第十五章和第十七章细胞分化与干细胞预案.pptVIP

Death signals Senescence 细胞决定分化与干细胞（第十四章和第十七章） 朱艳霞 深圳大学 医学部 一、细胞分化和干细胞概述 二、胚胎干细胞 三、成体干细胞 四、特殊类型干细胞 五、干细胞与再生医学 掌握细胞分化和干细胞概念、干细胞分类及增殖分化特性 4. 了解干细胞的应用及再生医学的概念 细胞分化(Cell differentiation)：从受精卵开始的个体发育过程中，细胞后代之间在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。 细胞分化在胚胎期最为活跃，贯穿于整个个体的生命过程，以补充衰老和死亡的细胞。如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。 细胞分化的主要标志是细胞内开始合成新的特异性蛋白质，如红细胞分化过程中的血红蛋白和碳酸酐酶，肌肉细胞中出现肌球蛋白和肌动蛋白等。 细胞分化的关键是由于基因选择性表达合成特异性蛋白质，导致形态、结构和功能各异的细胞。 细胞分化 干细胞定义和分类 干细胞（Stem Cell）是一类具有 自我更新和多向分化潜能的细胞。 根据来源分类 来源于胚胎 — 胚胎干细胞 ESC （Embryonic Stem Cell ） 胚胎性生殖细胞 EGC （Embryonic Germ Cell ） 来源于成体 — 成体组织来源的干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ） 成体干细胞 干细胞形态和生化特征 干细胞的增殖特性 干细胞的分化特性 1. 干细胞转分化 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 2. 干细胞去分化 一种干细胞向其前体细胞的逆向转化 干细胞的转分化和去分化 按分化潜能大小分类 全能干细胞（ Totipotent stem cell ） 如受精卵 多能干细胞（ Pluripotent stem cell ）如胚胎干细胞 专能干细胞（ Multipotent stem cell ）如上皮干细胞等 诱导性多能干细胞（ Induced pluripotent stem cell, iPSC ） 肿瘤干细胞（ Cancer stem cell ） 干细胞的分化潜能 干细胞增殖与分化的微环境 细胞外基质、 3. 表观遗传学调控（Epigenetic regulation） 指DNA序列并不发生变化而改变基因表达的机制，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑、非编码RNA等机制。 干细胞增殖与分化的微环境 胚胎干细胞 胚胎干细胞形态和生化特征 胚胎干细胞特性 胚胎干细胞特性 成体干细胞 (一)造血干细胞 造血干细胞(hematopoietic stem cell，HSC)是存在于造血组织内、能分化成各种血细胞的原始细胞。 (二)间充质干细胞 来源于中胚层间充质组织，如骨髓、脂肪等，即间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)。 (三)神经干细胞 神经干细胞(neural stem cell，NSC)存在神经系统中某些部位。 (四)表皮干细胞 表皮中的干细胞叫表皮干细胞(epidermal stem cell)。这类细胞位于毛囊隆突部和表皮基底层。 (五)肝干细胞 肝脏中有干细胞，称肝干细胞(hepatic stem cell)。能分化成肝细胞和胆管上皮细胞，但肝干细胞的确切定位和表面特征性标志尚难以定论。 特殊类型的干细胞 诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPS cell) 逆转录病毒载体 Oct4, Sox2, Klf4, c-myc 皮肤成纤维细胞 细胞重编程 iPS细胞 心肌细胞 脂肪细胞 神经细胞 胰岛β细胞 造血前体细胞 2012年诺贝尔医学与生理学奖 病毒介导的基因转移 干细胞在医学中的应用