现代生命科学和生物技术干细胞工程.ppt

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1、关于现代生命科学与生物技术干细胞工程第一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月2n利用干细胞工程技术有可能实现：利用干细胞工程技术有可能实现：n完美地修复或替代人体组织、肢体或器官的伤残完美地修复或替代人体组织、肢体或器官的伤残n根治恶性肿瘤根治恶性肿瘤、帕金森病、中风等疾病、帕金森病、中风等疾病9.1概述概述概述概述第二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月3n1896年，年，E.B.Wilson首次使用首次使用干细胞干细胞名词名词 n1961年年Till和和McCulloch首先描述了首先描述了造血干细胞造血干细胞 的特征的特征 n1967年，美国华盛顿大学的多纳尔年，美国华盛顿大

2、学的多纳尔托马斯开拓了托马斯开拓了 干细胞干细胞临床应用临床应用的研究的研究 n1981年，英国剑桥大学的年，英国剑桥大学的Evans和和Kaufman建立建立 了了胚胎干细胞系胚胎干细胞系 9.1.1干细胞研究的进展干细胞研究的进展概述概述第三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月4n1998年年1111月，美国威斯康星大学的月，美国威斯康星大学的Thomson和和Shamblott成功地使成功地使人类胚胎干细胞人类胚胎干细胞在在体外体外生生 长和增殖长和增殖 n1999年年3月，美国科学家月，美国科学家Goodell发现小鼠发现小鼠肌肉肌肉组织干细胞可以组织干细胞可以横向分化横向分化为

3、为成血成血细胞。细胞。n2001年年11月月25日日，美国马萨诸塞州先进细胞技，美国马萨诸塞州先进细胞技 术公司培育出术公司培育出人体早期胚胎人体早期胚胎概述概述第四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月5n2002年年2月，麻省理工学院科学家首次用人体月，麻省理工学院科学家首次用人体ES细细胞培育出胞培育出毛细血管毛细血管n随后的随后的35年期间，各国的科学家们进一步致力于年期间，各国的科学家们进一步致力于诱导诱导胚胎干细胞胚胎干细胞分化分化、成体干细胞的成体干细胞的“横向分化横向分化”方面的课题方面的课题概述概述第五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月6n目前，科学家已经试图将一

4、些正常的目前，科学家已经试图将一些正常的体细胞直接转直接转化为化为诱导多能性干细胞诱导多能性干细胞（iPCs），它们具有类，它们具有类似胚胎干细胞（似胚胎干细胞（ES）的功能。）的功能。n2007.11.20日本京都大学日本京都大学Yamanaka和美国威斯康辛和美国威斯康辛大学大学JamesThomson，宣布成功把，宣布成功把人体皮肤细人体皮肤细胞胞改造成类似胚胎干细胞的改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞万能细胞”。概述概述第六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月79.1.2干细胞工程的重要性及意义干细胞工程的重要性及意义 重要性重要性n1999年年12月美国月美国科学科学公布干细胞研

5、究的新发现荣登公布干细胞研究的新发现荣登“世界十大科学成果世界十大科学成果”之首之首n2000年再入选年再入选科学科学评选评选“世界十大科学成果世界十大科学成果”n2001年末年末科学科学将干细胞研究列为将干细胞研究列为2002年六大热门科年六大热门科技领域榜首。技领域榜首。概述概述第七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月8n20032003年年自然自然科学科学分别将老鼠的胚胎干细胞中产生分别将老鼠的胚胎干细胞中产生出精、卵细胞列为十大科学进展第出精、卵细胞列为十大科学进展第4 4和第和第7 7位。位。n20072007年年自然自然和和科学科学将将体细胞将将体细胞“返老还童返老还童”变成

6、胚变成胚胎干细胞的研究结果，分别列为当年十大重要发现之一胎干细胞的研究结果，分别列为当年十大重要发现之一n时代杂志时代杂志甚至将上述实验结果列为甚至将上述实验结果列为20072007年重大发现之年重大发现之首首!概述概述第八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月9意义n组织、器官移植的新来源：组织、器官移植的新来源：研究发现，取自胚胎或骨髓的干细胞可用于培养不研究发现，取自胚胎或骨髓的干细胞可用于培养不同的人体细胞、组织或器官，这有望成为移植器官同的人体细胞、组织或器官，这有望成为移植器官的新来源。的新来源。n攻克某些重大疾病的根本措施攻克某些重大疾病的根本措施 组织、器官移植可望成为组织

7、、器官移植可望成为21世纪人类攻克某些重大世纪人类攻克某些重大疾病，如心脑血管疾病、癌症、老年性疾病等的根疾病，如心脑血管疾病、癌症、老年性疾病等的根本措施。本措施。概述概述第九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月10n重建或修复组织器官的种子细胞重建或修复组织器官的种子细胞 已有临床实验证明，干细胞是重建或修复病损或衰老已有临床实验证明，干细胞是重建或修复病损或衰老组织器官功能的理想种子细胞组织器官功能的理想种子细胞,对白血病、癌症、严重对白血病、癌症、严重免疫性疾病以及心血管疾病、糖尿病、早老性痴呆症免疫性疾病以及心血管疾病、糖尿病、早老性痴呆症和脊髓受损患者有惊人的治愈作用。和脊髓

8、受损患者有惊人的治愈作用。概述概述第十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月11n认识基本生命规律认识基本生命规律干细胞研究将促进科学家重新认识细胞生长、分化、生干细胞研究将促进科学家重新认识细胞生长、分化、生物发育机制等基本生命规律；物发育机制等基本生命规律；尤其是胚胎干细胞的识别、分离、增殖、定向分化将尤其是胚胎干细胞的识别、分离、增殖、定向分化将成为细胞生物学以及整个生命科学的主攻热点。成为细胞生物学以及整个生命科学的主攻热点。n后基因组计划的关键部分之一后基因组计划的关键部分之一 在人类基因组框架完成之后，细胞工程或称组织工程，尤在人类基因组框架完成之后，细胞工程或称组织工程，尤其

9、是干细胞的研究将成为后基因组计划其是干细胞的研究将成为后基因组计划(post genome(post genome proproject)ject)的极为关键部分之一。的极为关键部分之一。概述概述第十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月121 1、干细胞的概念干细胞的概念 干细胞干细胞（StemCell，SC）是来自于胚胎、胎儿或成体内具是来自于胚胎、胎儿或成体内具有在一定条件下无限有在一定条件下无限自我更新自我更新与与增殖分化增殖分化能力的一类能力的一类细胞，能产生表现型与基因型和自己完全相同的细胞，能产生表现型与基因型和自己完全相同的子细子细胞胞，也能产生组成机体组织、器官的，也能

10、产生组成机体组织、器官的已特化的细胞已特化的细胞,同时还能分化为同时还能分化为祖细胞祖细胞。通通俗俗地地讲讲，干干细细胞胞是是尚尚未未发发育育成成熟熟的的细细胞胞，它它具具有有再再生生为为各各种种组组织织、器器官官的的潜潜能能，医医学学界界称称其其为为“万用细胞万用细胞”。9.2干细胞及其体外培养技术干细胞及其体外培养技术9.2.1干细胞干细胞概述概述第十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月13干细胞的特点干细胞的特点n（1）干细胞本身不是处于分化途径的终端n（2）干细胞能无限的增殖分裂n（3）干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态。n（4）干细胞的两种生长方式：A.对称分

11、裂形成两个相同的干细胞;B.非对称分裂由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞；另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。分化细胞的数目受分化前干细胞的数目和分裂次数控制。第十三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月14按按分分化化潜潜能分类能分类全全能能干干细细胞胞多多功功能能干干细细胞胞单单功功能能干干细细胞胞具有形成完整个体的分化潜能。具有形成完整个体的分化潜能。例例：胚胚胎胎干干细细胞胞可可无无限限增增殖殖分分化化为为全全身身200200多多种种细细胞胞类类型型形形成成机机体体的的所所有有组织、器官组织、器官具具有有分分化

12、化出出多多种种组组织织细细胞胞的的潜潜能能，但但却却失去了发育成完整个体的能力。失去了发育成完整个体的能力。例例：骨骨髓髓多多能能造造血血干干细细胞胞可可分分化化出出至少至少1212种血细胞种血细胞只只能能向向单单一一方方向向分分化化，产产生生一一种种类类型型的细胞。的细胞。例：肌肉中的成肌干细胞例：肌肉中的成肌干细胞2 2、干细胞的分类、干细胞的分类概述概述第十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月15按按 发发 生生学学 来来 源源分类分类胚胎胚胎干细胞干细胞成体成体干细胞干细胞造血干细胞造血干细胞骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞神经干细胞神经干细胞肝干细胞肝干细胞皮肤表皮干细胞皮肤

13、表皮干细胞等等等等正正常常情情况况下下处处于于休休眠眠状状态态，在在病病理理状状态态或或外外因因诱诱导导下下可可以以表表现现出出不不同同程程度度的的再再生生和更新的能力。和更新的能力。概述概述第十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月161）形态和生化特征 细胞核细胞核溶酶体溶酶体内质网内质网高尔基体高尔基体微丝微丝微管微管质膜质膜线粒体线粒体中心体中心体动物细胞模式图动物细胞模式图概述概述第十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月17形态：形态：细胞细胞体积较小，通常呈圆形或椭圆形，核质比例较大。体积较小，通常呈圆形或椭圆形，核质比例较大。细胞核细胞核染色质分布较弥散，核仁较明显

14、。染色质分布较弥散，核仁较明显。细胞质细胞质内除含有游离核糖体外，其它细胞器均少且小。内除含有游离核糖体外，其它细胞器均少且小。根据形态学特性和存在的位置可以辨认不同的干细胞。根据形态学特性和存在的位置可以辨认不同的干细胞。概述概述第十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月18生化特征：生化特征：不同种类的干细胞生化特征有所差异，不同种类的干细胞生化特征有所差异，都有较高的端粒酶活性，具有较强的增值能力。都有较高的端粒酶活性，具有较强的增值能力。不同干细胞具有各异的生化标志。不同干细胞具有各异的生化标志。实验证明，干细胞生存的实验证明，干细胞生存的微环境微环境可以影响其形可以影响其形态和

15、生化特征。态和生化特征。概述概述第十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月19干细胞通过两种干细胞通过两种有丝分裂有丝分裂方式进行繁殖：方式进行繁殖：概述概述3 3、增殖、增殖第十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月20有丝分裂周期有丝分裂周期G0期：期：休眠期休眠期G1期：期：DNA合合 成前期成前期S 期：期：DNA合合 成期成期G2期期:DNA合合 成后期成后期M 期：期：有丝分有丝分 裂期裂期G0G1G2SM概述概述第二十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月21有丝分裂第二十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月22n对称分裂对称分裂两个相同的（干两个相同的（

16、干/分化）细胞分化）细胞n非对称分裂非对称分裂一个干细胞一个干细胞一个祖细胞一个祖细胞分化细胞分化细胞成熟细胞成熟细胞概述概述3 3、增殖、增殖干细胞通过两种干细胞通过两种有丝分裂有丝分裂方式进行繁殖：方式进行繁殖：第二十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月23 细胞分离细胞分离 指将组织材料分散制成细胞悬液指将组织材料分散制成细胞悬液 后，从中获取目的细胞的过程。后，从中获取目的细胞的过程。细胞纯化细胞纯化 从原代培养成分混杂的异质性细胞悬液从原代培养成分混杂的异质性细胞悬液 中或者从培养物中获得单一类型的细胞中或者从培养物中获得单一类型的细胞 的过程。的过程。2、干细胞的分离纯化干

17、细胞的分离纯化干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月24细胞系（细胞株）细胞系（细胞株）通过细胞分离和纯化过程，使通过细胞分离和纯化过程，使 得培养物成为单一型培养物，甚至是遗得培养物成为单一型培养物，甚至是遗 传特性完全一致的培养物，称为细胞系。传特性完全一致的培养物，称为细胞系。干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月25细胞分离纯化常用方法有：细胞分离纯化常用方法有：1、利用细胞体积和密度，这是基于沉降作用原理，通过离、利用细胞体积和密度，这是基于沉降作用原理，通过离心等方法，将沉降速度不同的细

18、胞分开。心等方法，将沉降速度不同的细胞分开。2、选择性的细胞凝集，加入某种絮凝剂或物理处理的方法，使某、选择性的细胞凝集，加入某种絮凝剂或物理处理的方法，使某种细胞凝集，加速沉降出去。种细胞凝集，加速沉降出去。3、基于不同粘附特性，某些细胞的基本生物学特性之一是粘附于、基于不同粘附特性，某些细胞的基本生物学特性之一是粘附于某些固体物质，根据细胞粘附能力强弱来分离。某些固体物质，根据细胞粘附能力强弱来分离。4、利用细胞表面标志，这是一种抗体介导的细胞分离技术，、利用细胞表面标志，这是一种抗体介导的细胞分离技术，选择某种单克隆抗体特异性亲和吸附分离。选择某种单克隆抗体特异性亲和吸附分离。干细胞的分

19、离纯化干细胞的分离纯化 干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月26液氮保藏法液氮保藏法原理：原理：细胞在细胞在-130下代谢作用停止。液氮的温度可达下代谢作用停止。液氮的温度可达-196，可使细胞的代谢活动停止，化学作用消失。，可使细胞的代谢活动停止，化学作用消失。保护剂：保护剂：防止细胞破裂防止细胞破裂甘油甘油 二甲基亚砜二甲基亚砜(DMSO)(DMSO)3 3、干细胞的冻存与复苏、干细胞的冻存与复苏 干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月27干干细细胞胞的的体体外外培培养养 即即将将上上述述从从

20、机机体体的的组组织织中中分分离离纯纯化化得得到到的的单单个个干干细细胞胞，给给予予必必要要的的生生长长条条件件，模模拟拟动动物物体体内内生生长长环环境境，使使其其在在体外体外继续生长和繁殖。继续生长和繁殖。9.2.3 9.2.3 干细胞的体外培养条件干细胞的体外培养条件干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月28（1）营养要求：营养要求：氨基酸、碳水化合物、维生素及一些无机离子、生氨基酸、碳水化合物、维生素及一些无机离子、生长因子等。长因子等。（2 2）环境条件）环境条件：温度：温度：哺乳动物细胞适宜的体外培养温度为哺乳动物细胞适宜的体外培养温度为

21、35353737，一般控制一般控制370.1370.1。体外培养条件体外培养条件干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月29渗透压渗透压：多数细胞有一定的耐受渗透压能力，可在培养基配多数细胞有一定的耐受渗透压能力，可在培养基配制时加以控制。制时加以控制。气相气相：需要有氧条件，氧分压维持略低于大气状态，此外，需要有氧条件，氧分压维持略低于大气状态，此外，还需还需COCO2 2。pHpH：各种细胞对各种细胞对pHpH要求不尽相同，多数细胞要求不尽相同，多数细胞pH 7.2pH 7.27.67.6间间生长良好。生长良好。环境无毒和无菌环境无毒和无菌：对

22、培养用的容器清洗和消毒，对培养基除对培养用的容器清洗和消毒，对培养基除菌及灭菌。以防止真菌、细菌及支原体的污染。菌及灭菌。以防止真菌、细菌及支原体的污染。干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第二十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月301、基本方法、基本方法n悬滴培养法悬滴培养法n培养瓶培养法培养瓶培养法 n旋转管培养法旋转管培养法 n灌注小室培养法灌注小室培养法n培养板培养法培养板培养法9.2.39.2.3干细胞培养的基本方法及体外培养类型干细胞培养的基本方法及体外培养类型 干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第三十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月31n悬悬浮浮培培养养 指

23、指细细胞胞在在培培养养皿皿中中自自由由悬悬浮浮生生长长的的过过程程。用于非贴壁依赖型细胞。用于非贴壁依赖型细胞。n贴贴壁壁培培养养 必必须须黏黏附附在在固固体体介介质质表表面面上上生生长长的的细细胞培养。胞培养。n固固定定化化培培养养（微微载载体体培培养养系系统统）即即适适用用于于贴贴壁壁依依赖赖型型细细胞胞,又又适适用用于于非非贴贴壁壁型型依依赖赖性性细细胞胞的的包包埋埋培培养养方式。方式。2 2、体外培养类型、体外培养类型 干细胞体外培养技术干细胞体外培养技术第三十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月321、何谓造血干细胞（HSCHSC）血液中血细胞血液中血细胞淋巴系细胞淋巴系细胞

24、髓系血细胞髓系血细胞 B淋巴细胞淋巴细胞 T淋巴细胞淋巴细胞单核巨噬细胞单核巨噬细胞粒细胞粒细胞巨核细胞巨核细胞红细胞红细胞9.3干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用9.3.1 9.3.1 造血干细胞造血干细胞第三十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月33一个成年人含有一个成年人含有 2.51013个红细胞个红细胞每一个红细胞平均寿命为每一个红细胞平均寿命为 120天（天（107秒）秒）相当于机体每秒需产生相当于机体每秒需产生 2.5106个个红细胞红细胞这些成熟的血细胞是这些成熟的血细胞是如何如何产生？产生？干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十三张，PPT共九十三页，创

25、作于2022年6月34所有血细胞均来自于一个共同的始祖细胞所有血细胞均来自于一个共同的始祖细胞 造血干细胞（造血干细胞（HSCHSC）即：造血干细胞即：造血干细胞造血祖细胞造血祖细胞前体细胞前体细胞 成熟血细胞成熟血细胞 造血干细胞定义造血干细胞定义 是一小群具有高度的自我复制是一小群具有高度的自我复制和多向分化潜能的和多向分化潜能的最原始最原始的造血细胞。的造血细胞。干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月35（1）在在体体内内终终身身生生存存，数数量量和和质质量量保保持持不不变变，移移植植后后可永久可永久重建造血重建造血；（2）兼兼有有向向

26、髓髓系系和和淋淋巴巴系系多多向向分分化化的的潜潜能能，即即重重建建造造血血的同时重建的同时重建免疫免疫。造血干细胞的功能造血干细胞的功能干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月36一一个个造造血血干干细细胞胞 分裂为两个子细胞分裂为两个子细胞一一个个自自我我更更新新保保持持机机体体内干细胞数量相对稳定内干细胞数量相对稳定另另一一个个多多向向分分化化成成熟熟血细胞直至衰老死亡血细胞直至衰老死亡造血干细胞采用造血干细胞采用不对称不对称的分裂方式的分裂方式造血干细胞的分裂方式造血干细胞的分裂方式干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十六张，PP

27、T共九十三页，创作于2022年6月37n骨髓骨髓n外周血外周血n脐带血脐带血n胎儿造血系统胎儿造血系统n胚胎干细胞和胚胎生殖细胞胚胎干细胞和胚胎生殖细胞造血干细胞的来源造血干细胞的来源 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月38 n血液系统病n实体癌n免疫缺陷性疾病n遗传性疾病n自身免疫性疾病等的支持治疗n免疫治疗n替代疗法n基因治疗2 2、造血干细胞的临床应用造血干细胞的临床应用 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第三十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月39表表1 造血干细胞移植适应症造血干细胞移植适应症 第三十九张，PPT

28、共九十三页，创作于2022年6月40造血干细胞提取造血干细胞提取(外周外周)n首先为捐献者注射4至5天药物“动员剂”，将骨髓中含有的大量造血干细胞动员入血液，然后从捐献者手臂静脉处采集全血，通过血细胞分离机提取干细胞，同时将其它血液通过另一手臂静脉输回体内。n一次捐献后1至2周即可恢复第四十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月41血癌血癌包括：急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血包括：急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血 病、慢病、慢性髓细胞白血病、何杰金病、多发性骨髓瘤和非何杰金淋巴性髓细胞白血病、何杰金病、多发性骨髓瘤和非何杰金淋巴瘤。瘤。传统的治疗方法：传统的治疗方法：n放疗、化疗放疗

29、、化疗 杀伤正常骨髓杀伤正常骨髓n细胞骨髓移植细胞骨髓移植 来源受限来源受限干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用（1）治疗白血病和淋巴瘤第四十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月42n(自体自体)干细胞移植法干细胞移植法先用大剂量的放、化疗将骨髓中癌变造血细胞摧毁先用大剂量的放、化疗将骨髓中癌变造血细胞摧毁取病人本身少量的正常的干细胞在体外大量扩增取病人本身少量的正常的干细胞在体外大量扩增再将其移植至病人骨髓中再将其移植至病人骨髓中正常的干细胞在病人体内自我更新正常的干细胞在病人体内自我更新并且分化出各种所需的正常血细胞并且分化出各种所需的正常血细胞病人完全康复！病人完全康复！干细

30、胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月43遗传性血液病遗传性血液病包括：各种遗传性贫血（不能生成红细包括：各种遗传性贫血（不能生成红细胞），先天性代谢失调（关键酶缺失），如：再生障碍胞），先天性代谢失调（关键酶缺失），如：再生障碍性贫血、性贫血、-地中海贫血、骨髓石化症等。地中海贫血、骨髓石化症等。利用干细胞移植法：利用干细胞移植法：（1）异基因异基因HSC移植移植 免疫排斥免疫排斥（2）自体自体HSC的遗传修饰的遗传修饰 补充缺陷基因的功能补充缺陷基因的功能（2）治疗遗传性血液病干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十三张，PPT共九十三

31、页，创作于2022年6月44放、化疗的目的在于杀灭快速增殖的癌细胞，但放、化疗的目的在于杀灭快速增殖的癌细胞，但同时也杀灭了快速增殖的正常同时也杀灭了快速增殖的正常HSC。利用干细胞移植法利用干细胞移植法：（1 1）自体干细胞）自体干细胞骨髓骨髓移植以补充被杀灭的移植以补充被杀灭的HSC；（2 2）从从放放、化化疗疗前前动动员员的的外外周周血血中中采采集集HSC并并储储存存，化疗后将这些细胞重新注入该病人体内。化疗后将这些细胞重新注入该病人体内。（3）癌症放、化疗后造血干细胞的恢复第四十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月45 AD包括：溃疡性结肠炎、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、包

32、括：溃疡性结肠炎、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、牛皮癣等。牛皮癣等。利用干细胞移植法：利用干细胞移植法：使用大剂量化疗联合自体使用大剂量化疗联合自体HSC治疗顽固高危治疗顽固高危AD临床上已有临床上已有AD患者患者痊愈痊愈的实的实例例（4）治疗自身免疫性疾病(AD)干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月46除可以分化为各系血细胞外，造血干细胞还可以分化为除可以分化为各系血细胞外，造血干细胞还可以分化为多种多种非造血组织非造血组织的细胞。的细胞。例：例：n从从HSC肌肉细胞肌肉细胞 n从从HSC肝脏细胞肝脏细胞 n从从HSC神经细胞神经细胞n

33、从从HSC血管内皮细胞血管内皮细胞 n从从HSC多组织上皮细胞多组织上皮细胞（5）造血干细胞的可塑性干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月471、何谓胚胎干细胞（何谓胚胎干细胞（ES）（1 1）ESES定义定义胚胎干细胞（胚胎干细胞（embryonicstemcell,ESC）是指由哺乳动物）是指由哺乳动物囊胚的囊胚的内细胞群内细胞群(innercellmass，ICM)或原始或原始生殖细胞生殖细胞(primordialgermcell，PGC)分离出来的，能够在体外建系分离出来的，能够在体外建系的的多能多能干细胞。它具有与胚胎细胞相似的形态

34、和分化潜能，干细胞。它具有与胚胎细胞相似的形态和分化潜能，具有分化为机体任何一种组织器官的潜能，习惯上称之为胚具有分化为机体任何一种组织器官的潜能，习惯上称之为胚胎干细胞。胎干细胞。9.3.2 9.3.2 胚胎干细胞胚胎干细胞干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月48胚胎干细胞（胚胎干细胞（ES）n胚胎干细胞是在人胚胎发育早期囊胚(受精后约57天)中未分化的细胞。n早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。第四十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月49（2 2）ESES的来源的来源胚泡胚泡 存活

35、存活57天的胚胎由大约天的胚胎由大约140个细胞所个细胞所组成，看上去像黏稠的浆果或花粉粒。它们通体组成，看上去像黏稠的浆果或花粉粒。它们通体毛绒绒，相互依偎着呈空心的圆球状。毛绒绒，相互依偎着呈空心的圆球状。干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第四十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月50滋养层滋养层 胚泡的外层组织即滋养层，由一层扁胚泡的外层组织即滋养层，由一层扁 平的细胞组成，会发育成胎盘。平的细胞组成，会发育成胎盘。囊胚腔囊胚腔 胚泡中心的腔胚泡中心的腔内细胞团内细胞团 腔内一侧的细胞群，腔内一侧的细胞群，它是由受精它是由受精卵分裂得到的约卵分裂得到的约1633个细胞组成。

36、个细胞组成。胚胎干细胞胚胎干细胞由内细胞团分离培养建系！由内细胞团分离培养建系！(见图见图)干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第五十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月51图5-8 囊胚的内细胞团和滋养层第五十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月52第五十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月53第五十三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月54第五十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月55第五十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月56第五十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月57第五十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月58第五十

37、八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月59第五十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月60（3 3）ESES的全能性的全能性 存在于内细胞团中的存在于内细胞团中的ES尚未决定今尚未决定今后生长发育的走向，但它们均具有后生长发育的走向，但它们均具有“全全能性能性”，亦即可演变为，亦即可演变为200多种构成从心多种构成从心脏、肝脏、肾到皮肤、神经元等人体脏、肝脏、肾到皮肤、神经元等人体任何任何一种器官组织的组成细胞。一种器官组织的组成细胞。(见图见图)干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月61 合子囊胚外胚层中胚层内胚层生殖细胞表皮细胞

38、神经经元色素细胞心肌细胞骨骼肌细胞肾小管细胞红细胞平滑肌细胞胰腺细胞甲状腺细胞肺细胞精子卵子原肠胚干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月62（4 4）ESES的分离及建系的分离及建系 从胚胎的囊胚期从胚胎的囊胚期内细胞群内细胞群中直接分离中直接分离(1995(1995年）年）从终止妊娠的从终止妊娠的胎儿组织胎儿组织中中分离（分离（19981998年）年）利用克隆技术制造出利用克隆技术制造出人体胚胎人体胚胎并从中摘取并从中摘取 (见图见图)干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月631.体体細胞

39、細胞2.去核卵細胞去核卵細胞3.体外培养体外培养4.胚囊胚囊Innercellmass(ICM)6.幹細胞幹細胞5.培養培養ICM細胞細胞7.神經細胞神經細胞心肌組織心肌組織肝細胞肝細胞治疗性克隆治疗性克隆干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月64韩美利用克隆技术获得人类胚胎干细胞韩美利用克隆技术获得人类胚胎干细胞 n汉城国立大学和美国密歇根州立大学等机构的科学家参与了利用克隆技术获得胚胎干细胞的研究。16名健康妇女为这项研究志愿捐献了242个卵细胞以及被称为卵丘细胞的体细胞。科学家们从卵丘细胞内提取出细胞核，然后将其植入同一位妇女去除了细胞

40、核的卵细胞内，并采用化学手段刺激卵细胞分裂，共有30个克隆细胞经过约7天的时间发育到至少几十个细胞组成的、被称为胚囊的早期胚胎阶段。n已从这些胚囊中分离出20个内层细胞团，并在此基础上最终获得一个人类胚胎干细胞系。实验显示，利用这种办法获得的胚胎干细胞具有多能性，可分化成骨骼细胞、肌肉细胞和未成熟的脑细胞等多种细胞类型。第六十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月65 ESC最诱人的前景和用途是生产组织和细胞，用于最诱人的前景和用途是生产组织和细胞，用于“细胞细胞疗法疗法”，为细胞移植提供，为细胞移植提供无免疫原性无免疫原性的材料。的材料。治疗慢性心脏病治疗慢性心脏病 慢性慢性心肌心肌病

41、病人的心脏已经无法正常跳动，病病人的心脏已经无法正常跳动，若从若从ESC中发育出中发育出健康心肌细胞，并移植到逐渐衰退的心肌肌肉中，并移植到逐渐衰退的心肌肌肉中，以使恢复衰退的心脏功能。以使恢复衰退的心脏功能。2 2、胚胎干细胞应用的潜力胚胎干细胞应用的潜力（1 1）细胞替代治疗疾病）细胞替代治疗疾病干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月66第六十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月67 型糖尿病人特异的胰岛（即胰腺）细胞生成胰岛素的功能型糖尿病人特异的胰岛（即胰腺）细胞生成胰岛素的功能遭到破坏。遭到破坏。可将人类ESC转化为能制造胰

42、岛素的细胞:首先从受精后数日的人类胚胎萃取首先从受精后数日的人类胚胎萃取ESES，在培养皿中诱导产生具有分泌胰岛素功能的细胞在培养皿中诱导产生具有分泌胰岛素功能的细胞 称称胰小岛细胞胰小岛细胞或或细胞，细胞，将将细胞移植到患者体内，产生健康的胰小岛细细胞移植到患者体内，产生健康的胰小岛细 胞，以分泌与控制胞，以分泌与控制胰岛素胰岛素，用来治疗糖尿病，用来治疗糖尿病。治疗糖尿病治疗糖尿病 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月68第六十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月69干细胞疗法治其它疾病干细胞疗法治其它疾病 肝炎或肝硬化肝炎或肝

43、硬化 干细胞注射植入肝脏干细胞注射植入肝脏 风湿性关节炎和骨关节风湿性关节炎和骨关节 置换受损软骨置换受损软骨大面积烧伤大面积烧伤 提供新的皮肤提供新的皮肤 脊椎神经受伤脊椎神经受伤 缓解病情缓解病情大脑原动皮层中风大脑原动皮层中风 缓解病情缓解病情老年痴呆症老年痴呆症 缓解病情缓解病情帕金森症帕金森症 缓解病情缓解病情指：给病人植入指：给病人植入ESES进行干细胞治疗进行干细胞治疗 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第六十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月70胚胚胎胎细细胞胞如如何何变变成成彼彼此此不不同同的的类类型型细细胞胞，又又是是什什么么原原因因使之构成使之构成器官和组

44、织器官和组织？可可以以培培育育出出大大量量人人胚胚胎胎发发育育过过程程中中不不同同时时期期的的细细胞胞，通通过过对对它它们们基基因因的的研研究究观观察察，也也有有望望认认识识畸畸形形胎胎儿儿发发生生的的机机制。制。可可以以确确定定参参与与导导致致细细胞胞特特异异分分化化的的决决定定因因素素，主主要要是是指指发育阶段的相关基因，以及使之启动和关闭的发育阶段的相关基因，以及使之启动和关闭的影响因素影响因素；(2)揭示人和动物的发育机制及影响因素揭示人和动物的发育机制及影响因素 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第七十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月71 用于药物筛选当当ESES细胞

45、系细胞系实验表明药品是安全且效果良好，实验表明药品是安全且效果良好，才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验，才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验，大大减少了所需动物的数量，降低成本，提高效率。大大减少了所需动物的数量，降低成本，提高效率。(3)药学研究方面药学研究方面干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第七十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月72(4)在基因治疗方面的应用在基因治疗方面的应用基因治疗基因治疗是指用遗传改造过的人体细胞直接是指用遗传改造过的人体细胞直接移植移植或或输入输入病人体内，达到控制和治愈疾病的目的。病人体内，达到控制和治愈疾病的目的。遗传改造包括遗

46、传改造包括：n纠正病人体内存在的基因突变纠正病人体内存在的基因突变n使所需基因信息传递到某些特定的类型细胞使所需基因信息传递到某些特定的类型细胞 干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第七十二张，PPT共九十三页，创作于2022年6月73按分化潜能分类 n全能干细胞 胚胎干细胞胚胎干细胞 n多能干细胞造血干细胞造血干细胞间充质干细胞（间充质干细胞（MSC）神经干细胞神经干细胞肌肉干细胞肌肉干细胞皮肤干细胞皮肤干细胞9.3.3 其它类型的干细胞其它类型的干细胞干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第七十三张，PPT共九十三页，创作于2022年6月74专能干细胞专能干细胞肝干细胞肝干细胞胰腺干

47、细胞胰腺干细胞肠上皮干细胞肠上皮干细胞角膜缘干细胞角膜缘干细胞生殖干细胞（生殖干细胞（GSC）干细胞治疗及临床应用干细胞治疗及临床应用第七十四张，PPT共九十三页，创作于2022年6月75神经干细胞n神经干细胞的研究尚处初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经细胞，可治愈部分患者的症状。第七十五张，PPT共九十三页，创作于2022年6月76从成年小白鼠未发育的脑干细胞转变为肌肉细胞从成年小白鼠未发育的脑干细胞转变为肌肉细胞 用成年人志愿者的神经干细胞实现了同样的工作用成年人志愿者的神经干细胞实现了同样的工作n

48、日本筑波大学谷口英树把从老鼠的肝脏里取出来的干细胞大量地移植到老鼠的胰管里。三个月后，从肝脏干细胞分化出来的细胞就取代了胰脏细胞，并且分泌出胰脏所特有的液化酶等物质。把肝脏干细胞移植到小肠里去，它也转变成长为小肠细胞。第七十六张，PPT共九十三页，创作于2022年6月77以色列造出以色列造出“微型心脏微型心脏”n以色列功学院用胚胎干细胞生成心脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞三种细胞，然后把它们植入可生物降解的生物支架材料中。几个星期后，这些细胞合为一体，形成一小片搏动的心脏组织。n这片心肌不足1平方厘米，布满微细血管，与构成心脏的复杂结构相似。n这是首次创造出包含所有关键细胞的心脏组织。n天津日报

49、 2007年3月12日第4版第七十七张，PPT共九十三页，创作于2022年6月78安徽农民工在津捐献干细胞安徽农民工在津捐献干细胞n一名28岁的安徽农民工在中国医学科学院天津血液病医院捐献了外周造血干细胞n医务人员一次采集了140毫升的造血干细胞，翌日将再次采集n该造血干细胞用于苏州市一名大三学生的移植治疗 天津日报 2007,3,21第5版第七十八张，PPT共九十三页，创作于2022年6月79我国的脐血库我国的脐血库n卫生部于2001年批准在国内设置建设7个脐血干细胞库。在干细胞技术和移植专家们的共同努力下，这些库在短短几个月就提供了几十份干细胞进行非亲缘性脐血移植临床试验，为众多患者带来了

50、福音，公中国医学科学院血液学研究所血液病医院一家就有六例患者脐血干细胞移植获得成功。n脐血干细胞移植在临床上的成功，将为众多血液病人、肿瘤患者、老年病患者及其它许多恶性疾病患者带来福音，也为今后如何运用脐血干细胞治疗其它疾病提供了丰富的经验和可能。第七十九张，PPT共九十三页，创作于2022年6月80第八十张，PPT共九十三页，创作于2022年6月81国家干细胞系统工程国家干细胞系统工程第八十一张，PPT共九十三页，创作于2022年6月829.4.1干细胞工程的应用前景干细胞工程的应用前景1 1、未来干细胞工程的理想阶段、未来干细胞工程的理想阶段希望在体外进行希望在体外进行“器官克隆器官克隆”