干细胞
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)。
干细胞发展史
干细胞发展史（实用版）目录1.干细胞概述2.干细胞的发展历程3.干细胞技术的应用4.我国干细胞研究的发展5.干细胞面临的挑战与未来展望正文1.干细胞概述干细胞是一种具有自我复制和分化潜能的细胞，可以分化成多种类型的细胞。
根据分化潜能的不同，干细胞可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
干细胞研究在生物学、医学等领域具有重要意义，为疾病的治疗和组织修复提供了新的可能。
2.干细胞的发展历程（1）早期阶段（19 世纪 -20 世纪中叶）：干细胞概念的形成。
在这个阶段，科学家们开始研究细胞的分化和生长，为干细胞的发现奠定了基础。
（2）中期阶段（20 世纪中叶 -20 世纪末）：干细胞的实验室研究。
科学家们成功在体外分离和培养出了干细胞，并证实了干细胞的分化潜能。
（3）现代阶段（21 世纪至今）：干细胞技术的快速发展。
这个阶段，干细胞研究取得了突破性进展，干细胞技术在临床试验和应用方面取得了重要成果。
3.干细胞技术的应用干细胞技术在很多领域具有广泛的应用前景，如下列举了一些典型的应用领域：（1）疾病治疗：利用干细胞的分化潜能，替换损伤或病变的组织和器官，如糖尿病、帕金森病、心脏病等。
（2）组织工程：利用干细胞在体外培养生成组织和器官，用于疾病治疗和替换。
（3）基因治疗：通过干细胞将正常基因引入患者体内，修复或替换病变的基因。
4.我国干细胞研究的发展我国干细胞研究起步较晚，但在政府的大力支持和科研人员的努力下，取得了一系列重要成果。
目前，我国在干细胞分离、培养、分化和应用等方面都取得了显著进展，并在国际上占据了一席之地。
5.干细胞面临的挑战与未来展望干细胞研究虽然取得了很多成果，但仍面临着一些挑战，如：干细胞来源、干细胞培养技术、干细胞移植的免疫排斥反应等。
为了应对这些挑战，科学家们正在努力开展相关研究，以期解决这些问题。
干细胞的基本知识
四 干细胞的应用
• • • • • • • 一，干细胞是早期胚胎发育的良好模型 二，干细胞是研究人类疾病的良好模型 三，干细胞具有临床应用的前景。 1，移植治疗 2，基因治疗������ 3，转运载体 4，干细胞库
五 存在的问题
1)干细胞的分离、纯化、增殖、鉴定的问题。 2)干细胞诱导分化的问题。 3）移植时机的把握 4）供体细胞的功能表达问题 5)移植后免疫排斥反应。 6) 干细胞治疗中生物安全，伦理和法律问题
骨髓干细胞
• 一类是造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs），它为循环血液提供前体细 胞； • 另一类是间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs），它是骨髓中主要的 支持细胞，在调节造血干细胞的长期存活， 生长分化中起重要作用。
二、干细胞的生物学特征
干细胞的可塑性
• 干细胞的可塑性：即干细胞具有在不同微环境 中可转化为不同干细胞及不同类型的成熟组织 细胞的特性。 • 机制：1, 横向分化 • 2，去分化/脱分化 3，干细胞的异质性 4，细胞融合 5，基因重组学说 6，亚全能干细胞学说 影响因素：微环境和基因表达
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胚胎干细胞
成体干细胞
来源
囊胚的内细胞团或胎儿 的生殖脊 易分离，纯化，可无限 增殖，有分化全能性
The Therapeutic Potential of Human Umbilical Mesenchymal Stem Cells from Wharton’s Jelly in the Treatment of Rat Liver Fibrosis
Pei-Chun Tsai,1 Tz-Win Fu,5 Yi-Ming Arthur Chen,2 Tsui-Ling Ko,8 Tien-Hua Chen,3 Yang-Hsin Shih,6,9 Shih-Chieh Hung,4,7* and Yu-Show Fu3,1
干细胞ppt课件
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三，干细胞的分类
根据发育阶段：
胚胎干细胞(embryonic stem cell) ：具有分化 为机体任何一种组织器官潜能的细胞。 成体干细胞(somatic stem cell)：由胚胎干细 胞分化形成的，只能分化为相应组织器官内 的功能细胞。
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一，胚胎干细胞定义
胚胎干细胞（embryonic stem cell，简称ES细胞）是 从着床前胚胎内细胞团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系，可以分化成任何一 种组织类型的细胞。
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胚胎干细胞具有全能性，能够分化成全身200多种细 胞类型，进一步形成机体的任何组织和器官。
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二，胚胎干细胞的特征
形态特征 体积小、核大，有一个或多个核仁；胚胎干细胞 克隆紧密堆积，无明显的界限，形似鸟巢。 生化特征 碱性磷酸酶呈强阳性； 端粒酶活性高，具有长的端粒； 表达早期胚胎细胞的阶段特异性抗原。 遗传学特征 染色体数目和核型与来源细胞保持一致。 胚胎干细胞在体外不断增殖且维持遗传的稳定性（正 常的核型及端粒的长度）
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三、人胚胎干细胞建系
建系步骤：
1. 获取早期发育的胚胎 2. 分离囊胚的内细胞群 3. ES细胞体外培养，细胞非 分化增殖 4. ES细胞的鉴定 5. ES的传代和冻存
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着床前胚胎发育
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1998年， Dr. Thomson从体外受精的人类胚胎的囊胚期内细胞 群中直接分离多能干细胞进行培养，分离到五个细胞系。这些 细胞系被继续培养了五至六个月，传了32代仍可继续生长。 同年，Dr. Gearheart从终止妊娠的胎儿组织中得到原始的生 殖细胞，在体外培养九个月，这些细胞具有与Thomson分离的 人ES细胞同样的生物学特性。
干细胞生产工艺流程
干细胞生产工艺流程一、干细胞的来源干细胞是一种具有自我更新和分化能力的特殊细胞，可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两种来源。
胚胎干细胞来自于早期胚胎发育阶段的内细胞团，具有较强的分化潜能；而成体干细胞则存在于成年人的各种组织和器官中，分化潜能相对较低。
二、胚胎干细胞的生产工艺流程1. 胚胎培养胚胎干细胞的生产首先需要进行胚胎的培养。
在体外受精后，受精卵会经历一系列的细胞分裂和发育，形成胚胎。
这些胚胎会被置于培养皿中，经过适当的培养条件，如温度、湿度和营养物质的供给，以促进胚胎的正常发育。
2. 胚胎分离在胚胎发育到适当的阶段时，需要将其分离出来以获得内细胞团。
这一步骤通常通过微操作技术来完成，确保对胚胎的损伤最小化。
3. 内细胞团的培养分离得到的内细胞团会被置于含有适当培养基的培养皿中进行培养。
培养基中含有的营养物质和生长因子可以提供细胞生长和分化所需的条件。
4. 干细胞的提取与培养在内细胞团的培养过程中，会产生一些干细胞样的细胞群。
这些细胞群可以通过特定的细胞表面标记物进行筛选和提取。
提取到的干细胞样细胞会被进一步培养和扩增，以获得足够数量的干细胞。
5. 干细胞的分化提取到的干细胞可以通过特定的培养条件和生长因子的调控，实现向特定细胞类型的分化。
这一步骤是干细胞研究和应用的关键环节，通过合适的培养条件和外界刺激，干细胞可以分化为心脏细胞、肝细胞、神经细胞等多种细胞类型。
三、成体干细胞的生产工艺流程1. 干细胞的筛选和提取成体干细胞的生产过程通常从人体或动物的组织和器官中筛选和提取干细胞。
这一步骤需要进行组织样本的采集和处理，以获得含有丰富干细胞的细胞群。
2. 干细胞的分离和纯化提取到的组织样本中含有多种细胞类型，需要进行干细胞的分离和纯化。
常用的方法包括负选择和正选择，通过对细胞进行某些表面标记物的筛选，将干细胞与其他细胞类型进行分离。
3. 干细胞的培养和扩增分离和纯化得到的干细胞会被置于含有适当培养基的培养皿中进行培养和扩增。
干细胞简介
干细胞是一类具有自我更新和不断分化能力的原始细胞，他最大的作用是能够分化、新生200多种具有特定功能的机体细胞、组织和器官，从而替代和修复死亡、受损伤的细胞、组织、器官等，达到治疗疾病，延缓衰老的目的。
什么是干细胞？干细胞是一群具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。
根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。
根据干细胞发育潜能分为三类：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
由于干细胞是一种未分化、尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体细胞的潜在功能，医学界成为“万能细胞”。
干细胞治疗的机理干细胞治疗属于一种细胞生物疗法，对于患者身体没有明显的影响。
采集外周血、骨髓、脐带血或脐带组织等中的干细胞，通过实验室专用设备和干细胞分离液，提取、纯化、扩增后得到临床治疗所需要的干细胞。
经过静脉注射或介入等方法将干细胞输入患者体内，利用干细胞具有自我复制和多向分化的能力来修复体内受损的细胞，达到机体功能重建的目的。
干细胞进入人体后是怎样发挥作用的？干细胞进入人体之后，由于其生物学特性，它会“有目的”地迁移到该去的病灶处，先是分泌多种细胞因子，促进或保护损伤细胞的恢复等，然后与因病、伤、退变而凋亡的组织细胞，亲密的终生结合，之后随着细胞数量的不断分化、增长、替代、修复受损伤的组织细胞，同时激活体内休眠的组织细胞，使其逐渐恢复相应的功能，故疗效多出现在治疗后两至三个月，甚至在随后的岁月中有持续的、进一步的改善。
间充质干细胞：(mesenchymal stem cells, MSC)是干细胞家族的重要成员，来源于发育早期的中胚层和外胚层。
MSC最初在骨髓中发现，因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。
如间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。
干细胞
来自胚泡的内细胞群
②
发育全能性，可诱导分化为 完整个体 无限的自我更新能力 增殖能力强，便于应用 细胞可不断增殖，“永生 化”，移植后有形成肿瘤的 可能性 有伦理问题
③ ④
⑤ ⑥
三、胚胎干细胞：(embryonic stem 胚胎干细胞：
cell)研究 cell)研究
1981年 埃文斯（M.J.Evans）、考夫曼 1981年，埃文斯（M.J.Evans）、考夫曼 ）、 (M.N.Kaufman)和马丁 G.R.Martin） 和马丁（ (M.N.Kaufman)和马丁（G.R.Martin）等人从小 鼠囊胚期胚胎内细胞团中分离得到多能胚胎干 细胞（ stemcells），简称ES细胞。 ），简称ES细胞 细胞（embryonic stemcells），简称ES细胞。 此后又摸索多年，确定了在体外培养、维持、 此后又摸索多年，确定了在体外培养、维持、 增殖ES细胞，并保持其发育全能性的实验条件。 ES细胞 增殖ES细胞，并保持其发育全能性的实验条件。
白血病抑制因子 leukemia inhibitory factor (LIF) 是维持小鼠胚胎干细胞处 于增殖、 于增殖、未分化状态所必需的一种生长因 子。
）、胚胎干细胞的鉴别 （4）、胚胎干细胞的鉴别 ）、 (1) 细胞内碱性磷酸酶活性高 (2)端粒酶活性高 端粒酶活性高 (3) 不被 不被Rhodamine123染色 染色 (4) 细胞膜表面有特殊的标记：SSEA-3, SSEA-4 细胞膜表面有特殊的标记：
3.培养 3.培养 将细胞团块吸置于滋养层细胞上, （1）将细胞团块吸置于滋养层细胞上,进行分化 抑制培养. 抑制培养. （2）6-10天后进行消化与传代培养.传代过程保 10天后进行消化与传代培养 天后进行消化与传代培养. 持单个细胞培养. 持单个细胞培养. （3）胚胎干细胞系建立后便迅速增殖,18—24小 胚胎干细胞系建立后便迅速增殖,18—24小 时分裂1 天更换培养液， 天传代一次。 时分裂1次。每2天更换培养液，3-4天传代一次。 4、胚胎干细胞鉴定 5、胚胎干细胞的冷藏
干细胞是指什么？
生活中的知识，希望对您有帮助！干细胞是指什么？导读：本文是对于生活中知识的，仅供参照，假如感觉很不错，欢迎评论和分享。
干细胞是一类拥有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞。
依据所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。
干（ g à n ）细胞即为发源细胞，也被医学界称为“万用细胞”。
干细胞是拥有增殖和分化潜能的细胞，拥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。
简单来讲，它是一类拥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。
干细胞在形态上拥有共性，往常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并拥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。
干细胞是自我复制仍是分化功能细胞，主要因为细胞自己的状态和微环境要素所决定。
包含调理细胞周期的各样周期素（ Cyclin ）和周期素依靠激酶（Cyclin －Dependent Kinase ）、基因转录因子、影响细胞不对称分裂的细胞质因子。
微环境要素，包含干细胞与四周细胞，干细胞与外基质以及干细胞与各样可溶性因子的互相作用。
人体内的干细胞分两种种类，一种是全功能干细胞 (totipotent stem cell) ，干细胞可直接克隆人体；另一种是多功能干细胞(pluripotent stem cell)，可直接复制各样脏器和修复组织。
人类寄希望于利用干细胞的分别和体外培育，在体外繁育出组织或器官，并最后经过组织或器官移植，实现对临床疾病的治疗。
“原位培育皮肤干细胞重生新皮肤技术”不单实现了利用干细胞复制皮肤器官，并且做到了人体原位皮肤器官的复制，进而令人类从干细胞体外培育组织成器官移植治疗，直接跨入了人体原位干细胞复制器官。
科学家广泛以为：干细胞的研究将为临床医学供给更加广阔的应用远景。
干细胞拥有经培育不按期地分化并产生特化细胞的能力。
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Cell differentiation
性。不过相关研究现在已经停止。
Morphology and marker expression in ntES cells
Cell Research (2003) 13, 251–263
2003: 湘雅医学院的卢光秀教授使用人卵作为受体进
行体细胞克隆，获得了发育到囊胚阶段的克隆胚胎，
为建立具有治疗价值的人克隆胚胎干细胞系奠定了基
随着干细胞生物学研究的不断深入，发 现某些成体组织不但能再生其特定组织，
还能够在一定环境下转变生成其他组织
系统的细胞，即跨系统甚至跨胚层分化
发育。成体干细胞这种跨系统分化特性
被称为“可塑性”。
生命科学的三大成就
克隆羊的成功
人胚胎干细胞的培养建系 成体干细胞跨胚层和谱系分化的发现
2001:美国先进细胞技术（Advanced Cell
Technology,ACT）公司宣布，该公司利用成年人体细
胞成功克隆出含有6个3:中科院上海生科院盛慧珍教授报道了使用兔卵
作为受体卵进行人体细胞核移植并且使用这个方法成
功地建立起人胚胎干细胞系,在国际上率先证明可以对
人体细胞核进行重新编程以及“治疗性克隆”的可行
Derivation of embryonic stem cells from human embryos
ICM-derived H9 cell line
Jamie Thomson Univ. of Wisconsin
Critical factors: MEFs, basic FGF
Differentiating cells
Pluripotent
Multipotent
Differentiated cells
Differentiated cells
干细胞发展历史
1896 ,E.B.Wilson reserved the term "stem cell" in his book ―The cell in development and inheritance”.
Derivation of embryonic stem cells from mouse embryos
Evans, M.J. & Kaufman, M.H. Nature 292, 154-156, 1981
1992: Neural stem cells are cultured in vitro as neurospheres.
2013年，里程碑突破 克隆人类胚胎干细 胞首获成功
Human Embryonic Stem Cells Derived by Somatic Cell Nuclear Transfer, Cell, 2013.
俄勒冈卫生与科学大学的研究人员从一个患有遗传 病的婴儿身上提取了皮肤细胞，将它们与捐赠的卵 子融合，制造出了多个人类胚胎，这些胚胎的基因 与这名8个月大的婴儿完全相同。之后，研究人员从 这些胚胎上提取了干细胞。
克隆形成能力
即单个干细胞具有创造更多相同细胞的能力，这是 干细胞必不可少的，是其具有建系能力的关键。
最基本的细胞系建立技术包括细胞的体外增殖培养、 冻存、复苏及后续培养等，更高层次的要求是细胞 在克隆过程中必须保持相同的特性，这也是最困难 的一步。
Self - Renewal (自我更新)
Can divide
Can divide
Differentiation
Can divide
Pluripotent stem cell (Embryonic stem cell)
Multipotent stem cells
Differentiation
(Adult stem cell)
Differentiated cells (muscle, nerve, skin, fibroblast, etc)
指细胞分裂增殖的过程，产生的子代细胞仍 然维持亲代细胞的原始特性。
干细胞可以根据周围环境的变化进行对称分
裂和不对称分裂方式，这是干细胞区别于肿
瘤细胞的最大特点。
Potentials （分化潜能）
Totipotent （全能） - having unlimited capability. Totipotent cells have the capacity to specialize into extraembryonic membranes and all cells of the embryo.
1998: James Thomson and coworkers derive the first human embryonic stem cell line at the University of Wisconsin–Madison.
干细胞研究1999年被《Science》评为 十大科技进展之首；2000年再度入选世 界十大科技进展；干细胞研究开始进入 黄金时代！
1964: 美国Pierce等发现取自小鼠睾丸畸胎瘤 组织的细胞具有多能性，可以分化为多种细胞
类型，并命名为胚胎瘤细胞Embryonal
carcinoma cells, ECCs。后来，在1975年，
Brinster将ECCs注入小鼠囊胚，最终形成嵌合
体小鼠，证明ECCs具有一定程度的干细胞特
神经细胞不能通过增殖、分裂得到补充？？
1963: McCulloch 和Till 通过“脾集落形成实验 ”发现骨髓中存在造血干细胞.
受致死剂量Co60照射的小鼠输入同种小鼠骨髓细 胞，在8-11天后在受体小鼠脾表面发现了肉眼可见 的脾集落。
将单一细胞集落的细胞输入另一只Co60照射后的小 鼠，仍然能够得到上述类型的脾集落。
2006: Mouse Induced pluripotent stem cells: published on Cell publishes Kazutoshi Takahashi and Shinya Yamanaka （山中伸弥）.
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1990
1978:Haematopoietic stem cells are discovered in human cord blood by Prindull G, et al. Acta Paediatr Scand. 1978;67(4):413-6
利用脐带血作为造血干细胞的来源，可以成 功重塑患者的造血系统，用来治疗恶性或良 性疾病。 自1988年第一例脐带血移植完成以来，脐带 血来源的造血干细胞移植治疗已经超过5000 例。
天津脐带血造血干细胞库
2001年成立至今，库内储存量已超过10万份， 成为亚洲规模最大、技术最先进的脐带血造血干 细胞库，7年来接受国内外配型查询数千次，初 配成功率达97％。库存脐带血造血干细胞的活性 率（回收率）达到95％，居亚洲之首。
Stem Cells Research Started from 1960s
1962: Joseph Altman and Gopal Das present scientific evidence of adult neurogenesis, ongoing stem cell activity in the brain;
干细胞生物学 Stem Cell Biology
陆忠兵 中国科学院大学生命学院
教材
科技文献
教学内容
绪论
干细胞与发育
干细胞分离、培养与鉴定 干细胞维持多能性的分子基础 成体干细胞的来源、鉴定与应用 iPS细胞
考试要求
1.上课表现 15% 2.最新（09-14年）论文翻译 25% 3.开卷考试 60%
1981: Mouse embryonic stem cells are derived from the inner cell mass by scientists Martin Evans, Matthew Kaufman, and Gail R. Martin.
2007 Nobel Prize
Thomson, et al., Science, 1998
同样是1998年，约翰 霍普金斯大学的John Gearhart
从生殖崤中成功建立了干细胞系，将其命名为胚胎生
殖干细胞Embryonic germ cells, EGCs
胚胎生殖干细胞
2000: Several reports of adult stem cell plasticity are published
第一章 绪论
1.干细胞定义 2.干细胞研究历史 3.干细胞类型 4.干细胞研究的应用、前景和 存在问题
干细胞相关文献发展
120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 stem cell publication
代 年代 年代 年代 年代 年 0 6 70 80 90 00
2010-2014.9.15 publication=100163
干细胞的定义
stem cell is a clonal,self-renewing entity that is multipotent and thus can generate several differentiated cell types. 干细胞是指具有克隆形成能力、自我更新和 多向分化潜能的，能够产生多种分化细胞 类型的细胞。