干细胞的基本知识优秀课件.ppt
干细胞的基本知识第1页，本讲稿共29页干细胞干细胞(stem cell)干细胞是具有自我干细胞是具有自我更新与分化潜能的未分更新与分化潜能的未分化或低分化细胞。化或低分化细胞。医学界称之为“万用细胞”第2页，本讲稿共29页干细胞具有“无限”的增殖能力，能够产生与母代细胞相同的子代细胞，维持该干细胞种群。自我更新分化潜能 干细胞能分化生成不同表型的成熟细胞，例如胚胎干细胞可以分化形成个体的所有成熟细胞类型。第3页，本讲稿共29页根据其发育阶段不同，可分为：胚胎干细胞胚胎干细胞(ESC)(ESC)具有分化为机体任具有分化为机体任何一种组织器官的潜能。何一种组织器官的潜能。如囊胚期内细胞团中的细胞如囊胚期内细胞团中的细胞。成体干细胞（成体干细胞（ASC)机体组织中保留的一部机体组织中保留的一部分比较原始的细胞分比较原始的细胞,一旦机体需要一旦机体需要,这些细胞这些细胞便可按发育途径便可按发育途径,先分裂后分化先分裂后分化,产生分化细产生分化细胞胞。第4页，本讲稿共29页按分化潜能的大小全能干细胞全能干细胞：在在一一定定条条件件下下，能能够够分分化化发发育育成成为为完完整整个个体体的的细细胞胞，如如哺哺乳乳动物桑葚胚的动物桑葚胚的8 8细胞期之前的细胞细胞期之前的细胞 。多能干细胞多能干细胞：在胚胎发育的三胚层形成后，细胞的分化潜能受到限制，在胚胎发育的三胚层形成后，细胞的分化潜能受到限制，仅能向本胚层组织和器官方向分化发育。如造血多能干细胞。仅能向本胚层组织和器官方向分化发育。如造血多能干细胞。单能干细胞单能干细胞:只能分化为一种类型的细胞，而且自我更新能力只能分化为一种类型的细胞，而且自我更新能力有限，如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞，红有限，如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞，红系干细胞等。系干细胞等。第5页，本讲稿共29页骨髓干细胞一类是造血干细胞（hematopoieticstemcells，HSCs），它为循环血液提供前体细胞；另一类是间充质干细胞（mesenchymalstemcells，MSCs），它是骨髓中主要的支持细胞，在调节造血干细胞的长期存活，生长分化中起重要作用。第6页，本讲稿共29页二、干细胞的生物学特征干细胞的生物学特征（一）具有“无限”的自我更新能力（二）多向分化潜能（三）具有未分化或低分化特性 (四)可塑性第7页，本讲稿共29页干细胞干细胞终末分终末分化细胞化细胞1、干细胞的独特增殖方式 干细胞通过干细胞通过非对称非对称分裂分裂产生与一个与母产生与一个与母代细胞完全相同的子代细胞完全相同的子代细胞，以保持干细代细胞，以保持干细胞稳定；同时还产生胞稳定；同时还产生分化细胞。分化细胞。第8页，本讲稿共29页2.2.细胞细胞分化分化的潜能随个体发育进的潜能随个体发育进 程逐渐程逐渐“缩窄缩窄”细细胞胞分分化化的的一一般般规规律律：在在胚胚胎胎发发育育过过程程中中，细细胞胞逐逐渐渐由由“全全能能”到到“多多能能”，最最后后向向“单能单能”的趋向。的趋向。第9页，本讲稿共29页干细胞的可塑性干细胞的可塑性：即干细胞具有在不同微环境中可转化为不同干细胞及不同类型的成熟组织细胞的特性。机制：1,横向分化2，去分化/脱分化3，干细胞的异质性4，细胞融合5，基因重组学说6，亚全能干细胞学说影响因素：微环境和基因表达第10页，本讲稿共29页1胚胎干细胞成体干细胞来源囊胚的内细胞团或胎儿的生殖脊成体的各种组织优点易分离，纯化，可无限增殖，有分化全能性可定向分化，不引起免疫排斥反应，没有伦理道德压力缺点可自动分化形成畸胎瘤，可能引起免疫排斥反应，有伦理道德压力数量少，无特有的细胞表面标志，难分离，难纯化第11页，本讲稿共29页三鉴定，筛选ESC:胚胎细胞在发育的不同阶段,其细胞表面出现不同的抗原。未分化的人ESC细胞表面SSEA-3、SSEA-4、TI-1-60、TRA-1-81等呈阳性.这些标记物加上干细胞时期细胞内碱性磷酸酶、端粒酶的特异性高表达,可成为鉴定胚胎干细胞的依据.ASC的鉴定识别主要通过三种途径:分离培养和形态学观察;免疫表型鉴定;分化功能检测。第12页，本讲稿共29页四干细胞的应用一，干细胞是早期胚胎发育的良好模型二，干细胞是研究人类疾病的良好模型三，干细胞具有临床应用的前景。1，移植治疗2，基因治疗3，转运载体4，干细胞库第13页，本讲稿共29页五存在的问题1)干细胞的分离、纯化、增殖、鉴定的问题。2)干细胞诱导分化的问题。3）移植时机的把握4）供体细胞的功能表达问题5)移植后免疫排斥反应。6)干细胞治疗中生物安全，伦理和法律问题第14页，本讲稿共29页骨髓干细胞在抗肝纤维化治疗中的应用研究优点：1，近年来有不少文献报道，骨髓干细胞可以分化为肝细胞，改善肝功能。2，研究发现，将肝星状细胞与MSC共培养后，受活性肝星状细胞分泌的IL-6刺激，MSC分泌IL-10、TNF-和肝细胞生长因子（hepatocytegrowthfactor，HGF），使得肝星状细胞增殖激活明显受抑制，凋亡增加，胶原合成显著减少。3，相关资料显示，MSCs除了有可以分化为肝细胞的潜能外，还可以通过表达高水平的MMPs，尤其是MMP-9来减少肝脏细胞外基质的沉积。第15页，本讲稿共29页弊端：1，最近研究显示，BMSCs移植入肝硬化小鼠体内，骨髓源性肝细胞仅占肝组织细胞总数的0.6%，而骨髓源性肝星状细胞和肌成纤维细胞则分别高达68%和70%，且是通过非融合方式直接来源于BMSCs，并具有型胶原转录活性，能促进纤维变性反应。2，另外，也有学者认为，慢性肝损伤还可诱导BMSCs分化为肌成纤维细胞的前体细胞成纤维细胞，潜在地促进肝纤维化发展。因此用于肝再生的BMSCs移植研究必须警惕其加重肝纤维化形成的可能。3，最值得引起注意的是骨髓干细胞可以促进肝细胞性肝癌的发生。第16页，本讲稿共29页The Therapeutic Potential of Human UmbilicalMesenchymal Stem Cells from Whartons Jellyin the Treatment of Rat Liver Fibrosis Pei-Chun Tsai,1Tz-Win Fu,5Yi-Ming Arthur Chen,2Tsui-Ling Ko,8Tien-Hua Chen,3Yang-Hsin Shih,6,9Shih-Chieh Hung,4,7*and Yu-Show Fu3,1第17页，本讲稿共29页AbstractWeinvestigatedtheeffectofhumanumbilicalmesenchymalstemcells(HUMSCs)fromWhartonsjellyoncarbontetrachloride(CCl4)inducedliverfibrosisinrats.RatsweretreatedwithCCl4for4weeks,andthiswasfollowedbyadirectinjectionofHUMSCsintotheirlivers.After4moreweeksofCCl4treatment(8weeksinall),ratswithHUMSCtransplantsCCl4(8W)HUMSCliverexhibitedasignificantreductioninliverfibrosis,asevidencedbySiriusredstainingandacollagencontentassay,incomparisonwithratstreatedwithCCl4for8weekswithoutHUMSCtransplantsCCl4(8W).Moreover,ratsintheCCl4(8W)HUMSC(liver)grouphadsignificantlylowerlevelsofserumglutamicoxaloacetictransaminase,glutamicpyruvatetransaminase,a-smoothmuscleactin,andtransforminggrowthfactor-1intheliver,whereastheexpressionofhepaticmesenchymalepithelialtransitionfactorphosphorylatedtype(Met-P)andhepatocytegrowthfactorwasup-regulated,incomparisonwiththeCCl4(8W)group。第18页，本讲稿共29页Notably,engraftedHUMSCsscatteredmostlyinthehepaticconnectivetissuebutdidnotdifferentiateintohepatocytesexpressinghumanalbuminora-fetoprotein.Instead,theseengrafted,undifferentiatedHUMSCssecretedavarietyofbioactivecytokinesthatmayrestoreliverfunctionandpromoteregeneration.HumancytokineassayrevealedthattheamountsofhumancutaneousTcellattractingchemokine,leukemiainhibitoryfactor,andprolactinweresubstantiallygreaterintheliversoftheCCl4(8W)HUMSC(liver)group,withconsiderablyreducedhepaticinflammationmanifestedbyamicropositronemissiontomographyscan.OurfindingssuggestthatxenogeneictransplantationofHUMSCsisanovelapproachfortreatingliverfibrosisandmaybeapromisingtherapeuticinterventioninthefuture.第19页，本讲稿共29页AimWeinvestigatedtheeffectofhumanumbilicalmesenchymalstemcells(HUMSCs)fromWhartonsjellyoncarbontetrachloride(CCl4)inducedliverfibrosisinrats.第20页，本讲稿共29页MaterialsandMethodsRat:1,normal2,CCl4for8weeks3,CCl4(8W)HUMSCindex:weight,CTACK,Prolactin,LIF,Met-PHGF/GAPGHGOT,GPT,a-SMA,TGF-1,collagencollagen 18F-FDG 18F-FDG humanalbumin,humana-FP ,fresh liver 第21页，本讲稿共29页Results第22页，本讲稿共29页第23页，本讲稿共29页第24页，本讲稿共29页第25页，本讲稿共29页第26页，本讲稿共29页第27页，本讲稿共29页第28页，本讲稿共29页Conclusions1,HUMSC transplantation can increase1,HUMSC transplantation can increase CTACK,Prolactin,LIF,Met-P,HGF/GAPGHandreduceGOT,GPT,a-SMA,TGF-1,inflammation so that it can inhibitHSCproliferationandcollagensynthesisandenhancelivercellrepair.2,TheeffectofHUMSCsonreducingfibrogenesismostlikelyreliesonbioactivefactorsorcytokinesreleasedfromthegraftedHUMSCstotriggerliverregenerationratherthanonthedifferentiationofthesecellsintohepatocytes.Inconclusion,sufficientamountsofHUMSCsinratliverscansecretecytokines,reducetheactivationofhepaticstellatecells,enhancelivercellrepair,andeffectivelycureliverfibrosis.第29页，本讲稿共29页
