干细胞生物学(博2014).ppt

干细胞生物学;Key word: Stem cell;; 干细胞概述 胚胎干细胞的基础与临床 造血干细胞的基础与临床 干细胞研究的现状与展望;一、干细胞概述;干细胞研究的背景;;? 基因组学 genomics;基因组（genome） 生物的全部基因和染色体组成,是所有遗传信息的总和;人类基因组含3-3.5万个基因 基因组学(genomics) 分析所有基因的结构（人类基因组图）、核苷酸序列、定位、功能（疾病及调控基因）、基因组遗传学语言（遗传指令、遗传语文及其外输的编辑） ;疾病基因组学 * 决定疾病发生的所有基因 * 基因是多数疾病的主要病因： 单基因病、多基因病、获得性基因病 基因组药物 基因序列数据→新的基因全长cDNA→真核细胞瞬时表达→功能初筛和验证→重组基因稳定表达→体内外药效分析→临床前研究→临床验证→新药证书 （传统的药物筛选：蛋白→功能→药物） ;? 蛋白质组学（proteomics） （后基因组学）基本概念;? 细 胞;早期胚胎发育的一般概念;;细胞分化（cell differentiation） * 细胞后代形态、结构和功能发生差异的过程; * 细胞的分化在高度精密的调控下有序地进行. * 受精卵有分化为各种组织/细胞的潜能 ?形成完整个体（含200余种不同类型细胞） * 随胚胎发育，高等动物细胞由全能?多能?单能 * 分化细胞的胞核仍为全能性，含物种全套基因. (克隆动物的理论基础) ;? 定义 * 具有自我更新、高度增殖及多分化潜能的细胞; 能产生表型和基因型均完全相同的子代细胞; 是机体其他细胞的起源细胞。 ? 生物学特点 SC?分裂?SC（不分化，含细胞分裂的功能蛋白） ??分化为功能单一的细胞（含分化蛋白） ? 分类（按干细胞发育潜能） * 全能(totipotency)细胞(胚胎干细胞) * 多能（pluripotency）细胞 * 单能（monopotency）细胞;;;Totipotent cell;Pluripotent cell;胚胎干细胞 ICM或原始生殖细胞 各种细胞类型 造血干细胞 骨髓 血液细胞、神经细胞 神经干细胞 脑 神经元、胶质细胞、血细胞 间质干细胞 骨髓 肌肉细胞、骨骼、脂肪细胞;;A stem cell (S) gives rise by asymmetric division to a progenitor (P) with a more restricted proliferation potential, which differentiates in response to extrinsic cues. The stem cell phenotype is regulated by reciprocal short- and/or long-range signaling (thick colored arrows).;前体细胞(precursor) * 在发育过程中较另一细胞更早期的细胞 （某些情况下泛指干细胞和祖细胞） 组织专一干细胞 * 是特定组织的起源细胞，具发育潜能； * 动物成体多数组织中保留有部分干细胞； 不同组织来源的干细胞可能互相转化。;二、胚 胎 干 细 胞 的基础与临床 embryonic stem cell,ESC;? 定义： 从早期胚胎内细胞团(inner cell mass, ICM)或原始生殖细胞(PGC)分离而来的高度未分化细胞（具有发育全能性），可被定向诱导分化为所有种类的细胞，形成（内、中、外三个胚层）复杂的组织、器官、甚至完整的个体。 ;;（二）ES细胞生物学特征 1.具有类似胚胎的分化全能性； * 分化出三胚层分化细胞； * 注入同基因小鼠生成畸胎瘤 2.具有种系传递功能（即发育全能性） * 植入假孕受体鼠子宫可发育成嵌合体胚鼠； 3.可用于遗传操作的最早期细胞 （knock-out、knock-in） ;? ES细胞的建系 * 小鼠ES细胞系的建立(Evens等1998, Science) * 人类ES细胞系的建立(1998)； ? ES细胞的定向分化 在通过改变培养状态或诱导方式（饲养细