胚胎干细胞的研究与应用毕业论文正文
胚胎干细胞技术在治疗疾病中的应用研究

胚胎干细胞技术在治疗疾病中的应用研究随着科技的迅速发展,生物学领域的研究也逐渐深入,而胚胎干细胞技术就是其中的一个研究热点。
胚胎干细胞是一种未分化的细胞,可以分化成各种不同类型的细胞,因此被广泛应用于疾病治疗等领域。
本文将探讨胚胎干细胞技术在治疗疾病中的应用研究,并分析其优缺点。
一、胚胎干细胞技术的起源和原理胚胎干细胞最早的研究可以追溯到20世纪60年代,但直到1998年才成功地从人类胚胎中分离出与之相应的细胞。
胚胎干细胞来源于早期胚胎,即在受精后的前5天内形成的囊胚,这个阶段的细胞被称为内质细胞团,它们具有高度的分化潜能和自我更新能力,可以分化成所有成体细胞类型。
胚胎干细胞的原理是利用悬浮培养,将上述细胞与营养液共同悬浮在培养皿中,利用细胞自我更新的能力,一直延续培养下去,直到需要时才分化成所需的特殊细胞类型。
二、胚胎干细胞在疾病治疗中的应用1. 天生缺陷疾病胚胎干细胞技术可以应用于天生缺陷的治疗,这些天生缺陷包括先天性心脏病、唇腭裂、神经管缺陷等疾病。
通过将胚胎干细胞植入患者身体内,可以重新发展缺陷部位,改善患者的生理状况。
2. 神经系统疾病胚胎干细胞技术也能治疗神经系统疾病,如脑损伤和帕金森病等。
在实验室环境下,胚胎干细胞可以分化成神经元,并在受损的部位生长出健康的细胞。
3. 心血管系统疾病胚胎干细胞技术还可以治疗心血管系统疾病,如心肌梗死。
在这种情况下,胚胎干细胞可以均匀地分布在受损的心室周围,分化成健康的心肌细胞并重建心肌组织。
4. 癌症胚胎干细胞可以用于癌症治疗,通过从早期癌变细胞中提取胚胎干细胞,并将这些细胞转化为健康细胞类型,来代替被癌细胞破坏的组织。
但是,这种治疗方法的发展仍在初级阶段,需要进一步的实验室研究和人体试验证明其有效性。
三、胚胎干细胞技术的优缺点1. 优点胚胎干细胞技术可以创造健康的细胞类型,治疗细胞缺陷或细胞死亡病症,从而达到医疗目的。
同时,胚胎干细胞后代细胞具有自我更新的能力,这可以保证其生命时间足够长,使其不断地为治疗疾病而再生化。
人类胚胎干细胞的研究与应用

人类胚胎干细胞的研究与应用近年来,人们对于人类胚胎干细胞研究领域的关注愈加高涨。
人类胚胎干细胞一直以来都是细胞治疗和组织再生医学领域中备受关注的课题,它所具有的多种细胞类型分化能力使得它极为独特。
同时,随着人们对人类胚胎干细胞进行深入的研究和探索,它在生物、医学、和工业生产领域的应用也日益扩展。
一、人类胚胎干细胞的基本概念人类胚胎干细胞,简称hESC,是一种在早期胚胎发育过程中出现的特殊细胞群,具有自我复制和至少三个种类的分化能力。
通过细胞分裂及分化,hESC可以转化成为各类成体细胞,如多形态的神经细胞、心肌细胞、肝细胞等,对长期缺乏有效治疗手段的人类疾病提供了新的研究路径和治疗方案。
二、人类胚胎干细胞的研究进展人类胚胎干细胞的研究始于20世纪80年代,1998年,美国生物学家詹姆斯·汤普森团队从IVF(试管婴儿)胚胎中分离和培养出了第一批人类干细胞系,开启了这一领域的研究。
此后,众多科学家和研究机构相继掌握了提取和培养hESC的技术,相继发现并研究了大量的新型人类干细胞。
在现阶段,hESC的研究重点主要集中在以下几个方面:1.研究hESC特殊的基因表达和细胞分化机制,揭示其自我复制和分化能力的形成和产生规律。
2.基于hESC研究人类疾病的发生和发展机理,以期找到治疗疾病的有效方法。
3.研究hESC在组织器官再生领域的应用,探索肝、肺、心脏等细胞再生治疗的方法和措施。
4.通过hESC的转化,研发出更多的新型细胞,开发出更多的药物,为社会科学技术界带来更大的经济和医学价值。
三、人类胚胎干细胞的应用随着hESC研究的不断深入和技术的不断成熟,其在医疗、生物制药和医学研究等领域的应用已经越来越广泛。
1.生物制药在生物制药上,hESC提供了很好的基础研究平台。
细胞治疗和组织工程学的发展,需要配备更多更好的格式定制器官、器官片段或细胞。
正如很多生物制药公司所在,hESC能够分离和发展出多种稳定工作的细胞种类,如心肌细胞,肺细胞,肝细胞,胰岛素分泌细胞等,这为生物制药公司提供了一个稳定的、可持续的供应类似于变态反应试剂,使生物制药公司能够搞定寄生虫感染和病变治疗问题。
胚胎干细胞的研究与临床应用

胚胎干细胞的研究与临床应用人类的生命,从受精卵的形成开始,经历了无数个细胞分裂和分化过程,最终形成复杂的器官系统和个体。
而这一过程中,胚胎干细胞的作用至关重要。
胚胎干细胞具有自我更新和多能性分化的特性,可以分化为人体的任何一种细胞,包括血细胞、神经细胞、心肌细胞等。
这一特性,让胚胎干细胞在医学领域中备受关注。
本文将着重探讨胚胎干细胞的研究和临床应用。
一、胚胎干细胞的研究1. 胚胎干细胞的来源胚胎干细胞最初是从人类受精卵中分离出来的。
但是,由于胤胎干细胞提取对胚胎的发育造成潜在威胁,因此,研究胚胎干细胞备受争议。
目前,科学家使用两种技术来获取胚胎干细胞。
一种方法是从体细胞中重编程生成干细胞,即诱导多能性干细胞(iPS 细胞)。
另一种方法则是,利用早期胚胎中的干细胞(ECC)进行研究。
这两种方法被广泛应用于胚胎干细胞的研究和应用领域中。
2. 胚胎干细胞的分化及属性胚胎干细胞具有自我更新和多能性分化的特性,主要分为内囊胚和外囊胚两种类型。
内囊胚干细胞可以分化为身体内各种组织和器官细胞;外囊胚干细胞主要分化成胚胎派生的组织和器官。
胚胎干细胞可以分化成多种不同类型的细胞,包括血细胞、神经细胞、心肌细胞等。
并且,通过生物学和化学方法的处理,胚胎干细胞的多能性分化也可以被调节。
3. 胚胎干细胞在疾病研究中的作用胚胎干细胞的多能性和分化能力成为了疾病治疗和研究的一个热门领域。
例如,在肝脏疾病治疗中,胚胎干细胞可以分化为肝脏细胞来修复受损的组织;在癌症研究中,胚胎干细胞可以用于定位癌细胞的起源和病因;在神经系统病理研究中,通过对胚胎干细胞进行多能性分化,可以更好地理解神经系统疾病的发病机理,并探究治疗方法。
二、胚胎干细胞的临床应用1. 胚胎干细胞的成功临床应用胚胎干细胞具有广阔的临床应用前景。
目前,已经在某些疾病治疗中成功地应用了胚胎干细胞。
例如,在白血病治疗中,通过胚胎干细胞的移植,可以达到替代患者父母的造血干细胞,实现患者造血系统的再生;在心肌病治疗中,通过将胚胎干细胞引入患者心脏组织并分化,可以实现残留心肌组织的修复,改善心功能等。
胚胎干细胞研究及其医学应用

胚胎干细胞研究及其医学应用胚胎干细胞是从早期发育阶段的胚胎中提取的一种细胞类型。
由于胚胎干细胞具有未分化的状态,可以分化成各种细胞类型,因此在医学领域中具有巨大的应用潜力。
但是,胚胎干细胞的使用一直存在争议,主要是因为其来源需要破坏胚胎。
随着科学技术的发展和人们对道德伦理问题的不断思考,现在人们可以使用诸如诱导多能干细胞等替代方法,来解决胚胎干细胞的伦理问题。
本文将介绍胚胎干细胞的研究及其医学应用。
一、胚胎干细胞的发现与研究著名的胚胎干细胞研究学者詹姆斯·汤普森于1998年首次成功地从人体早期胚胎中分离出胚胎干细胞。
这一发现引起了全球科学界的震动,人们开始关注胚胎干细胞的医学应用。
胚胎干细胞,就如同胚胎本身一样,有着未分化的状态,可以分化成各种不同类型的细胞。
因此,研究人员开始探究胚胎干细胞的应用价值,并逐渐发现其广阔的医学应用前景。
二、胚胎干细胞的医学应用1. 治疗疾病:胚胎干细胞可以分化成各种类型的细胞,例如神经细胞、肌肉细胞和心脏细胞等。
因此,科学家们相信,利用胚胎干细胞,可以制造出可以替代人体受损细胞的各种类型的细胞。
这对于各种疾病的治疗,尤其是与细胞死亡相关的疾病,有着潜在的作用。
2. 疾病的研究:由于胚胎干细胞可以转化成各种类型的细胞,因此,研究人员可以使用胚胎干细胞来制造出人类体内特定类型细胞的模型。
这使得研究人员可以对许多疾病进行更加深入的了解,比如心脏病、帕金森病等。
3. 药物测试:在药物研发过程中,研究人员往往需要测试大量的化合物,以寻找可以治疗特定疾病的化合物。
胚胎干细胞可以用来制造特定类型的细胞,这为药物测试提供了一个新的方法。
三、胚胎干细胞的伦理问题和替代方法胚胎干细胞的伦理问题一直存在争议。
因为提取胚胎干细胞的方法通常涉及到破坏胚胎。
这一点引起了许多人的反对,因为新生命的产生已经开始。
为了解决这一问题,研究人员开始探寻替代方法。
其中,最有前途的一种方法是诱导多能干细胞的制造。
胚胎干细胞研究及其应用

胚胎干细胞研究及其应用近年来,人们对于胚胎干细胞研究及其应用越来越关注。
所谓胚胎干细胞,是指取自早期胚胎并具有无限分化潜能的细胞。
这种细胞可以分化成各种不同类型的细胞,如神经元、心肌细胞、肝细胞等。
因此,胚胎干细胞研究在生物医学领域有着巨大的发展潜力。
首先,胚胎干细胞可以用于疾病治疗。
目前,许多严重的疾病,如帕金森病、阿尔兹海默病、肝脏疾病等,都缺乏有效的治疗方式。
通过胚胎干细胞的应用,可以制备出不同类型的细胞,用于替代病变或损伤的组织细胞,以实现疾病治疗。
例如,将胚胎干细胞分化成心肌细胞,可以用于治疗心脏病;将其分化为神经元,可以用于治疗神经系统疾病等。
其次,胚胎干细胞也可以用于药物的筛选和评估。
在新药研发过程中,胚胎干细胞可以用于评估药物的安全性和有效性。
特别是在测试药物对不同类型细胞的影响时,胚胎干细胞的应用可以大大加快药物研发过程。
此外,胚胎干细胞还可以用于研究疾病的发生机制,为新药的研发提供理论基础。
然而,胚胎干细胞的研究也存在一些争议。
其中,最主要的问题是胚胎来源。
由于胚胎干细胞只能从早期胚胎中采集,而这一过程会导致早期胚胎的死亡,因此许多人认为这种行为违反了生命伦理。
为了避免这种争议,不少学者开始探究其他来源的干细胞,如成体干细胞、人工诱导多能干细胞等。
成体干细胞指取自成人体内的干细胞,这种干细胞可以通过体内或体外处理得到。
与胚胎干细胞不同的是,成体干细胞的来源比较容易获取,无需损伤生命。
但是,成体干细胞的分化能力和增殖能力比胚胎干细胞要差得多,因此在治疗方面的应用也受到限制。
人工诱导多能干细胞(iPS细胞)是指通过人工改造成体细胞,使其具有与胚胎干细胞相似的性质。
iPS细胞的制备过程不需要损伤生命,而且其分化能力、增殖能力与胚胎干细胞接近,因此被认为是胚胎干细胞研究的新方向。
目前,一些学者已经成功地将iPS细胞用于疾病治疗的研究中。
总之,胚胎干细胞研究及其应用对于推动生物医学领域的发展具有非常重要的意义。
胚胎干细胞的研究和应用

胚胎干细胞的研究和应用胚胎干细胞是一种多潜能性的细胞,可以通过分化形成人体的各种组织和器官。
这种细胞在医学领域有着广阔的应用前景,但同时也存在着伦理和道德方面的争议。
本文将从胚胎干细胞的定义、来源、研究现状和应用等多个方面进行探讨。
一、胚胎干细胞的定义和来源胚胎干细胞是一种内部细胞团细胞,位于囊胚内部,具有多潜能性和自我更新能力。
由于其具有这些特殊的性质,胚胎干细胞被广泛运用于生物学、医学、药物研究等领域。
胚胎干细胞的来源主要是在体外受精后的早期胚胎细胞,但也可以来自人类胚胎手术中取出的胚胎内细胞团。
无论来源如何,胚胎干细胞都需要在适当的条件下进行培养,以维持其干细胞状态。
二、胚胎干细胞的研究现状胚胎干细胞的研究是一项极具挑战性的任务。
由于其独特的性质和高度复杂的胚胎发育过程,目前关于胚胎干细胞的研究仍处于初级阶段,但也已经取得了一些显著的成果。
现阶段,胚胎干细胞的研究主要集中在以下几个方面:首先是储存和维持胚胎干细胞状态的技术;其次是探索胚胎干细胞的分化规律和遗传调控机制;还有就是开发胚胎干细胞的临床应用。
目前已经有很多关于胚胎干细胞分化方向的研究,而分化过程中的表观遗传学调控机制也得到了人们越来越多的关注。
除此之外,诸如人工合成生命、3D生物打印等理念性和技术性难题的突破也进一步推动了胚胎干细胞的研究发展。
三、胚胎干细胞的应用前景由于胚胎干细胞的多潜能性和细胞自我更新能力,它们被广泛应用于医学领域。
例如,利用胚胎干细胞技术可以实现细胞治疗、组织工程和干细胞移植等方面的临床应用。
在细胞治疗方面,胚胎干细胞可以治疗许多血液和骨骼疾病。
干细胞移植可以用于治疗糖尿病、肝病、关节炎、失智症和白癜风等多种疾病。
组织工程则是利用胚胎干细胞培育出功能性的心脏、肝脏等组织,可用于在临床上替代已经受损的组织。
虽然胚胎干细胞的研究和应用仍面临着一些伦理和道德方面的争议,但随着科技的不断发展,人们越来越重视胚胎干细胞作为一种重要的医学资源。
《小鼠新型胚胎干细胞系的建立》范文

《小鼠新型胚胎干细胞系的建立》篇一一、引言近年来,小鼠胚胎干细胞(Mouse Embryonic Stem Cells, mESCs)在生命科学研究领域得到了广泛的应用。
它们在细胞生物学、发育生物学、疾病模型和药物研发等方面具有重要作用。
因此,建立稳定、高效的小鼠新型胚胎干细胞系是科学研究的关键任务之一。
本文将详细介绍小鼠新型胚胎干细胞系的建立过程及其潜在应用。
二、研究目的和意义本研究的目的是建立一种新型的小鼠胚胎干细胞系,旨在提高干细胞的分化潜能、稳定性以及可操控性。
这种新型胚胎干细胞系将有助于更好地研究细胞发育和分化机制,为疾病模型研究、药物研发和再生医学提供有力工具。
三、研究方法1. 实验材料与试剂:本实验采用小鼠胚胎组织作为起始材料,使用特定培养基和生长因子进行细胞培养。
2. 细胞培养:从早期胚胎中获取内细胞团(ICM),将其置于特定的培养条件下进行培养和扩增。
3. 细胞克隆和筛选:通过特定标记和筛选方法,从培养的细胞中筛选出具有干细胞特性的克隆。
4. 遗传和表型分析:对筛选出的干细胞进行遗传学和表型分析,评估其特性和稳定性。
5. 数据分析与统计:采用适当的统计方法对实验数据进行处理和分析,以验证实验结果的有效性。
四、实验结果1. 细胞培养与扩增:成功从早期胚胎中获取内细胞团,并培养成新型胚胎干细胞系。
经过多次传代,细胞保持稳定增殖。
2. 细胞克隆和筛选:通过特定标记和筛选方法,成功筛选出具有干细胞特性的克隆,并建立新型胚胎干细胞系。
3. 遗传和表型分析:新型胚胎干细胞系在遗传学和表型分析中表现出良好的稳定性和可操控性。
4. 数据分析与统计:通过适当的统计方法对实验数据进行处理和分析,验证了新型胚胎干细胞系的有效性和可靠性。
五、讨论本研究成功建立了新型小鼠胚胎干细胞系,具有较高的分化潜能、稳定性和可操控性。
与传统的胚胎干细胞系相比,新型干细胞系在细胞生物学、发育生物学、疾病模型和药物研发等方面具有更广泛的应用前景。
《2024年小鼠新型胚胎干细胞系的建立》范文

《小鼠新型胚胎干细胞系的建立》篇一一、引言胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells, ESC)的研究一直是生物学和医学领域的重要课题。
这些细胞具有自我更新和多潜能的特性,为再生医学、疾病模型、药物筛选等多个领域提供了巨大的研究潜力。
近年来,随着对小鼠胚胎干细胞研究的深入,新型小鼠胚胎干细胞系的建立显得尤为重要。
本文旨在详细介绍小鼠新型胚胎干细胞系的建立过程、方法和应用前景。
二、材料与方法1. 材料准备(1)实验动物:选择合适的小鼠品系作为供体,确保其遗传背景清晰。
(2)实验试剂:包括培养基、生长因子、抗生素等。
(3)实验设备:显微镜、培养箱、离心机等。
2. 方法(1)胚胎获取:从小鼠中获得早期胚胎。
(2)胚胎培养:将胚胎置于特定培养基中,加入生长因子,进行体外培养。
(3)干细胞诱导:通过特定方法诱导胚胎内细胞团向胚胎干细胞方向分化。
(4)干细胞系建立:经过筛选和扩增,建立稳定的小鼠胚胎干细胞系。
三、实验过程与结果1. 胚胎获取与培养通过超数排卵和人工授精等方法,从小鼠中获得早期胚胎。
将胚胎置于含有适当营养成分和生长因子的培养基中,置于适宜温度和湿度的培养箱中培养。
2. 干细胞诱导与分化通过特定方法诱导胚胎内细胞团向胚胎干细胞方向分化。
这一过程需要严格控制培养条件和时间,以确保干细胞的成功诱导和分化。
3. 干细胞系的建立与鉴定经过筛选和扩增,建立稳定的小鼠胚胎干细胞系。
通过细胞形态观察、生长曲线绘制、基因表达分析等方法,对干细胞系进行鉴定和评估。
四、讨论与分析1. 小鼠新型胚胎干细胞系的特点与优势新型小鼠胚胎干细胞系具有较高的分化潜能、稳定的遗传背景和良好的扩增能力等特点。
与以往的小鼠胚胎干细胞系相比,新型干细胞系在研究过程中具有更高的可靠性和实用性。
2. 小鼠新型胚胎干细胞系的应用前景(1)再生医学:小鼠新型胚胎干细胞系可用于研究细胞分化和组织再生,为再生医学提供新的治疗策略。
(2)疾病模型:通过基因编辑技术,可以构建特定疾病的小鼠模型,为疾病研究和药物筛选提供有力工具。
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前言胚胎干细胞(Embryonic stem cells ,ESCs ) 是胚胎源性多能干细胞.是从早期胚胎细胞团(inner cell mass,ICM)或着床后胚原始生殖细胞(Primor- dial germ ceils,PGCs )分离和克隆出来的一种具有无限增殖能力和全向分化能力的干细胞[1]。
这两类细胞均可分化为包括神经细胞、造血干细胞、心肌细胞等在的各种细胞[2]。
ESCs的发育全能性备受科学界的关注,而它所具有的广泛应用价值,已经成为当今国外生命科学研究的热点。
第一章 ESCs 研究中的相关知识1.1 胚胎干细胞1981年英国剑桥大学Evans和Kaufman首次对延迟着床的小鼠囊胚进行体外培养,首次分离得到小鼠ESCs。
此后,人们又相继用不同的方法从猪、牛、兔、羊、猴等哺乳动物分离得到 ESCs。
迟至1998年,美国威斯康辛大学的生物学家 James Thomson及其同事才首次分离、建成了第一个人的胚胎干细胞系[3]。
这一成果给移植治疗、药物发现及筛选等等带来深远的影响,打开了在体外培养更多类型的可供移植治疗的人体细胞、组织和器官的大门。
1.2 胚胎生殖细胞 (Embryonic germ cells,EGCs)EGCs是来自于早期胎儿生殖嵴的PGCs,是早期胚胎多能干细胞中的一种,具有自我更新和无限增殖的能力,能分化成代表三个胚层组织细胞能力的干细胞。
Matsui等(1992 )和Res- nick等(1992)体外长期培养小鼠PGCs,建立了小鼠PGCs系,发现在适宜条件下,其在形态上和发育上类似于 ESCs,称为EGCst[4]。
1998年,美国学者Shamb- lott等首先从受精后5—9周的人胚胎生殖嵴分离,培养并建立了EGCs系。
1.3 原始生殖细胞PGCs是生殖谱系区别于体细胞的最初形式,是哺乳动物生殖细胞的祖细胞,早在1980年以前,Jeon和Brinster就分别对小鼠的PGCs的形态结构和能量代进行了研究;1992年,Matsui 等和Resniek等以分离小鼠胎儿的PGCs为材料,培养传代获得ESCs.从而首次较为全面地证实PGCs同样可以作为ESCs分离克隆的原材料[5]。
第二章 ESCs的来源2.1 传统方法从发育良好的囊胚中分离细胞群细胞或从5-9周的胚胎生殖腺中分离胚胎干细胞。
培养条件:需要特殊的培养液、饲养细胞(人或胚鼠的成纤维细胞)、需要加入白雪病抑制因子抑制分化。
1981年美国科学家Evans和Kaufman从小鼠胚胎分离出胚胎干细胞病成功建立,从此开辟了哺乳动物胚胎干细胞研究的新纪元。
1990年Thomsn和Gearhrt利用细胞团和原始生殖细胞分别建立了人的胚胎干细胞系,这一结果的宣布将胚胎干细胞的研究又解开了新的一页!国在胚胎干细胞方面的综合性研究起步晚(1989年),但发展迅速。
在基础研究方面,尚克刚、赖学良等已先后建立了小鼠和兔细胞系,盛慧珍研究小组在国际上首次构建了人-兔核移植重构胚。
在研究方面,著名胚胎工程专家窦忠英的科研小组已第6次从人类胚胎干细胞中分化诱导得到心脏跳动样细胞团。
中国军事医学科学院发现了“人胚胎干细胞素”,用于临床多种疾病的治疗取得了明显效果!2.2 体细胞核移植通过显微操作和细胞融合技术,见单细胞核体(卵裂球或体细胞的核)一如去核的受体(卵母细胞或受精卵)胞质构成重组胚,通过对重组胚的激活、培养得到动物胚胎干细胞。
Willmut 等从一只六岁妊娠母羊乳腺中采取细胞,经培养传代和血清饥饿法处理后,通过核移植得到277枚融合胚,再经体培养后有29枚发育到囊胚,移植给13只受体母羊,其中有一只妊娠并最终产下了一只活羔,从而诞生了世界首例成年体细胞核移植后代。
自从利用分化的成年乳腺细胞的大第一只体细胞克隆绵羊多利,其它物种的克隆也取得了很大的进展。
体细胞克隆牛、山羊、鼠、猪和兔相继获得成功。
在目前的克隆实验中,不同物种间克隆的效率略有区别,但总效率不高!2.3 iPS细胞iPS细胞首先是由Takahashi和Yamanaka在2006年建立的。
他们利用叛转录病毒载体在小鼠成纤维细胞中导入了4个与多能型有关的基因—Oct4、Sox2、c-myc、Kif4。
接着,利用里一个多能性标志分子Fbx15的表达对转染后的细胞进行了筛选,最终得到了具有胚胎干细胞某些特征的多能性干细胞,并命名“诱导产生的多能性干细胞”。
一年后,3家实验室各自的研究证实了该结果的可靠性,并且提高了生产的iPS细胞的质量。
不久,另外两项研究相继报道了利用形态学作为筛选标准来建立iPS细胞的方法,这一方法在建立人类iPSxde 研究中具有潜在的优势。
在新近研究中,Yamanaka等人用他们在小鼠中使用过的4种银子实现了人类皮肤成纤维细胞的重编程;而Thomson实验室选用的是他们自己筛选出的4种银子Oct4,Sox2,Nanog和Lin28,其中Oct4和Sox2在Yamanaka的研究中也很关键。
紧随其后,Yamanaka小组又在原有工作基础上取得重要突破;从4个转录因子中去掉了肿瘤相关因子C-Myc,使iPS细胞的产生更为安全。
目前,已有研究将iPS细胞用于治疗镰刀型贫血症小鼠。
在短短一年多的时间里,iPS细胞的建立方法有了明显的改善,并且成功的应用于人类细胞的研究和疾病模型动物的治疗,说明这一方法既有可操作性和稳定性,并且其安全性也在不断提高,因此这种方法对将来的医学研究有着巨大的价值!第三章 ESCs的基本特征3.1 形态学特性各种动物的ESCs具有与早期胚胎细胞相似的形态学结构:细胞体积小,胞质胞浆少,细胞核大,有一个或多个核仁,胞质结构简单,散布着大量的核糖体和线粒体,核形正常,保留了双倍体性质。
在体外培养的小鼠ESCs紧密堆积,呈集落状生长,细胞之间界限不清,集落边缘可见少量已分化的扁平上皮细胞或梭形成纤维细胞。
不同动物胚胎干细胞直径有所不同。
总的来说,ESCs具有与胚胎细胞相似的形态特征。
3.2 基本特征3.2.1 多能性(Pluripotency)ESCs的多能性是指ESCs具有分化出多种细胞组织的潜能,参与部分组织的形成。
表明ESCs 发育多能性的检测方法很多,主要有:①形成类胚体:体外培养诱导分化实验,将ESCs在不含分化抑制物的培养基上培养。
可形成胚样结构类胚体,类似于正常胚胎的囊胚期,随后可进行不同程度的分化产生多种分化细胞。
②特定组织:将ESCs在含有特定添加物的培养基中培养,可定向分化形成特定组织。
③嵌合体:通过显微注射或其它方式使ESCs与受体胚结合,嵌合后,嵌合体就会参与多种组织发育。
3.2.2可操作性ESCs的可操作性,是指ESCs可进行遗传操作选择(如导入异源基因、基因重组)等生物学特性。
在体外抑制分化培养时,ESCs不但可以增殖,而且可以被用来进行各种操作,而这一点是以ESCs的以下两方面特性为前提的:①在对ESCs进行各种操作的过程中,其仍能保持其扩增和发育的全能性和多能性。
②用于移植时,不易产生免疫排斥反应。
由于来源于着床前胚胎的 ESCs的某些细胞表面免疫相关蛋白(如MHC)还未来得及表达,用于移植时不易产生免疫排斥反应,因此使其成为移植治疗和细胞治疗的潜在资源[6]。
3.2.3全能性(totipotenty)ESCs的全能性是指其在解除分化抑制的条件下,能发育为构成机体不同细胞类型中包括生殖腺在的任何一种细胞的潜力。
ESCs具有很强的分化能力,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和器官。
细胞全能性的实质是细胞基因组中决定蛋白质编码的所有基因按一定的时空顺序依次表达。
3.3 ESCs建系概况ESCs建系的原理是将早期胚胎或是用外科手术法得到的细胞团或者PGCs,与分化抑制物共同培养,使之增殖而又保持未分化状态,这样代代相传,从而使数量有限的胚胎或者 PGCs 能够成千上万倍的克隆。
第四章 PGCs用于胚胎干细胞培养4.1 意义ESCs因其发育的全能性和多样性而备受关注。
虽然来源于PGCs的ESCs与来源于ICM的细胞同属胚胎干细胞系,但相比之下,前者具有着更加巨大的科学意义和实践价值:①由于获得囊胚细胞团来源的ESCs需要破坏具有生命的胚胎,所以这项研究在许多国家是被禁止或严格限制的[7],而PGC来源于早期流产的胚胎,于是来源于PGCs的EGCs系的建立给研究人员带来了新的希望;②PGcs 是胚胎形成后机体的干细胞,与胚泡期的细胞团相比,经历了着床的筛选,而生理状态下有相当量的胚泡因生长发育不良而不能正常着床并自行排出,因此PGCs 的健康程度应远远高于ICM[8];③虽然PGCs用于ESCs的培养还存在诸多问题,但无论在数量上还是取材方法上,PGCs的获取均比桑椹胚和囊胚的获取容易,因而更具有实际的应用价值。
4.2 PGCs用于ESCs培养的影响因素4.2.1 基础培养基的选择ESCs的体外培养工作要求在严格的无菌条件下进行。
常规使用的培养液有白血病细胞抑制因子(LIF)、胎牛血清、L一谷氨酸、非必须氨基酸(NEAA)以及高浓度的DME等。
因DMEM比较适于生长速度快和呈集落状生长的细胞,而PGCs正符合这一特点。
因此采用DMEM为基础培养液是能够满足胚胎干细胞和饲养层细胞的生长要求的[9]。
4.2.2饲养层对胚胎干细胞的影响适宜饲养层的使用使得体外培养的PGCs增殖成为可能。
目前广泛应用的饲养层有三种,STO(一种已建系的小鼠胚胎成纤维细胞)、Pmef(小鼠原代胚胎成纤维细胞)。
由于后者所模拟的体外培养条件与PGCs在体生长的环境更为接近。
故更有利于ESCs生长[10]。
近年来,研究人员通过实验发现,以睾丸支持细胞(SCs)作为饲养层与PGCs共饲养,可明显提高PGCs的增殖能力[11],SCs除可以产生大量CL外,还可产生层粘连蛋白(LN)(一种黏附蛋白),另外,SCs还能分泌多种源性生长因子和分泌抑制因子,包括LIF、SCF(干细胞生长因子)、bFGF(碱性成纤维细胞因子)等。
因此,从理论上说,可提取动物睾丸SCs,然后将PGCs与SCs共培养,不仅可促进PGCs贴壁。
而且能有效地抑制体外培养中PGCs的分化,的确是一项值得继续研究与开发的好方法。
第五章 ESCs的应用前景ESCs的应用最主要的应用是基础科学研究、医学和农业科学等方面,特别是在发育生物学、克隆动物、药学研究以及组织器官的修复移植等方面有着无比广泛的应用前景[12]。
5.1 克隆动物的生产由于ESCs具有全能性和多能性,并可以在体外增殖、分化,因而是克隆动物的理想材料,ESCs的运用大大加快了家畜育种工作的进程,迅速提高有利于基因及其组合在群体中的比例。