生殖克隆技术和干细胞工程-南京医科大学.ppt

人胚胎干细胞研究进展 南京医科大学组织胚胎教研室 江苏省生殖医学重点实验室 周作民 干细胞的基本概念 胚胎干细胞的性质 衍生自囊胚的内细胞团或原始外胚层的细胞； 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； 胚胎干细胞系的建立过程 2002年3月，美国麻省理工学院的科学家宣布，他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管，证明了胚胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。 目前已有报导ES细胞能在适当条件下分化为心肌细胞，胰岛细胞，血管内皮细胞，肝细胞等。 1999年12月，美国《科学》杂志公布了当年世界科学进展的评定结果，干细胞的研究成果列在举世瞩目耗资巨大的人类基因组工程之前，名列十大科学进展首位。 ES细胞研究的趋势 改善ES细胞的体外培养条件，建立更有效更简便的获得ES细胞的方法。 定向诱导分化成特定类型细胞，用于临床疾病的治疗，并解决免疫排斥和潜在的致肿瘤的问题。 成体干细胞的横向分化的能力以及与胚胎干细胞的比较，成体干细胞能否替代胚胎干细胞？ 胰岛细胞 : 细胞标志：GATA-4（胚胎和胚外内胚层的标志），HNF3β（胚胎内胚层的标志）；胰岛素淀粉样多肽IAPP；葡萄糖转运蛋白-2（Glut-2） ； 胰岛β细胞的特征及特定标记物：胰岛GK和GLUT2（葡萄糖转运子）；转录因子IPF1/PDX1和NgN3（Neurogenin3） 解决胚胎来源有限的途径： 未成熟卵的体外成熟 避免免疫排斥的方法 （1）Knock-out 胚胎干细胞的组织相 容性抗原 （2）Knock-in 受者的组织相容性抗原 （3）与同一来源的造血干细胞一同移植 （4）受者的体细胞核移植 * * 干细胞的基本概念 胚胎干细胞系的建立过程 胚胎干细胞研究的进展情况 胚胎干细胞的研究意义 胚胎干细胞研究的困难及解决办法 人体发生过程： 受精 卵裂 受精后72h 受精后5-7天 精子+卵子 合子 卵裂球 桑椹胚 囊胚 滋养层?胎盘及胎儿附属结构 囊胚 内胚层?消化道、呼吸道上皮和腺体；肝；胆；胰。 内细胞群 中胚层?结缔组织；血液；肌肉；骨骼；泌尿生殖系统 外胚层?体表结构；神经系统 1、定义：具有自我复制的能力，在一定条件下能够分化成各种功能细胞。 2、分类： （1）全能干细胞，包括：胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细胞） 　　　　　　 生殖干细胞（embryonic germ cells, EG细胞） 　　 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。 （2）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。 （3）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。 横向分化： 　　部分干细胞在特定条件下可以转化为其它细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞系。 1、干细胞来源： (1) 发育良好的囊胚，从中分离内细胞群细胞?ES细胞 (2) 从5-9周的胚胎生殖腺中分离出人的EG细胞（embryonic germinate cells） (3)恶性胚胎肿瘤或畸胎瘤细胞 （embryonal carcinoma, EC) (4) 生殖克隆（治疗性克隆）：体细胞核转移（SCNT） 　　去核卵细胞 + 体细胞核 ?克隆 ?囊胚 ?分离内细胞群 ?ES细胞 2、胚胎干细胞的分离 酶消化后培养 免疫方法去处滋养层细胞 流式细胞仪分离法 3、培养条件： (1) 特殊的培养液：用DMEM培养液，其中胎牛血清的浓度和质量很重要，还要加非必须氨基酸；β-巯基乙醇。 (2) 以人或胚鼠的成纤维细胞为饲养细胞。 (3) 必须加入LIF，抑制细胞分化。 4、胚胎干细胞的鉴别 　　胚胎