细胞工程_干细胞与诱导多能干细胞.ppt

第十一章胚胎干细胞和诱导的多能干细胞(iPS) 干细胞(Stem Cell)的基本概念 干细胞分类 全能干细胞，包括：胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES)、生殖干细胞（embryonic germ cells, EG）：具有全能性，能够分化成全身200多种细胞类型，进一步形成机体的任何组织和器官。 多能干细胞：具有分化成多种细胞和组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。 专能干细胞：只能向一种或密切相关的两种类型的细胞分化。 诱导的多能干细胞 (iPS): 类似胚胎干细胞 哺乳动物胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细胞） 一般是指从早期胚胎经体外分化抑制培养分离出来的具有全能性的细胞。 ES细胞是由Evans和Kauf-man1981年首次从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。 一 胚胎干细胞发展简史 1981年，Evans和Martin 分别成功的分离和体外培养了小鼠的胚胎干细胞 1995年，Thomson等人分离建立了第一株灵长类动物的胚胎干细胞。 1998年，Thomson等建立了第一株人类胚胎干细胞 1998年，建立了第一株人类生殖干细胞 2000年，Reubinoff等建立了两株人胚胎干细胞。 二 胚胎干细胞的性质 衍生自囊胚的内细胞团(Inner Cell Mass)或胚胎生殖细胞 ； 永生化(immortal)； 能维持稳定的正常的二倍体染色体结构； 有稳定的发育潜能，能被诱导增殖或分化； 能参与胎儿所有组织的发育过程； 三 胚胎干细胞系的建立过程 饲养层是指丝裂霉素C处理细胞单层，阻断细胞有丝分裂后所得到的细胞单层。可以合成和分泌促有丝分裂因子FGF和细胞分化抑制因子LIF 条件培养基是指培养过细胞并含有细胞分泌物的细胞培养液。含有分泌的生长因子，简单，消除饲养层细胞的干扰，免受丝裂霉素C的影响。 LIF最常用，可用于ES细胞的分离和维持。 5、胚胎干细胞的体外诱导分化 人ES细胞具有多向分化潜能, 能分化为属于内胚层、中胚层和外胚层范畴的多种类型细胞：包括神经细胞、肝细胞、造血母细胞、分泌胰岛素细胞、心肌细胞、内皮细胞等。这一特性使其可被用来治疗各种疾病，如帕金森病、肝病、血液病、糖尿病、心肌梗塞等。但是如何抑制hESC在体外的自我分化，并诱导其分化为我们需要的细胞，是面临的一个重大问题。 胎牛血清，骨髓基质细胞共培养 胚胎干细胞------------------------------------------------?造血细胞 RA 胚胎干细胞------------------------------------------------?神经细胞 DMSO 胚胎干细胞------------------------------------------------?肌肉细胞 TGF-B1, VEGF, bFGF 胚胎干细胞-----------------------------------------------?血管和内皮细胞 RA+胰岛素+T3 胚胎干细胞-----------------------------------------------?脂肪细胞 BMP-2, BMP-4 胚胎干细胞-----------------------------------------------?软骨细胞 地塞米松，磷酸甘油 胚胎干细胞-----------------------------------------------?骨细胞 基因转染 胚胎干细胞-----------------------------------------------?胰岛素分泌细胞 第二节 诱导的多能干细胞 Induced Pluripotent Stem Cells Currently available methods to generates pluripoptent stem cells from adul