2.1 干细胞来源及生物学特征
干细胞的生物学特点有哪些
引言概述:干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞，具有重要的生物学特点。
本文将阐述干细胞的生物学特点，包括干细胞的来源、特殊的细胞表型、自我更新能力、多向分化潜能以及干细胞的应用前景。
正文内容:1.干细胞的来源1.1胚胎干细胞(ESCs)1.1.1由内细胞团形成1.1.2具有强大的增殖和分化潜能1.2成体干细胞(ASCs)1.2.1存在于多个组织和器官1.2.2分为多种类型，如造血干细胞、神经干细胞等2.特殊的细胞表型2.1干细胞表面标记物2.1.1ESCs常表达Oct4、Nanog、Sox2等2.1.2ASCs常表达CD34、CD44、CD133等2.2干细胞的细胞周期特点2.2.1较长的细胞周期2.2.2相对较低的背景有丝分裂活性3.自我更新能力3.1干细胞的自我复制3.1.1干细胞能够不断自我分裂产生更多干细胞3.1.2保持细胞群体的不变性和稳定性3.2干细胞的自我修复3.2.1干细胞具有修复受损组织和器官的能力3.2.2通过自我更新维持组织和器官的正常功能4.多向分化潜能4.1无限分化潜能4.1.1干细胞可分化为各种细胞类型4.1.2可用于治疗多种疾病4.2有向分化潜能4.2.1干细胞能够分化为特定的细胞类型4.2.2可用于组织工程和再生医学5.干细胞的应用前景5.1干细胞治疗5.1.1干细胞可用于治疗多种疾病，如心血管疾病、神经系统疾病等5.1.2可能成为未来个性化医学的重要手段5.2组织工程5.2.1干细胞可用于修复和重建受损组织和器官5.2.2可能实现器官移植的革命性突破总结:干细胞具有多种生物学特点，包括来源广泛、特殊的细胞表型、自我更新能力、多向分化潜能以及广阔的应用前景。
研究干细胞的生物学特点对于深入理解其机制和应用具有重要意义，有望在未来的医学和生物科学领域发挥重要作用。
干细胞的生物学特性和应用
干细胞的生物学特性和应用干细胞是一类具有自我更新能力和多潜能分化能力的特殊细胞，它们在体内可以持续不断地分化为各种细胞类型，从而为身体组织和器官的修复和再生提供了巨大的潜力。
本文将重点讨论干细胞的生物学特性和应用。
一、干细胞的来源干细胞可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，具有较强的分化潜能；而成体干细胞则存在于已发育成熟的组织器官中，其分化潜能相对较低。
二、干细胞的特性1. 自我更新能力：干细胞具有自我更新的能力，能够不断地进行自我分裂并生成新的干细胞，从而维持其数量稳定。
2. 多潜能分化能力：干细胞可以分化为多种细胞类型，如神经细胞、心肌细胞、骨细胞等，从而具有广泛的应用前景。
3. 无寿命限制：相比于其他细胞，干细胞在生命周期上没有明确的寿命限制，可以持续不断地分化和更新。
三、胚胎干细胞的应用胚胎干细胞具有极强的分化潜能，在医学领域中有广泛的应用前景。
以下是几个主要的应用领域：1. 组织器官修复：胚胎干细胞可以分化为各种类型的细胞，如心肌细胞、肝细胞等，因此可以用于组织器官的修复和再生。
2. 神经退行性疾病治疗：胚胎干细胞可以分化为神经细胞，因此在治疗神经退行性疾病如帕金森病和阿尔茨海默病等方面具有潜力。
3. 药物筛选：胚胎干细胞可以用于药物的研发和毒性测试，以加快新药的开发和安全性评估过程。
四、成体干细胞的应用成体干细胞相对胚胎干细胞而言，应用较为成熟和广泛。
以下是几个主要的应用领域：1. 造血干细胞移植：成体干细胞主要来源于骨髓和血液，可用于造血干细胞移植，治疗血液系统疾病如白血病。
2. 皮肤再生：通过提取成体干细胞并培养，可以利用它们的分化潜能进行皮肤组织的再生和修复。
3. 组织移植辅助：成体干细胞可以用于组织移植的辅助治疗，促进移植器官的生长和修复。
总结：干细胞具有自我更新和多潜能分化的特性，为医学研究和治疗提供了巨大的潜力。
胚胎干细胞能够为各种组织器官的修复和再生提供可能，而成体干细胞则已经在一些领域取得了一定的应用。
人羊膜间充质干细胞的生物学特征
人羊膜间充质干细胞的生物学特征1. 引言1.1 研究背景人羊膜间充质干细胞是一类重要的干细胞类型，具有广泛的临床应用前景。
研究人羊膜间充质干细胞的生物学特征是当前生物医学领域的热点之一。
通过对人羊膜间充质干细胞的深入研究，可以更好地了解其特性和潜在应用价值，为干细胞治疗和再生医学提供更多可能性。
人羊膜间充质干细胞来源广泛，易于获取，且具有较高的增殖活性和分化潜能。
这些特点使其成为一种理想的干细胞来源，可以用于治疗多种疾病和再生医学研究。
人羊膜间充质干细胞的免疫学特征较好，能够降低排斥反应的风险，为临床应用提供了有力支持。
1.2 研究意义人羊膜间充质干细胞的研究意义在于探索这一新型干细胞在临床应用中的潜力和机制。
人羊膜间充质干细胞具有广泛的多向分化潜能和免疫调节能力，因此可用于组织修复和再生医学领域。
研究人羊膜间充质干细胞的生物学特征，有助于深入了解其在不同疾病治疗中的作用机制，为开发新型干细胞治疗方案提供重要参考。
人羊膜间充质干细胞来源容易、获取成本低廉，具有较高的临床应用前景和潜力，可为医学研究和临床治疗提供新的思路和方法。
系统地研究人羊膜间充质干细胞的生物学特征，不仅有助于完善干细胞治疗技术，还能推动干细胞在临床应用中的更广泛应用，为促进医学进步和改善患者生活质量做出贡献。
2. 正文2.1 人羊膜间充质干细胞的来源人羊膜间充质干细胞的来源可以追溯到人羊膜组织。
人羊膜是胎儿在子宫内营养的一个重要器官，由外向内分别为羊膜皮层、羊膜绒毛层和羊膜上皮层。
羊膜上皮层中含有大量的间充质细胞，这些细胞具有一定的干细胞特性，具有自我更新、多潜能分化和抗衰老等特点。
人羊膜间充质干细胞的来源主要是通过孕妇在妊娠期间的羊水检查中获得。
一般来说，孕妇接受羊水穿刺检查时，抽取的羊水中会含有大量的羊膜间充质干细胞。
这些干细胞可以通过离心、培养和纯化等处理步骤，得到高纯度的人羊膜间充质干细胞，供科研和临床应用使用。
除了羊水检查外，人羊膜间充质干细胞还可以通过胎盘组织或胎盘血液等方式获得。
干细胞的生物学基本特征及其应用价值
干细胞的生物学基本特征及其应用价值干细胞是具有多种分化潜能,自我更新能力和高度增殖能力的细胞。
由于干细胞可无限扩增、易于遗传操作和冻存,且又不失其全能性或多能性,并在适当条件下,可被诱导分化为多种细胞组织。
因此干细胞的研究在基础研究领域和临床应用中具有重要的理论和实践意义。
1989年首例脐血造血干细胞移植治疗Fani贫血获得成功后,即引起全球的关注。
其后,学者们先后分离出不同组织的干细胞,使干细胞的研究进入新的高潮,生命科学研究的又一热点。
1 干细胞的研究简况早在1945年临床上就开始对暴露于大剂量射线的人进行干细胞的移植。
1961年,Till和McCulloch提出了多能造血干细胞的概念,并且认为,干细胞就是在单一细胞水平具有自我更新和多谱系分化的特性。
从20世纪80年代开始,造血干细胞移植已经成为治疗许多疾病的重要手段。
1981年,Evans等首次成功地建立了小鼠胚胎干细胞系,后来人们陆续建立了兔、绵羊、山羊等动物和人类胚胎干细胞系。
但是由于对于细胞的性质和功能认识的不足以及研究技术缺乏,因而限制了干细胞研究的发展。
1998年,Science杂志上报道了关于ES细胞的研究后,重新点燃了人们对干细胞的热情,与之同时,亦引发了有关人类ES研究的伦理学争论,1999年,美国议会许多议员提出：反对人类ES干细胞研究；同时美国许多州的法律规定,杀死胚胎属于犯罪行为。
因此人ES细胞的研究受到很大的阻碍。
现在就人们对于细胞的研究状况来看,可按以下两种方法对干细胞进行分类：第一,根据干细胞分化能力的不同可将其分为三类：①全能干细胞,如ES细胞。
②多能干细胞,如成人组织干细胞。
③单能干细胞,如出生后肝细胞的再生来自于肝细胞,若肝细胞再生受阻,则来自于小管细胞。
第二,根据分化类别的不同可将其分为：①神经干细胞,包括外周神经干细胞和中枢神经干细胞。
②造血干细胞,包括脐血造血干细胞和外周血造血干细胞。
③上皮干细胞。
2.1 干细胞来源及生物学特征
干细胞来源及生物学特征山东省立医院姜玉杰什么是干细胞(STEM CELL)？•干细胞(stem cell)是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
•在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。
•机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞。
•一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。
•1963年，恩尼斯特.莫科洛克和詹姆士.堤尔首次证明了血液中干细胞的存在，开启了干细胞研究的大门。
•。
什么是细胞分化？•细胞分化(cell differentiation )：同一来源的细胞，通过细胞分裂在细胞间产生形态结构、生化特征和生理功能有稳定性差异的过程。
•是个体发育中组织器官形成的基础，是发育生物学的中心问题。
•时间上的分化：一个细胞在不同的发育阶段有不同的形态结构、生化特征和生理功能，如骨髓内血细胞的发生过程。
•空间上的分化：同一种细胞的子代细胞所处的环境位置不同，其形态结构、生化特征和生理功能也不一样，如外胚层来源的细胞可发育成表皮细胞、神经细胞等。
干细胞的特点•干细胞本身不是处于分化途径的终端。
•能无限的增殖分裂。
•可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态。
•通过两种方式生长：对称分裂--形成两个相同的干细胞非对称分裂--由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞;另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。
干细胞是具有多向分化潜能和自我更新特点的增殖速度较缓慢的细胞。
干细胞的分类•按照分化潜能：全能型干细胞（胚胎干细胞，万能细胞），多能性干细胞，单能干细胞•按照发育阶段：胚胎干细胞(ESC)：主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。
成体干细胞(ASC)：处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干细胞。
干细胞简介演示
干细胞具有自我更新、多向分化和潜在的再生修复能力等特 性。
干细胞的来源
01
02
03
胚胎干细胞
来源于胚胎发育早期的内 细胞团，具有发育的全能 性，是研究最多的一类干 细胞。
成体干细胞
存在于生物体内的特定组 织或器官中，如造血干细 胞、神经干细胞等。
诱导多能干细胞
通过基因转导等方法将成 熟细胞逆转为类似胚胎干 细胞的状态，具有类似于 胚胎干细胞的分化能力。
THANKS
感谢观看
04
干细胞的治疗与疗法
传统治疗的局限
传统药物和手术治疗方法常常难以解决一些特定的疾病问题，如某些类型的癌症、 自身免疫性疾病、神经退行性疾病等。
对于一些复杂的多因素疾病，传统治疗方法难以全面有效地解决所有问题，效果有 限。
传统治疗方法在很多情况下难以逆转或阻止疾病的进展，需要寻求新的治疗途径。
干细胞疗法的优势
干细胞分化
研究不同类型干细胞向特 定组织或器官分化的过程 和机制，为再生医学提供 理论基础。
干细胞与免疫
研究干细胞在免疫调节中 的作用和机制，为免疫相 关疾病的治疗提供新思路 。
临床应用
疾病治疗
利用干细胞分化为特定细胞，为 某些难治性疾病提供新的治疗手
段，如帕金森病、糖尿病等。
组织再生
通过诱导干细胞分化为特定组织 细胞，实现受损组织的再生和修 复，如软骨修复、神经修复等。
药物筛选
利用干细胞进行药物筛选，寻找 针对某些疾病的有效药物，提高
药物研发效率。
生物技术产业
产业现状
分析干细胞产业的现状、市场规模、发展趋势等 。
技术创新
探讨干细胞领域的技术创新和突破，如基因编辑 、诱导多能干细胞等。
研究生系列教材《干细胞生物学》pdf(两篇)
引言概述：正文内容：一、干细胞概述1.1干细胞的定义及特征1.2干细胞的分类及来源1.3干细胞在人体中的分布及功能1.4干细胞的研究方法与技术1.5干细胞研究的挑战与前景二、干细胞的生理功能2.1干细胞在组织发育中的作用2.2干细胞在组织修复与再生中的作用2.3干细胞与免疫调节2.4干细胞与老化及癌症的关系2.5干细胞与生殖生物学的关联三、干细胞的应用3.1干细胞在临床医学中的应用3.2干细胞在组织工程中的应用3.3干细胞在药物筛选与毒性测试中的应用3.4干细胞在基础研究中的应用3.5干细胞在农业与生物工程中的应用四、干细胞研究的伦理与安全性4.1干细胞研究的伦理问题4.2干细胞研究的法律与规范管理4.3干细胞研究中的安全性控制4.4干细胞转化为临床应用的障碍与解决方案4.5干细胞研究中国际合作的重要性及挑战五、干细胞生物学的最新进展5.1干细胞在疾病治疗中的最新应用5.2干细胞追踪及转基因技术的发展5.3干细胞的再编程与转化5.4干细胞与基因编辑技术的结合5.5干细胞治疗的未来前景与挑战总结：本文对研究生系列教材《干细胞生物学》pdf（二）进行了详细的内容分析与评述。
通过对该教材的五大主题进行阐述，从干细胞的概述、生理功能、应用、伦理与安全性以及最新进展等方面，给读者提供了全面、详细的干细胞生物学知识。
同时，也展示了干细胞生物学这一领域的重要性和研究前景。
干细胞研究仍然面临着伦理、法律、安全性等方面的挑战，需要国际合作与科学监管的支持，以确保其应用于临床医学和生物工程的安全性与可行性。
未来，随着干细胞研究的不断深入，相信其在医学、生物工程及其他领域的应用将会取得更加重要的突破。
引言：《干细胞生物学》是一本为研究生量身打造的教材，旨在系统介绍干细胞的基本概念、生物学特性以及在医学领域的应用。
干细胞作为一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞，其研究不仅可以深化对生命本质的理解，还有望为多种疾病的治疗提供新思路和方法。
干细胞的生物学特性及其应用
干细胞的生物学特性及其应用干细胞是指一种具有自我更新和分化为多种细胞类型潜能的细胞，是生物体发育过程中最为基础的一类细胞。
干细胞具有高度的可塑性和再生能力，因此被广泛应用于医学、生物学、生物工程等领域。
一、干细胞的生物学特性1. 可塑性干细胞具有可塑性，即能够分化为多种细胞类型。
根据分化潜能的不同，干细胞可以分为全能干细胞和多能干细胞。
全能干细胞能够分化为人体所有细胞类型，而多能干细胞只能分化为一部分细胞类型。
2. 自我更新能力干细胞可通过对其进行培养和特定环境的调控来维持其自身数量的不变性，即具有自我更新能力。
3. 长寿性干细胞可以长时间存在于体内，其寿命远远超过其他细胞类型。
二、干细胞的应用1. 细胞治疗干细胞可以分化为多种细胞类型，因此可以应用于多种疾病的细胞治疗。
例如，干细胞可以分化为心肌细胞用于修复心脏损伤，也可以分化为神经细胞用于治疗神经系统疾病。
2. 药物筛选使用干细胞代替传统动物试验，成为一种新的药物筛选方法。
通过使用干细胞，可以节省动物试验的时间和成本，同时也可以更准确地模拟人体生理和病理过程，为药物开发提供更为可靠的数据。
3. 生物替代材料干细胞可以分化为多种细胞类型，可以作为生物替代材料用于医学领域。
例如，使用干细胞制造人工皮肤、骨组织等器官，具有广泛的应用前景。
4. 基础研究干细胞作为生物体发育过程中最为基础的一类细胞，在基础研究方面也具有重要作用。
通过对干细胞的研究，可以更好地了解细胞分化和发育过程，有助于解决很多生物学问题。
总之，干细胞具有可塑性、自我更新能力和长寿性等生物学特性，被广泛应用于医学、生物学、生物工程等领域。
随着科技的不断发展，干细胞的应用前景将更加广阔。
干细胞概述(完整)-文档资料
干细胞→分化细胞 祖细胞1→分化细胞 干细胞→ 祖细胞2→分化细胞 干细胞→祖细胞3→分化细胞
(2)哺乳动物种群不对称分裂的意义： ①使机体对干细胞的调控更灵活，以适应机体 的生理变化。 ②要求机体对干细胞分裂的调控更精确，以保 持干细胞数目恒定。 如：正常肠腺有250个细胞组成，如果额外多一
个干细胞，则可能多产生64~128个子代细胞。
(二)干细胞的转分化和去分化
1．干细胞的转分化：
一种组织类型的干细胞在适当条件下分
化为另一种组织类型的细胞的过程称干
细胞的转分化。
实验：C57BL/6J♂成年小鼠 胞
移植
分离
造血干细
WBB6F/J-KitW/KitW-V♀鼠(亚致死
剂量同位素照射) 3天 在♀鼠的神经胶质
细胞中检测到Y染色体.
即♂鼠的造血干细胞移植到♀鼠中分化为
脑星形胶质细胞。
2．干细胞去分化： 一种干细胞向其前体细胞的逆向转化称 干细胞去分化。 实验： 成体鼠造血干细胞
注入
鼠卵泡的内细胞
团分化状态逆转 表达胎鼠的珠蛋白基因→ 参与胚胎造血系统的发育。
3. 干细胞的可塑性
(1)干细胞的横向分化： 在干细胞移植时，供体干细胞在受体中通
常分化为与其组织来源一致的细胞。但有
2．干细胞的分裂方式 ①干细胞有对称与不对称两种分裂方式。
对称分裂：干细胞
分裂
干细胞 干细胞 分化细胞 分化细胞 干细胞 分化细胞
对称分裂：干细胞
分裂
不对称分裂：干细胞 分裂
不对称分裂的结果使两个子细胞一个成 为功能专一的分化细胞；另一个保持干 细胞的特征。 3. 不对称分裂发生原因： ①系列基因调控。 ②细胞质物质不均等分配。
干细胞的生物学特性和应用
干细胞的生物学特性和应用干细胞作为一种独特的细胞类型，不仅具有自我更新能力，还能分化为多种细胞类型。
这种细胞类型在医学和生物学领域有着重要的应用。
本文将深入探讨干细胞的生物学特性以及其在医学和生物学领域的应用。
一、干细胞的特性干细胞是一种尚未完全分化的细胞，具有长时间的自我更新能力，并能分化为成熟的细胞类型。
在身体各组织中可分别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的来源是受精卵，可以分化为人体内几乎所有的细胞类型。
因为其具有广泛的分化潜能，因此被广泛研究和应用。
由于胚胎干细胞来源的独特性，使用胚胎干细胞也涉及到一些伦理道德和法律问题。
1.2 成体干细胞成体干细胞是从成熟的组织中分离出的细胞。
它们具有较小的分化潜能，仅能分化为该组织内的特定细胞类型。
因此，成体干细胞在修复已经损坏的组织方面具有重要的应用价值。
二、干细胞在医学领域中的应用2.1 组织移植和血液学治疗干细胞在医学领域中最广泛的应用之一是进行组织移植。
例如，骨髓干细胞可以用于治疗白血病和其他血液系统疾病。
在移植过程中，干细胞可以分化为病人需要的细胞类型，从而替代已经受损的组织和器官，帮助恢复组织的功能。
2.2 慢性病治疗干细胞被用于治疗慢性病也是一个非常重要的领域。
例如，心肌梗死等疾病可造成心脏损伤，而使用干细胞可以修复心脏组织，恢复功能。
其他的如肝炎、糖尿病、突发性聋等慢性疾病，也有干细胞治疗的研究和应用。
三、干细胞在生物学领域中的应用3.1 组织和器官研究在生物学领域中，干细胞也有重要的应用。
例如，使用干细胞可以研究胚胎发育过程中的分化和形成。
此外，干细胞也可以用于制作组织和器官模型，用于研究，这对于新药研发等领域也有重要的借鉴意义。
3.2 新药研发尽管使用干细胞进行新药研发还处于初级阶段，但是生物制药公司也开始在其研究和开发过程中使用干细胞。
例如，公司可以使用干细胞来制造治疗药物，通过分析药物对该细胞进行的影响，来加快新药的开发。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
干细胞来源及生物学特征
什么是干细胞(STEM CELL)？
•干细胞(stem cell)是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
•在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。
•机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞。
•一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。
•1963年，恩尼斯特.莫科洛克和詹姆士.堤尔首次证明了血液中干细胞的
存在，开启了干细胞研究的大门。
•。
什么是细胞分化？
•细胞分化(cell differentiation )：同一来源的细胞，通过细胞分裂在细胞间产生形态结构、生化特征和生理功能有稳定性差异的过程。
•是个体发育中组织器官形成的基础，是发育生物学的中心问题。
•时间上的分化：一个细胞在不同的发育阶段有不同的形态结构、生化特征和生理功能，如骨髓内血细胞的发生过程。
•空间上的分化：同一种细胞的子代细胞所处的环境位置不同，其形态结构、生化特征和生理功能也不一样，如外胚层来源的细胞可发育成表皮细胞、神经细胞等。
干细胞的特点
•干细胞本身不是处于分化途径的终端。
•能无限的增殖分裂。
•可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态。
•通过两种方式生长：
对称分裂--形成两个相同的干细胞
非对称分裂--由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细
胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞;另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。
干细胞是具有多向分化潜能和自我更新特点的增殖速度较缓慢的细胞。
干细胞的分类
•按照分化潜能：全能型干细胞（胚胎干细胞，万能细胞），多能性干细胞，单能干细胞
•按照发育阶段：
胚胎干细胞(ESC)：主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。
成体干细胞(ASC)：处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干细胞。
如神经干细胞、造血
干细胞、骨髓间充质干细胞、上皮干细胞、肝干细胞、胰腺干细胞等。
按照分化潜能
1
全能性干细胞
具有形成完整个体的分化潜能。
如：胚胎干细胞
2
多能性干细胞
具有分化多种细胞组织的潜
能，但却失去了发育成完整
个体的能力。
如：造血干细胞，间充质干
细胞，皮肤干细胞
3
单能性干细胞
只能向一种类型或密切相关
的两种类型的细胞分化。
如：上皮组织基底层的干细
胞、肌肉中的成肌细胞、肠
上皮干细胞
胚胎干细胞(ESC)
•ESC即具有分化为机体任何一种组织器官潜能的细胞, 包括胚胞干细胞、胚胎生殖细胞(EGC)。
具备非凡的自我更新能力并能分化形成一种或多种细胞系。
人类5～6天的胚胎干细胞
胚胎干细胞（ESC）的来源
将囊胚内细胞团的细胞通过体外培养产生未分化的细胞克隆，建立
ESC系。
胚胎干细胞可在体外诱导分化形成各种成体细胞。
•1981年Evans 和Martin 首次成功分离和建立小鼠胚胎干细胞系
•1998年Thomson 等首次成功分离和建立人胚胎干细胞系
8
胚胎干细胞的类型
胚胎干细胞
全能性胚胎性干细胞
多能性胚胎性干细胞
在胚胎发育最早阶段，各个卵裂球发育潜能几乎是等同的，每个细胞可独立地产生完整的机体
能诱导分化为几乎所有类型的细胞，具有很强的生物学可塑性，已属于多能性，略强于成体干细胞。
胚胎干细胞(ESC)生物学特征
•来自正常的胚胎具有完整的二倍体核型；体积小、核大、胞质少，有1或2个核仁，细胞间紧密的聚集在一起，细胞间界限不清，呈集落型生长，集落边缘清晰，遮光性强。
•表达早期胚胎细胞特异表达的基因，如：AKP(碱性磷酸酶)、高端粒酶基因活性。
•具有不断增殖分化的潜力, 在体外培养条件下可以建立稳定的干细胞系, 并保持高度未分化状态和发育潜能性
•具有高度的发育潜能和分化潜能, 体内外可分外出外、中、内三个胚层的分化细胞, 具有广泛的体外分化能力。
可在体外培养条件下建立稳定的细胞系，并保持稳定的二倍体核型，在体外长时间培养、诱导分化后，仍能分化形成3种胚胎生殖层。
•具有种系传递动能。
若将其与受者囊胚混合后，可形成嵌合体或嵌合动物，结合基因工程技术，可以克隆出大量优质转基因生物。
•在体外培养、克隆、冻存，在体外可以进行遗传改造操作（导入基因、标记基因或剔除基因），及进行基因重组、诱导基因突变、转基因动物等。
扩增遗传操作及冻存均不丧失其多能性。
胚胎干细胞（ESC）的优势
•胚胎干细胞的研究已经有三十多年的历史。
鼠胚胎干细胞的研究已经证明了胚胎干细胞的全能性，研究成果给正在进行的人体胚胎干细胞研究很大的助力。
•ESC 能永生化，可以传代建系，且增殖能力强，来源充沛。
胚胎干细胞（ESC）研究面临的难题
•用于干细胞研究的胚胎来源困难
•如何保持胚胎干细胞的全能性？并向特定类型细胞转化？
•如何分离，纯化干细胞？
•分化后的干细胞是否具有致瘤性？
•干细胞在体外发育成完整的器官尚具有难度
•分化细胞移植仍有可能发生免疫排异
•伦理问题
人ESC用于临床的疾病治疗短期内将难以实现
成体干细胞(ASC)
•胚胎干细胞继续进行分化，形成具有特定功能的干细胞，如血液干细胞可分化成白细胞、红细胞和血小板，皮肤干细胞可形成各种不同类型的皮肤细胞。
这些专门化的干细胞统称多能干细胞。
在胎儿、儿童和成人组织中存在的多能干细胞统称“成体干细胞（Adult stem cell，ASC）”。
•具有自我更新能力, 但通常只能分化为相应组织器官组成的“专业细胞”。
•它是存在于成熟个体各种器官中的干细胞, 包括神经干细胞(NSC) 、血液干细胞(HSE), 骨髓间充质干细胞(MSC) 、表皮干细胞(Epidexmis stem cell) 、肝干细胞(Hepatic stem cell) 等。
•成体干细胞这种跨系统分化特性称为“可塑性（Plasticity）”。
成体干细胞的生物学特性
•ASC数量很少, 其基本功能是参与组织更新, 创伤修复及维持机体内环境稳定。
人和动物皮肤中的干细胞含量仅为7%～8%。
•常处于一个有干细胞基质, 对干细胞的增殖和分化起调控作用的各种信号分子的特定微环境或称生物位( nich) 中, 干细胞是自我复制还是分化为功能细胞取决于所在微环境的自身的功能状态。
•ASC没有确定的来源，Weixxman推测, 成体干细胞是胚胞发育过程中保存下来的未分化的细胞, 这揭示ASC与ESC可能会有更多的相似性与同源性。
•长期存活，可塑性，化学趋向性
成体干细胞的功能
•自然条件下ASC倾向于分化成所在组织的细胞，参与组织更新和损伤修
复；
•外界条件诱导下ASC可横向分化成其他组织的细胞，参与这些组织的损
伤修复。
15
成体干细胞的分类
•神经干细胞•造血干细胞•间充质干细胞•骨及软骨干细胞•心脏干细胞•皮肤干细胞•脂肪干细胞•肠胃干细胞●胰腺干细胞
●肝脏干细胞
●前列腺干细胞●角膜干细胞
●气管干细胞
●血管内皮干细胞●生殖干细胞
●肿瘤干细胞
成体干细胞的生物学特性-长期存活
•干细胞不论在体内还是体外培养都能长期存活，不断地自我繁殖•只有长期存活，才能用于临床治疗。
成体干细胞的生物学特性-可塑性
●成体干细胞的可以跨系跨胚层分化为所有的组
织细胞类型的特性，称为可塑性。
●这是成体干细胞能够治疗各种细胞损伤性疾病
的理论基础。
成体干细胞的生物学特性-化学趋向性
•“干细胞向病理部位迁移”，称为化学趋向性。
干细
胞归巢。
•成体干细胞具有特殊的生物学多样性，特别是多相分
化潜能。
•成体干细胞可以作为细胞治疗和基因治疗的理想载体。
ESC 与ASC 的比较
优点
缺点ESC 能永生化，可传代建系，增殖能力强，来源充沛受个体MHC 不同，有可能引起免疫排斥，需进行长期免疫抑制剂治疗或将患者的造血系统和外来细胞形成嵌合体。
体细胞克隆所需的卵细胞难以获得。
分化是“非定位性”的，可导致畸胎瘤。
在应用胚胎干细胞治疗前，必须先进行初步的细胞诱导分化，以防止畸胎瘤的发生。
须确认胚胎干细胞供者没有诸如（肌）营养失调症之类的遗传性疾病。
ASC 能体外扩增培养，可从患者自身获得，避免长期应用免疫抑制剂，是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。
不存在伦理争执向多系分化的“效率”不理想。
体外扩增培养转化是否会引起成体干细胞遗传变化还有待证实。
尚未从人体的全部组织中分离出成体干细胞.含量极微，很难分离和纯化，且数量随年龄增长而降低在一些遗传缺陷疾病中，遗传错误很可能也会出现于病人的干细胞中，这样的干细胞不适于移植
由于日常生活中人是暴露在各种环境之下的，日光和毒素等都有可能造成基
因突变，成体干细胞可能包含更多的DNA 异常等等。
本节思考题
•干细胞根据分化阶段及分化潜能，分别可以分为哪几种？•胚胎干细胞和成体干细胞的生物学特征分别是什么？。