胚胎干细胞的研究及其应用.ppt

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1、关于胚胎干细胞的研究及其应用现在学习的是第1页，共36页细胞是机体组成的基本单位细胞是机体组成的基本单位细胞细胞细胞细胞细胞群细胞群细胞群细胞群组织组织组织组织机体机体机体机体现在学习的是第2页，共36页n一方面，通过细胞分裂，细胞数量越来越多；n另一方面，细胞在形态、结构和功能上发生特异性的变化。个体发育过程中细胞变化：个体发育过程中细胞变化：现在学习的是第3页，共36页基因选择性表达的结果细胞分化的原因：细胞分化的原因：（基因（基因没有没有改变）改变）现在学习的是第4页，共36页骨髓干细胞分化示意图骨髓干细胞分化示意图粒细胞粒细胞骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞髓系干细胞髓系干细胞淋巴干细胞淋

2、巴干细胞红细胞红细胞血小板血小板淋巴细胞淋巴细胞单核细胞单核细胞细胞分化细胞特化现在学习的是第5页，共36页受精卵受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在：由具有全能性细胞构

3、成，细胞数在：由具有全能性细胞构成，细胞数在：由具有全能性细胞构成，细胞数在32323232个左右，个左右，个左右，个左右，排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：卵子是否受精的标志是第二极体的形卵子是否受精的标志是第二极体的形成成胚胎发育过程胚胎发育过程滋养层滋养层三个胚层三个胚层现在学习的是第6页，共36页一、什么是干细胞？一、什么是干细胞？干

4、细胞（干细胞（Stem cellStem cell）即）即起源细胞起源细胞。在细胞的分化过程。在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。足，保留了一部分未分化的原始细胞。因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。现在学习的是第7页，共36页v1.1.形态特征形态特征v 形态特征形态特征圆形或椭圆形，核质比大；圆形或椭圆形，核质比大；v2.2

5、.增殖特征增殖特征v 增殖的缓慢性增殖的缓慢性 v 增殖的自稳性（区别与肿瘤细胞的本质特征）增殖的自稳性（区别与肿瘤细胞的本质特征）干细胞的主要特征：干细胞的主要特征：现在学习的是第8页，共36页v全能干细胞全能干细胞v多能干细胞多能干细胞v专能干细胞专能干细胞按分化潜能按分化潜能按发育状态按发育状态胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞干细胞的分类干细胞的分类现在学习的是第9页，共36页vv专能专能专能专能干细胞干细胞干细胞干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型只能分化成一种类型或功能密切相关的两

6、种类型的细胞。的细胞。的细胞。的细胞。如上皮组织如上皮组织基底层基底层的干细胞，肌肉中的的干细胞，肌肉中的成肌成肌细胞。细胞。vv多能多能干细胞干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能，具有分化成多种细胞或组织的潜能，但却丧失了发育成完整个体的能力。但却丧失了发育成完整个体的能力。如如造血干细造血干细胞胞、神经干细胞。、神经干细胞。vv全能全能干细胞干细胞可以分化成全身可以分化成全身200200多种细胞，并进一多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官。步形成机体的所有组织、器官。如如胚胎干细胞胚胎干细胞（ESES细胞）细胞）现在学习的是第10页，共36页人类干细胞的来源v成人细胞或脐血成人细胞或

7、脐血(骨髓和血骨髓和血)/)/胎儿组织胎儿组织(专能专能/多能多能)。v人工流产后的人类胎儿生殖组织人工流产后的人类胎儿生殖组织(全能全能)。v通过体外受精产生的人类胚胎，治疗不育症的夫妇不再通过体外受精产生的人类胚胎，治疗不育症的夫妇不再 需要需要(全能全能)。v用捐赠者的配子通过体外受精创造的人类胚胎用捐赠者的配子通过体外受精创造的人类胚胎(全能全能)。女。女 性供卵要非常慎重。性供卵要非常慎重。v通过体细胞核转移技术通过体细胞核转移技术(克隆技术克隆技术)产生的人类产生的人类 胚胎胚胎(全能全能)。v以上都必须获得当事人的知情同意。以上都必须获得当事人的知情同意。现在学习的是第11页，共

8、36页成体干细胞成体干细胞 成体干细胞存在于胎儿、儿童和成人组织中的多成体干细胞存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞能干细胞 。特点：在特定条件下，成体干细胞能产生新的干特点：在特定条件下，成体干细胞能产生新的干细胞，或者按照一定的程序分化而形成新的功能细胞，或者按照一定的程序分化而形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。平衡。现在学习的是第12页，共36页v造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于在于骨髓骨髓、外周血外周血、脐带血脐带血中。中。v造血干细胞的移植是造血干细

9、胞的移植是治疗血液系统治疗血液系统疾病、疾病、先天性先天性遗传遗传疾病以及疾病以及多发性转移性多发性转移性肿瘤疾病的最有效方法。肿瘤疾病的最有效方法。v与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，研究发现与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，研究发现脐血脐血干细胞干细胞移植对移植对HLAHLA配型配型(HLAHLA叫叫“骨髓配型骨髓配型”)要求不高，要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染，且其优点在于没有来源不易受病毒或肿瘤的污染，且其优点在于没有来源的限制。的限制。造血干细胞造血干细胞现在学习的是第13页，共36页 骨髓；骨髓；1/4001/400 外周血；外周血；1/1000001/100000 脐带血；脐带

10、血；1/100001/10000 胎儿造血系统；胎儿造血系统；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现在学习的是第14页，共36页三三.胚胎干细胞胚胎干细胞1.1.概念概念:简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由早期胚胎或是由早期胚胎或原始性腺原始性腺中分离中分离出来的一类细胞出来的一类细胞.2.2.特点特点:1)1)形态形态:体积小体积小,细胞核大细胞核大,核仁明显核仁明显.2)2)功能功能:具有发育的全能性具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种可分化为成年动物体内任何一种组织细胞组织细胞.体外培养可增殖不分化体外培养可增殖不分化.3

11、)3)在体外培养的条件下，在体外培养的条件下，ESES细胞可以增殖而不发生分化。细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。现在学习的是第15页，共36页胚胎干细胞vES细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。在未来几年，ES细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。现在学习的是第16页，共36页胚胎干细胞胚胎干细胞现在学习的是第17页，共36页形态特征形态特征体积小、核大，有一个或多个核仁；体

12、积小、核大，有一个或多个核仁；胚胎干细胞克隆紧密堆积，无明显的界胚胎干细胞克隆紧密堆积，无明显的界限，形似鸟巢限，形似鸟巢胚胎干细胞的形态和生化特征胚胎干细胞的形态和生化特征现在学习的是第18页，共36页胚胎干细胞的分离胚胎干细胞的分离酶消化后培养酶消化后培养免疫方法去除滋养层细胞免疫方法去除滋养层细胞流式细胞仪分离法流式细胞仪分离法现在学习的是第19页，共36页现在学习的是第20页，共36页胚胎干细胞系的建立过程胚胎干细胞系的建立过程现在学习的是第21页，共36页胚胎干细胞的诱导分化：胚胎干细胞的诱导分化：胎牛血清，骨髓基质细胞共培养胎牛血清，骨髓基质细胞共培养胚胎干细胞胚胎干细胞造血细胞造

13、血细胞 RARA胚胎干细胞胚胎干细胞神经细胞神经细胞 DMSODMSO胚胎干细胞胚胎干细胞肌肉细胞肌肉细胞 TGF-B1,VEGF,bFGFTGF-B1,VEGF,bFGF胚胎干细胞胚胎干细胞血管和内皮细胞血管和内皮细胞 RA+RA+胰岛素胰岛素+T3+T3胚胎干细胞胚胎干细胞脂肪细胞脂肪细胞 BMP-2,BMP-4BMP-2,BMP-4胚胎干细胞胚胎干细胞软骨细胞软骨细胞 地塞米松，磷酸甘油地塞米松，磷酸甘油胚胎干细胞胚胎干细胞骨细胞骨细胞 基因转染基因转染胚胎干细胞胚胎干细胞胰岛素分泌细胞胰岛素分泌细胞现在学习的是第22页，共36页现在学习的是第23页，共36页来源于干细胞的组织可能用于治

14、疗的疾病来源于干细胞的组织可能用于治疗的疾病 细胞类型细胞类型 治疗的疾病治疗的疾病神经细胞神经细胞 中风、帕金森氏病、老年痴呆症、中风、帕金森氏病、老年痴呆症、脊髓损伤、多发性硬化病脊髓损伤、多发性硬化病心肌细胞心肌细胞 心脏病发作、充血性心脏病心脏病发作、充血性心脏病产生胰岛素的细胞产生胰岛素的细胞 糖尿病糖尿病软骨细胞软骨细胞 骨性关节炎骨性关节炎血细胞血细胞 癌症、免疫缺乏症、遗传学血液癌症、免疫缺乏症、遗传学血液 病、白血病病、白血病肝细胞肝细胞 肝炎、肝硬化肝炎、肝硬化皮肤细胞皮肤细胞 烧伤烧伤骨细胞骨细胞 骨质疏松症骨质疏松症视网视网(眼眼)细胞细胞 黄斑症黄斑症骨骼肌细胞骨骼肌

15、细胞 肌肉萎缩症肌肉萎缩症现在学习的是第24页，共36页治疗性克隆（体细胞核移植）技术治疗性克隆（体细胞核移植）技术现在学习的是第25页，共36页胚胎干细胞研究面临的问题及解决办法胚胎干细胞研究面临的问题及解决办法 l用于干细胞研究的胚胎来源困难用于干细胞研究的胚胎来源困难;l如何保持胚胎干细胞的全能性，并控制向特别类型如何保持胚胎干细胞的全能性，并控制向特别类型细胞转化？细胞转化？l如何分离、纯化干细胞？如何分离、纯化干细胞？l分化后的细胞是否有致瘤性？分化后的细胞是否有致瘤性？l干细胞在体外发育成完整的器官尚难以做到干细胞在体外发育成完整的器官尚难以做到;l分化细胞移植仍有可能发生免疫排斥

16、分化细胞移植仍有可能发生免疫排斥;l伦理问题伦理问题 现在学习的是第26页，共36页解决胚胎来源有限的途径：解决胚胎来源有限的途径：未成熟卵的体外成熟未成熟卵的体外成熟现在学习的是第27页，共36页生命伦理学原则的应用：生命伦理学原则的应用：人类胚胎干细胞研究问题人类胚胎干细胞研究问题支持和反对治疗性克隆的论证支持和反对治疗性克隆的论证人类胚胎的道德地位人类胚胎的道德地位“韩国克隆之父黄禹锡韩国克隆之父黄禹锡”现在学习的是第28页，共36页胚胎是胚胎是“人人”吗？吗？v胚胎是人胚胎是人(person)(person)？胚胎是生命？什么是人？具有特定人类基？胚胎是生命？什么是人？具有特定人类基因

17、组、具有意识能力或潜在的意识能力、处于社会关系中的实体因组、具有意识能力或潜在的意识能力、处于社会关系中的实体(出生为准出生为准)。胚胎是人类生物学生命。胚胎是人类生物学生命(human biological(human biological life)life)，但尚未成为人、人类人格生命，但尚未成为人、人类人格生命(human personal life)(human personal life)。v胚胎具有一定价值，应得到一定的尊重胚胎具有一定价值，应得到一定的尊重(due respect,(due respect,如如尸体尸体)。没有充分的理由不能操纵和毁掉。有效治疗疾病。没有充分的理

18、由不能操纵和毁掉。有效治疗疾病是一个充分理由。处置它要有一定程序和要求是一个充分理由。处置它要有一定程序和要求(due(due procedure)procedure)。但不具有与人一样的价值，毁掉胚胎不是。但不具有与人一样的价值，毁掉胚胎不是“杀杀人人”。然而毁掉要按一定程序去做。然而毁掉要按一定程序去做。现在学习的是第29页，共36页应有的尊重和应有的处理程序应有的尊重和应有的处理程序v应有的尊重指适当的尊重：在完全尊重（人）与不必尊应有的尊重指适当的尊重：在完全尊重（人）与不必尊重（如一块孤立的石头）之间：非人动物、胎儿、胚胎、重（如一块孤立的石头）之间：非人动物、胎儿、胚胎、尸体等。尸

19、体等。v人类胚胎用作研究必须是体外的，不能超过人类胚胎用作研究必须是体外的，不能超过1414天；天；v不用人类胚胎，重要研究的目的就不可能达到；不用人类胚胎，重要研究的目的就不可能达到；v不是商品，不能买卖；不是商品，不能买卖；v科学家应采取必要的行动纪念那些胚胎的贡献；科学家应采取必要的行动纪念那些胚胎的贡献；v必要的程序是指专门的埋葬或活化，也应有简单庄严的仪式。必要的程序是指专门的埋葬或活化，也应有简单庄严的仪式。现在学习的是第30页，共36页观点观点理由理由1.1.不不符合符合伦理伦理道德道德(1)(1)把试管婴儿当作人体零配件工厂把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的是对生命的不尊

20、敬不尊敬;(2);(2)早期的生命也有活下去的权利早期的生命也有活下去的权利,抛弃或抛弃或杀死多余的胚胎杀死多余的胚胎,无异于谋杀无异于谋杀”;(3);(3)有人会滥用设有人会滥用设计试管婴儿技术计试管婴儿技术,而设计婴儿性别而设计婴儿性别;2.2.符符合伦合伦理道理道德德(1)(1)设计试管婴儿是为了救人设计试管婴儿是为了救人,是救治患者的最好是救治患者的最好,最快捷的办法之一最快捷的办法之一;(2);(2)提供骨髓中造血干细胞并提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤不会对试管婴儿造成损伤;(3);(3)脐带血乃试管婴儿脐带血乃试管婴儿的的”身外之物身外之物”.3.3.中中国政国政府的

21、府的观点观点中国卫生部在中国卫生部在体外受精体外受精-胚胎移植及其衍生胚胎移植及其衍生技术规范技术规范中规定中规定,”实施体外受精实施体外受精-胚胎移植胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部批准证书及其衍生技术必须获得卫生部批准证书”.现在学习的是第31页，共36页v3.3.主要用途主要用途v(1)(1)治疗人类的某些顽症治疗人类的某些顽症v(2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植培育出人造组织器官，用于器官移植v(3)(3)是研究体外细胞分化的理想材料是研究体外细胞分化的理想材料现在学习的是第32页，共36页v【自我检测自我检测】v1、人体细胞中分化程度最低的是：（）vA、胚胎干细胞 B、造

22、血干细胞 C、胰腺细胞 D、肌肉细胞v2、按照细胞分化潜能由大到小排列顺序，正确的是：（）vA、全能干细胞专能干细胞多能干细胞 B、多能干细胞胚胎干细胞专能干细胞vC、胚胎干细胞骨髓造血干细胞髓系干细胞 vD、胚胎干细胞多能干细胞造血干细胞v3、胚胎干细胞是全能干细胞，可定向诱导分化为各种细胞、组织、器官甚至于个体。胚胎干细胞研究的目的不包括：（）vA、为烧伤病人植皮 B、为肾病患者进行肾移植 vC、为不孕者培育婴儿 D、研究细胞分化机制现在学习的是第33页，共36页v4、下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解正确的是：（）vA、人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的

23、内细胞团vB、人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚内侧的内细胞团vC、人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞vD、人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞、也指成人身上的成年干细胞v5、下列关于胚胎干细胞的应用中最具争议的是（）vA、利用干细胞治疗疾病 B、加速改良和生产优良动物品种 vC、骨髓移植 D、人胚胎干细胞克隆现在学习的是第34页，共36页v6、胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞，。下图所示为干细胞的培养过程，请问图中哪一段的细胞是全能干细胞：（）人体 体细胞 细胞核 去核卵细胞 各种血细胞 血液组织干细胞 内细胞群 囊胚 神经细胞等 神经组织干细胞等 A、囊胚 B、内细胞群 C、血液组织干细胞 D、各种血细胞现在学习的是第35页，共36页2023/4/4感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第36页，共36页