干细胞与组织工程之干细胞与心肌修复重建.pptx

干细胞与组织工程之干细胞与心肌修复重建;主 要 内 容;第一部分 心脏移植的干细胞概述;Acute myocardial infarction（AMI）;急性心肌梗死（AMI）;Pecutaneous coronary intervention (PCI); ;在细胞移植治疗方法安全有效地应用于临床心肌重建前, 还有许多的问题亟待研究和解决，如： 1. 心脏细胞移植的最佳种子细胞是什么？最佳移植数目为多少？ 2. 最佳的移植方法是什么？最佳的移植部位在哪里? 最佳的移植时间是如何？ 3. 移植的干细胞修复受损心功能的机制是什么？ 4. 移植的干细胞如何应答外界刺激, ??而分化成心肌细胞? 5. 移植的干细胞在心脏分化成心肌细胞后, 其电生理及生物力学特征能否与本土的心肌细胞一致? ;干 细 胞 简 介;胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC) ESC主要包括受精卵分裂发育成囊胚时内层细胞团, 以及从早期胎儿生殖嵴分离得到的胚胎生殖嵴细胞, 这两种细胞均具有全能性，即体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，ESC可分化为各种类型的体细胞, 甚至可独立地产生完整的机体。 体外能分化为自发搏动的心肌细胞 （悬浮法、贴壁法）。体内移植能够分化为心肌细胞，并改善受损的心脏功能。 问题：伦理学、免疫排斥、基因组稳定性、成瘤风险 进展：ESC-derived cardiac progenitor cells;2. 诱导多能性干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS） 2007年，日本京都大学教授山中伸弥（Shinya Yamanaka）等在《Cell》杂志上报道：通过转染导入外源基因-四种转录因子 （Oct4，Sox2，Klf4和C-Myc）将小鼠成纤维细胞重编程获得“多潜能性”，即成为iPS。 ----Takahashi K, et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell 2007; 131 (5):861. iPSC 不但有类似于ESC 的全能性和巨大的增殖能力，同时弥补了ESC 的两大缺陷: 一是iPSC 从成年体细胞诱导产生，规避了ESC 的伦理问题; 一是iPSC 可以自体移植，避免了ESC 异体移植的免疫排斥风险。; 日本京都大学iPS细胞研究中心山中伸弥（Shinya Yamanaka）与英国发育生物学家约翰?戈登（John B. Gurdon）因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，而获得2012年诺贝尔生理学和医学奖。;小鼠及人的iPS均可以产生有功能的心肌细胞 （functional cardiomyocytes）。 急性心梗后，移植iPS衍生的心肌细胞能改善心功能，减少梗死面积，缓解心肌重塑。 可以有病人特异的iPS用于治疗。 问题：iPS衍生的心肌细胞不是完全成熟的心肌细胞；同源的小鼠iPS移植后有免疫原性、免疫排斥；基因组的不稳定性（包括表观遗传记忆epigenetic memory,异常的甲基化，突变等） 进展：诱导iPS的过程不用病毒virus-free,非整合途径non-integrative approaches (包括使用蛋白，mRNA, miRNA, 小分子化合物）;此前，通过卵母细胞进行细胞核移植或使用导入外源基因的方法，使哺乳动物体细胞进行“重编程”获得“多潜能性”。 北京大学生命科学学院邓宏魁教授等取得iPS革命性突破 ：使用小分子化合物逆转“发育时钟”，重新赋予体细胞“多潜能性”。 --他们仅使用4个小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功地将已特化的小鼠成体细胞诱导成为iPS细胞，并将其命名为‘化学诱导的多潜能干细胞’。 --他们利用这种新方法，将成年小鼠的肺成纤维细胞培育成一只叫“青青”的小鼠。-- Hou, P., et al. Pluripotent stem cells induced from mouse somatic cells by small-molecule compounds. Science 2013; 341(6146): 651.;;;3. 成体干细胞(adult stem cell, ASC ) 存在于成年个体的各种组织中, 比如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力，参与组织更新、创伤修复等过程，使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。 它能进行“转分化（transdifferentiation）”, 或称其为“可塑性(plasticity)”,