅助治疗脂肪肝、肝硬化、肾炎、肾功能衰竭。 3、神经系统再生修复治疗:帕金森病,老年痴呆,脑血管意外,脊髓外伤 的治疗和恢复。 4、造血及免疫功能再生治疗:抑制人体肿瘤细胞和防止肿瘤转移,扩散 ,造应血功能及免疫功能低下者,如肿瘤,放疗,化疗术后病人。 5、肌肉及骨骼修复再生治疗皮肤,肌肉(包括心肌),骨骼的修复再生。
细胞分泌因子对人体的作用周期
• 第一阶段
细胞分泌因子经血液循环进入细胞组织，开始迅速补充细胞新陈 代谢所需的全部营养，使人体老化的细胞及过氧化物等代谢垃圾开始 代谢排泄。同时，细胞分泌因子开始耙向激活休眠的干细胞。
此阶段表现为：身体局部有退皮现象，皮肤斑痕初步淡化，皱纹 变浅，疲劳感消除，体力增强，精力逐渐旺盛，食欲增加，睡眠和性 功能有所改善。
什么是干细胞
干细胞(stem Cell)是指一群在胚胎发育早期未分 化的细胞，具有自我更新能力(self-renew)和多向 分化潜能(multipotential) 。干细胞就是在生命 的成长和发育中起“主干”作用的细胞，它对于生 命成长发育的重要性就如同建筑中的钢筋水泥等基 本材料。干细胞是人类的原始细胞，能够发育成人 体任何类型的组织和器官，可塑性很强，因此被称 为“万能细胞”。
细胞分泌因子对人体的作用周期
• 第二阶段
细胞分泌因子和营养物质进入人体各个角落，其所有的营养成分 完全被机体吸引，休眠干细胞被大量激活，细胞分化速度达到生长期 的水平，全面修复、补充受损、老化、病变的细胞，为机体补充新鲜 细胞并使组织器官恢复到最具有活力的状态。
干细胞研究
奥巴马2009年签署 行政命令，宣布联邦 政府资金可用于支持 胚胎干细胞的研究。
干细胞研究
医药界的诺贝尔奖——美国盖伦奖包括三个奖项：最佳药 品，最佳生物制品和最佳医疗器械。 Hemacord——美国纽约血液中心的首个脐带血干细胞产 品获得2014年美国盖伦奖的最佳生物技术产品奖。
一、干细胞基础知识
➢ 多向分化：
干细胞在一定条件下可以进入分化程序，可进一步多向（或定向）分化为逐步成熟的次 级子代细胞，最终形成功能特异的组织细胞，在组织修复和新陈代谢中起重要作用；
➢ 自动归巢：
干细胞在体内定向迁移至特定的组织部位，在不同环境的诱导下，依赖性地分化为特定 的组织细胞。
➢ 免疫原性低：
脐带、胎盘来源的干细胞表面抗原不明显，免疫原性低，不存在免疫排斥的特性。