胚胎干细胞培养有新法
人类胚胎干细胞研究的伦理准则_建议稿_
人类胚胎干细胞 ( ES) 研究是 21 世纪生物医学 科学领域的一大前沿课题。由于这项研究涉及人体 胚胎的使用 , 因而引发了激烈的伦理之争。反对者 认为 , 胚胎是人类生命的雏形 , 理应受到尊重而不该 加以破坏。但大多数科学家支持胚胎干细胞研究 , 认为胚胎干细胞研究可为治愈那些至今仍属不治之 症的疾病提供美好前景从而造福人类。国家人类基 因组南方研究中心伦理、 法律和社会问题研究部的 伦理委员会 , 认真讨论了胚胎干细胞所引发的伦理 之争。我们认为 , 为了 医乃仁术 这个崇高的事业 , 应该支持我国科学家积极开展 人类胚胎干细 胞研 究。为使我国 人类胚胎干细胞 研究健康有序 地发 展, 特提出以下人类胚胎干细胞研究的伦理准则建 议稿 , 供领导、 管理部门和相关科学家参考。 1 引言 第一条 人类胚胎干细胞是在人体的生长和发 育中起主干作用的原始细胞。这些原始细胞具有无 限增殖、 自我更新和多向分化的潜能。科学家们如 能揭示胚胎干细胞定向分化的机制 , 就有可能将人 类胚胎干细胞诱导分化成人体各种类型的细胞 , 供 临床细胞治疗之用。人类胚胎干细胞研究如能和现 代生物医学工程技术相结合, 还可以使人类组织和 器官的修复、 替代成为现实。 第二条 人类干细胞有两种分类方法, 一种是 按分化潜能的大小分类, 可分为全能干细胞、 多能干 细胞和专能干细胞三种。 全能干细胞具有发育成完整个体的潜能。它可 分化成为全身 200 多种的细胞类型 , 构建机体的任
医学与哲学 2003 年 2 月第 24 卷第 2 期总第 261 期
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人类胚胎干细胞研究的伦理 准则( 建议稿 )
( 中国国家人类基因组南方研究中心伦理委员会 , 上海 201203)
2001 年 10 月 16 日通过 2002 年 8 月 20 日修改
胚胎干细胞的培养和调控
胚胎干细胞的培养和调控胚胎干细胞是一种具有极高生物学价值的细胞。
它的特点是可以无限制地自我复制，并能够分化成人体内的各种细胞类型，包括心脏细胞、神经细胞、肌肉细胞等。
这使得胚胎干细胞成为了治疗许多疾病的有力工具，例如肌萎缩侧索硬化症、帕金森病、白血病等。
为了能够将胚胎干细胞应用于实际医疗中，必须先要掌握胚胎干细胞的培养和调控方法。
第一部分培养胚胎干细胞胚胎干细胞的培养需要一定的条件，其中最重要的是营养基质和生长因子。
营养基质是指提供细胞培养所需营养物质的培养基，生长因子则是刺激细胞增殖、分化和细胞功能发挥的非细胞因子分子。
经过多年的研究，科学家们已经掌握了许多优化的胚胎干细胞培养方法，不断改进和创新。
胚胎干细胞的培养主要分为两种方式：一种是使用人类免疫缺陷病毒（HIV）携带的重编程因子，使成人普通细胞重新向胚胎干细胞转化，这种方法的优点在于可以避免使用和浪费胚胎，并且可以根据患者自身的细胞进行个性化治疗；另一种是从人类胚胎中提取胚胎干细胞，这种方法的优点在于可以获得自体造血干细胞以及每一个器官的种子细胞，但在实际应用中受到较多的道德和法律争议。
无论哪种方式，胚胎干细胞的培养本质相同，主要包括以下几个步骤：1. 种植选取营养基质，并将干细胞种植在营养基质中。
营养基质需要包含必需氨基酸、维生素和其他生命所需营养元素。
2. 培养维持培养基的稳定状态，将培养器置于恒温室内，控制培养环境的温度、湿度和CO2浓度等。
3. 复制控制胚胎干细胞的倍数，使其以匀速增长的状态进行培养。
此过程中，应将胚胎干细胞分离至新的培养基中，以保证细胞的数量和干细胞的稳定性。
4. 检测定期检测胚胎干细胞的状态，包括细胞分裂速率、分化程度和遗传特征等，以确保其基态的维持和无突变状态的可能。
第二部分调控胚胎干细胞胚胎干细胞的应用广泛，不仅包含了生物学研究的范畴，还拥有丰富的临床应用前景。
在这个方向上，胚胎干细胞的调控成为了必不可少的一环。
胚胎干细胞体外诱导分化的研究进展
04
胚胎干细胞体外诱导分化的应用前景
疾病治疗与药物筛选
疾病治疗
胚胎干细胞具有多向分化潜能，可分化为特定类型的细胞，如神经细胞、心肌细 胞等，为疾病治疗提供了新的途径。例如，通过诱导胚胎干细胞分化为神经细胞 ，可以用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病。
药物筛选
胚胎干细胞可在体外培养扩增，为药物筛选提供了大量的实验样本。通过比较胚 胎干细胞在药物处理前后的分化过程和表型变化，可以评估药物的疗效和副作用 ，为新药研发提供有力支持。
表观遗传修饰
表观遗传修饰可以影响胚 胎干细胞的分化，如DNA 甲基化、组蛋白乙酰化等 。
03
胚胎干细胞体外诱导分化方法
化学诱导分化方法
化学诱导分化是利用化学物质 调节胚胎干细胞的分化过程。
常用的化学物质包括细胞因子 、激素、小分子化合物等。
这些化学物质通过调节胚胎干 细胞的基因表达、信号转导等 途径，诱导细胞定向分化。
组织工程与器官移植
组织工程
胚胎干细胞具有发育成各种组织的潜力，为组织工程提供了理想的基础材料。例如，可以诱导胚胎干细胞分化 为软骨、肌肉、血管等组织，用于修复或替换受损的组织器官。
器官移植
胚胎干细胞可分化为多种器官细胞，为器官移植提供了新的来源。与传统的器官移植相比，胚胎干细胞诱导分 化的器官具有更好的组织匹配性和更少的不良反应，有望成为解决器官短缺和提高移植效果的重要途径。
研究方法
采用体外培养胚胎干细胞的方法，通过添加不同的诱导因子 或采用特殊的培养条件，观察细胞的分化过程和分化产物的 特性，同时结合分子生物学、细胞生物学等技术手段分析相 关机制。
02
胚胎干细胞特性与分化机制
胚胎干细胞特性
干细胞治疗胚胎干细胞途径与法律限制问题评估
干细胞治疗胚胎干细胞途径与法律限制问题评估干细胞治疗作为一种新兴的治疗方法，给人们带来了希望。
其中，胚胎干细胞被认为具有巨大的潜力，可以用于治疗一系列严重疾病和损伤。
然而，胚胎干细胞的使用涉及到诸多道德和法律限制问题。
本文就干细胞治疗胚胎干细胞途径和法律限制问题进行评估。
首先，我们需要了解胚胎干细胞的来源。
胚胎干细胞可以从早期胚胎中获得，这意味着胚胎会被摧毁。
这给了人们道德上的困扰。
在不同国家和地区，对胚胎干细胞的使用存在着不同的规定和约束。
在美国，胚胎干细胞的研究受到了限制。
2001年，美国国家卫生研究院批准了对一部分胚胎的研究使用，但对于新鲜的胚胎的使用是被禁止的。
这一政策限制了胚胎干细胞的研究进程，并引发了伦理上的争议。
然而，近年来，新兴的诱导多能性干细胞技术为该领域带来了曙光。
这项技术使得科学家可以从成人细胞中重新编程获得类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，从而避免了涉及胚胎的伦理和法律问题。
在欧洲，对胚胎干细胞的使用存在着更为严格的限制。
欧盟立法将胚胎生命的保护置于优先地位，因此，使用新鲜胚胎的研究是被禁止的。
只有存在合法的尸胎的情况下，才能获得胚胎干细胞。
这一法律限制引发了科学界和道德界之间的激烈争议。
尽管如此，欧洲在干细胞领域的研究卓有成效。
中国是世界上最活跃的干细胞研究国家之一。
中国的法规相对宽松，允许胚胎干细胞和成人干细胞的使用。
在中国，可以通过捐赠冷冻胚胎、人类胚胎核移植和克隆技术等多种途径获得胚胎干细胞。
这使得中国成为干细胞研究和临床应用方面的领导者。
然而，也必须注意到，胚胎干细胞的使用需要受到严格的监管，以确保伦理和法律的合规性。
当前，随着干细胞技术的飞速发展，越来越多的国家和地区开始制定相关法律规定，以保护科学研究的合法性和伦理性。
这些法律限制主要是为了平衡科学研究和伦理价值观之间的关系，避免滥用和伦理冲突的发生。
可以预见，未来的法规可能会更严格并逐渐与国际接轨，以便更好地管理胚胎干细胞的使用。
胚胎干细胞的制备及研究进展
胚胎干细胞的制备及研究进展摘要：胚胎干细胞(ES细胞)是从动物早期胚胎的内细胞团或原始生殖细胞分离出来的具有发育全能性的一种未分化的无限增殖细胞系。
ES细胞在动物克隆、转基因动物生产、细胞工程、组织工程、临床克隆治疗和发育生物学等方面的研究应用中起着重要的作用。
引言近年来，随着科学技术的不断发展，世界各国对胚胎干细胞的研究不断深入，取得了许多突破性的进展[1]。
科学证明小鼠ES细胞可以分化为心肌细胞、造血细胞、卵黄囊细胞、骨髓细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、内皮细胞、黑色素细胞、神经细胞、神经胶质细胞、淋巴细胞、胰岛细胞、滋养层细胞等。
人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。
ES细胞不仅可以作为体外研究细胞分化和发育调控机制的模型，而且还可以作为一种载体，将通过同源重组产生的基因组的定点突变导入个体[2]。
这意味着ES细胞将在动物克隆、转基因动物生产、细胞工程、组织工程、临床克隆治疗和发育生物学等方面发挥重要作用，为人类攻克癌症等疑难杂症开辟新的道路。
1胚胎干细胞胚胎干细胞是由哺乳动物附植前早期胚胎的内细胞团细胞或附植后胚胎的原始生殖细胞(Primordial germ cells，PGCs)通过体外分离培养而建立的克隆细胞系。
它具有与早期胚胎细胞相似的形态，即胞体小、核大、胞浆少且具有正常的二倍体核型。
ES细胞最突出的特点是只生长不分化，且保持早期胚胎发育的全能性，在饲养层上或含有白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)的培养基中，可稳定传代，长期培养。
体外诱导分化可形成3个胚层的分化细胞。
另外，ES细胞还具有种系传递功能和具有培养细胞所有的特征[3]。
胚胎干细胞不但可用于研究哺乳动物胚胎早期发育和细胞谱系分化，还可对它的基因组进行操作，通过基因打靶、突变和转基因等技术，建立各种实验模型，研究发育、肿瘤、免疫以及人类遗传病等有关问题，大大推动和发展了哺乳动物生物学的研究。
小鼠胚胎干细胞体外诱导分化成GABA能神经元
小鼠胚胎干细胞体外诱导分化成GABA能神经元目的探讨小鼠胚胎干细胞在体外培养向GABA能神经元定向诱导分化的可能性。
方法将小鼠胚胎干细胞以“无血清”方法培养,用DMEM/F12、N2、B27及NT4作为诱导分化剂定向诱导分化,分化好的细胞利用免疫荧光技术、流式细胞技术和RT-PCR鉴定。
结果在胚胎干细胞诱导分化成神经元后期,免疫荧光显示有GABA能神经元存在;RT-PCR结果证实有GABA能神经元正确分化的重要调控基因Viaat、Gad1和Gad2基因表达;流式细胞仪计数结果显示GABA阳性细胞约占总细胞数的(11.49±6.86)%。
结论小鼠胚胎干细胞经体外培养可以定向诱导分化成GABA能神经元,可作为神经移植的新来源。
[Abstract] ObjectiveTo investigate the possibilities of in vitro culture and differentiation of mouse embryonic stem cell to GABAergic neurons. MethodsMouse embryonic stem cells were cultured and induced into GABAergic neurons in serum-free cultural condition. Immunofluorescence,reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR) and flow cytometer assay were used to identify the properties of the differentiated cells. ResultsIn the later period of differentiation of embryonic stem cells into neurons,immunofluorescence showed that GABAergic neurons existed,RT-PCR results confirmed the important regulatory genes Viaat,Gad1 and Gad2 gene expression due to the correct differentiation of GABAergic neurons and flow cytometry analysis showed the GABA-positive cells accounted for about(11.49±6.86)% of the total cell number. ConclusionMouse embryonic stem cells can be induced into GABAergic neurons in vitro in serum-free cultural condition,providing a new source of nerve graft.[Key words]Embryonic stem cell; Induce; Differentiate; GABA干细胞移植治疗中枢神经系统疾病的研究方兴未艾,且取得了一定成果,但由于其多取材于胚脑的神经干细胞,为日后临床应用埋下了伦理道德问题之患,并且受到供体来源短缺的限制[1]。
胚胎干细胞的分离培养技术(最全版)PTT文档
ES细胞的特点：
➢ES细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为
体积小、核大，核仁突出，培养时呈克隆状生 长；在功能上，ES细胞具有发育的全能性，即 具有分化为成年动物体内任何一种细胞类型的 能力。
➢ES细胞具有细胞系的特征，在饲养层上能维持
未分化状态并实现自我更新。因为可无限增殖， 也可冷冻保存。
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嵌合体动物制作方法： 1、集合（凝集）法：在卵裂阶段使2个以上的
胚胎发生粘着和结合。 2、注入法：在临近着床的胚泡期，用显微操作
方法将另一个体的细胞注入到囊胚腔中。
研究现状：
家畜的嵌合体不但已在个体间和品种间 取得成功（绵羊、牛等），而且在异种间 也得到了活的后代，如绵山羊人工嵌合体， 该技术对遗传学研究具有重要意义，塑造 特异性状的新奇物种，从而为动物园展示 了新的前景，嵌合体也被用来研究免疫学 系统的机理。
延迟小鼠囊胚中分离出来的多能性细胞，当 时称之为EK细胞。以后称之为胚胎干细胞。
小鼠胚胎干细胞(mES)、小鼠iPS细胞培养Protocol
小鼠胚胎干细胞（mES细胞）、小鼠iPS细胞培养ProtocolMEF细胞铺制：1. 在T25培养瓶中加入0.2%明胶，摇匀后覆盖底面即可，于37℃细胞培养箱至少放置15min以上。
2. 吸除0.2%明胶，加入事先水浴加热至37℃的MEF完全培养液。
一般地，一个T25培养瓶中加入5ml MEF完全培养液。
3. 按实验需要：小鼠胚胎干细胞使用KM-r P3 MEF或CF-1 P3 MEF；小鼠iPS使用ICR-rP3 MEF，复苏MEF细胞若干支。
将冻存管从液氮中取出，置于37℃水浴中使之迅速融解，取出后拿到超净台内用75%酒精擦拭冻存管旋口处及外壁，防止污染。
4. 将冻存管内细胞悬液转移至含2 ml MEF完全培养液的15 ml离心管内，以1000 rpm，离心5 min，离心后将上清液吸除，另加入新鲜的MEF完全培养液1 ml，重悬后按照一个T25培养瓶铺1 × 106的MEF细胞，平均加入到T25培养瓶中，轻轻摇匀后至于37℃细胞培养箱。
24 h以后可以传入小鼠胚胎干细胞或小鼠iPS细胞。
5. 复苏或传代小鼠胚胎干细胞或小鼠iPS细胞前，将T25培养瓶中的MEF完全培养液吸除，加入2 ml小鼠胚胎干细胞、小鼠iPS细胞完全培养液轻轻冲洗一遍后吸除，加入新鲜的小鼠胚胎干细胞、小鼠iPS细胞完全培养液待用。
复苏：1. 将小鼠胚胎干细胞、小鼠iPS细胞冻存管从液氮中取出，置于37℃水浴中是之迅速融解，取出后拿到超净台内用75%酒精擦拭冻存管旋口处及外壁，防止污染。
2. 将冻存管内细胞悬液转移至含3-4 ml小鼠胚胎干细胞，小鼠iPS细胞完全培养液的15ml离心管内，以1000 rpm，离心5 min。
3. 离心后将上清液吸除，另加入新鲜的小鼠胚胎干细胞、小鼠iPS细胞完全培养液2 ml，吹打悬浮。
4. 重复吹打，制成单细胞悬液，尽量避免起泡。
5. 转移至1个已经铺好MEF细胞的T25培养瓶中培养。
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胚胎干细胞培养有新法
2010-12-22
来源：科技日报责编：杨婷
据美国每日科学网12月19日报道，美国研究人员发现，利用软凝胶基质代替硬培养皿来培养小鼠胚胎干细胞，无需添加昂贵的生长因子，便可让干细胞培养物长时间维持同质的多能状态。
研究人员表示，这一技术在未来的再生医学中有着巨大的应用前景。
相关论文发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。
干细胞研究面临的主要障碍就是如何让小鼠胚胎干细胞培养物保持一种均一的多能状态。
多能干细胞可自发地分化成皮肤或者肌肉等不同的组织类型，长期以来，科学家都是利用一种被称作生长因子的化学物质来维持干细胞的多能态不变，但即便如此，培养出来的干细胞还是会很快进入各自的分化阶段，呈现出不同的基因表达和形态，这种多样性分化使得干细胞培养物很难被诱导生成所需的特定组织。
该研究负责人之一、伊利诺伊大学基因组生物学研究所动物科学教授田中哲也表示，可以从培养一群同质的未分化细胞入手，诱使其分化成特定的细胞类型以实现临床应用。
研究小组发现，多能小鼠胚胎干细胞喜欢“抱团”黏附在一起，而处于群体边缘、与坚硬的培养皿接触的细胞分化速度相对较快，于是他们决定对小鼠胚胎干细胞进行机械学研究而非化学研究。
由于干细胞比成熟细胞要柔软10倍，研究人员猜测是否是培养皿和细胞之间的机械力刺激了细胞分化，并通过前期研究证实，即使很小的机械力也可诱导细胞分化。
接下来，研究小组将小鼠胚胎干细胞分成3组进行平行试验：第一组用加入了生长因子的常规培养基培养；第二组采用与这些细胞同样硬度的软凝胶基质进行培养，并加入生长因子；第三组同样用软凝胶基质培养，但没有加入生长因子。
结果显示，即使缺乏生长因子，利用软凝胶基质培养的干细胞在3个多月传代20次后仍能表现出更明显的同质性和多能性。
研究合作者、伊利诺伊大学机械科学和工程系教授王宁(音译)说，这体现了事物的两面性：机械力能够诱导分化，但如果降低培养基和干细胞之间的机械力，就可以将干细胞保持在多能状态。
这项研究证实了在干细胞分化过程中力学环境的重要性不亚于化学生长因子。
在活的有机体中，细胞只在短期内分泌生长因子，而机械力则始终在影响每个细胞。
研究小组下一步打算利用这种新技术来培养诱导多能干细胞(iPS)，虽然iPS 细胞医学应用前景广阔，但也是出了名的难以培养。
田中哲也说：“我们可以试
着在同样的软基质上培养小鼠iPS细胞，看看是否也能获得同质的干细胞培养物。
如果情况的确如此，其产生的影响无疑将是巨大的。
”(陈丹)。