7哺乳动物胚胎干细胞的培养与体外分化.pdfVIP

第三章 细胞和组织培养技术 第四节 哺乳动物胚胎干细胞的培养 和体外分化 （以小鼠胚胎干细胞培养和分化为例） 主讲人：周雅琼 学号 哺乳动物胚胎干细胞的培养和体外分化 Embryonic Stem cells （ES cells ） 一、概述 二、胚胎干细胞研究的历史 三、胚胎干细胞研究的意义 四、胚胎干细胞分离培养的基本程序 五、胚胎干细胞技术目前存在的问题和发展 远景 一、概述 胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）是从早 期胚胎的内细胞团（Inner cell mass ，ICM ）或原始 生殖细胞（primordial germ cells PGCS ）分离出来的 多潜能细胞系，它具有与早期囊胚ICM或PGCS相似 的生物学特性，在体外能够保持正常二倍体核型和 未分化状态，并且有多方向分化潜能，在适当条件 下，ES细胞可被诱导分化为多种细胞、组织，也可 以与受体胚胎嵌合，形成嵌合体。 ES细胞是由Evans和Kaufman1981年首次从延迟小鼠 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。 人胚胎干细胞分离技术途径 ICM PGCs 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，在一定的条件下 有向三个胚层细胞分化的能力，在理论上可以诱导 分化成机体中所有种类的细胞。若注射到同源动物 体内，可分化产生由三个胚层的细胞构成的畸胎瘤。 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。 • ES细胞具有种系传递（germline transmission ） 能力，能够形成嵌合体动物（chimeric animal ）. 若在体外把ES细胞注射至另一胚泡 内，使之与受体胚胎细胞混合，再移植入假孕 受体子宫，可发育获得嵌合体（chimeric ）.ES 细胞可参与嵌合体各个器官包括生殖腺的发育。 通过交配可以分离出带有ES细胞遗传性状的个 体，这是ES细胞具有种系传递能力的一种证明。 哺乳动物嵌合体生产基本方法示意图 1 2 嵌合体猪 (A) Female piglet 6899 developed from a Duroc-Pietrain blastocyst (red and black pigmentation) injected with German Land-race PGCs (white pigmentation on head and legs). (B) Chimeric piglets 7003 (male) and 7006 (female) with red areas across the back developed from ‘‘red’’ Duroc cells injected into Landrace blastocysts. 利用胚胎聚合和类胚胎干细胞制备嵌合体牛 四细胞期胚胎与类干细 胞聚合后，培养成为桑 椹胚和囊胚，移植后生 出嵌合体牛犊。 二