人类胚胎干细胞的研究和应用

胚胎干细胞的应用进展

摘要：近年来 ,胚胎干细胞 ( ES细胞 )因其自身的许多特性成为生命科学的研究重点。ES细胞能够自我更新和多向分化的生物学特性,具有重要的医学价值,在基因治疗、组织工程学、 药学研究等许多领域都具有广泛的应用。本文就ES细胞在主要研究领域的应用进展、研究存在的问题及有望解决的措施作一概述。 关键词：胚胎干细胞；应用进展；存在问题；解决措施

自20世纪以来，干细胞的研究不断取得突破性进展，引起了生命科学界的强烈反响。随着生物技术的快速发展和不断完善，按照一定目的在体外分离和培养干细胞已经成为可能。近年来的研究成果表明，干细胞技术在动物克隆及改良、建立哺乳动物发育模型、细胞和基因治疗等方面都有着广阔的应用前景。本文就胚胎干细胞的“治疗性克隆”和孤雌生殖的研究进展、研究面临的困难以及有望解决的措施进行简要的综述。

一、用于“治疗性克隆”的人胚胎干细胞

目前，有关于细胞的研究进展表明，开展个性化干细胞治疗是临床应用的最终目的。利用体细胞核转移技术和病人的体细胞（如皮肤细胞）克隆出了早期胚胎，并提取出新的胚胎干细胞系是目前进行干细胞个性化治疗的重要手段，具有广泛的临床应用前景。利用培育的干细胞来实现组织再生和器官修复对于许多重大

发育生物学论文

姓名：陈金龙

班级：生工03班 学号：20126562

胚胎干细胞的特点及应用前景

摘要：

胚胎干细胞又称ES细胞, 是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞。ES细胞具有胚胎细胞和体细胞的某些特性, 既可进行体外培养、扩增、转化和制作基因突变模型等操作,又保留了分化成包括生殖细胞在内的各种组织细胞的能力。因此, 具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。

ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构,细胞核大,有一个或几个核仁,胞核中多为常染色体质,胞质胞浆少,结构简单,胚胎干细胞具有正常的、完整及稳定的染色体核型。体外培养时,细胞排列紧密,呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色,ES细胞呈棕红色,而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限,形成的克隆细胞彼此界限不清,细胞表面有折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样,多数呈岛状或巢状。

胚胎干细胞广泛应用于克隆动物的生产、遗传育种、人类遗传病动物模型的构建、人类器官移植材料的生产、细胞分化机制的研究等领域。胚胎干细胞主要来源于两种组织: 早期胚胎内细胞团分离的ECS和胚胎生殖岭分离的胚胎生

发育生物学论文

姓名：陈金龙

班级：生工03班 学号：20126562

胚胎干细胞的特点及应用前景

摘要：

胚胎干细胞又称ES细胞, 是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞。ES细胞具有胚胎细胞和体细胞的某些特性, 既可进行体外培养、扩增、转化和制作基因突变模型等操作,又保留了分化成包括生殖细胞在内的各种组织细胞的能力。因此, 具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。

ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构,细胞核大,有一个或几个核仁,胞核中多为常染色体质,胞质胞浆少,结构简单,胚胎干细胞具有正常的、完整及稳定的染色体核型。体外培养时,细胞排列紧密,呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色,ES细胞呈棕红色,而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限,形成的克隆细胞彼此界限不清,细胞表面有折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样,多数呈岛状或巢状。

胚胎干细胞广泛应用于克隆动物的生产、遗传育种、人类遗传病动物模型的构建、人类器官移植材料的生产、细胞分化机制的研究等领域。胚胎干细胞主要来源于两种组织: 早期胚胎内细胞团分离的ECS和胚胎生殖岭分离的胚胎生

LIF下游几条并行的信号通路可以调节维持胚胎干细胞的多能性 白血病抑制因子（LIF）信号通路可以维持小鼠胚胎干细胞多能性。尽管Jak-Stat3在介导LIF信号传递中发挥重要作用，但始终不清楚这些信号是怎样与干细胞多能性相关的转录因子如Oct3\\4,Sox2,Nanog联系起来的。我们发现两条LIF相关的信号通路通过转录因子相连。在小鼠胚胎干细胞中，Klf4主要是通过JAK-STAT3信号通路被激活，再优先激活Sox2 ；然而Tbx3主要是通过PI3K-ATK和MAPK-ERK信号通路被激活，再激活Nanog .在没有LIF时，只要维持Oct3\\4表达，Klf4或者Tbx3表达就足够维持胚胎干细胞的全能性。很显著的是，没有Klf4和Tbx3活性时，Nanog过度表达就可以使小鼠胚胎干细胞仅依靠LIF通路维持自我更新。所以Klf4和Tbx3可以介导LIF信号传递到核心通路，但并不直接参与维持干细胞多能性。因为在特别情况下，没有Klf4和Tbx3表达就可以维持干细胞全能性。

传统培养条件下，小鼠胚胎干细胞自我更新依赖于LIF激活信号转导因子Gp130 ;没有LIF就会导致干细胞分化。但是若有人为激活Stat3或Nanog过表达就足以维持干细胞

项目名称： 干细胞分裂模式和干细胞干性维持的机

起止年限：依托部门：制研究

高维强 上海交通大学 2012.1至2016.8 教育部 上海市科委

首席科学家：

一、关键科学问题及研究内容

(一)

拟解决的关键科学问题

面对我国生命医学科学的重大需求和干细胞研究的挑战，结合我们前期的研究基础，本项目拟重点围绕干细胞分裂模式的发生、调控和动态机制及其在正常和病理过程中的意义这一核心内容，解决如下关键科学问题：

1. 以对称和不对称分裂为新的切入点，研究哺乳类组织干细胞干性维持这一重

要生物学课题。

2. 从机理上阐明对称和不对称分裂、细胞周期、miRNA、蛋白质修饰之间的关

系，及其如何调控干细胞的干性维持。

3. 发现新的调控干细胞对称和不对称分裂的关键分子，为临床疾病的诊治提供

线索。 (二)

主要研究内容

1. 干细胞分裂模式对干细胞干性的调控机制：观察哺乳类上皮组织(前列腺、

脑、内耳)在发育及病变过程中的干细胞分裂模式，研究及验证已知的和新发现的不对称分裂的关键分子的调控机理及其作用，包括与特异信号转导通路分子的关系。

2. 细胞周期调控干细胞干性的获得及其机理：从干细胞多能性获得与细胞周

期、分裂模式之间的关系与调控机理着手，结合影

项目名称： 干细胞分裂模式和干细胞干性维持的机

起止年限：依托部门：制研究

高维强 上海交通大学 2012.1至2016.8 教育部 上海市科委

首席科学家：

一、关键科学问题及研究内容

(一)

拟解决的关键科学问题

面对我国生命医学科学的重大需求和干细胞研究的挑战，结合我们前期的研究基础，本项目拟重点围绕干细胞分裂模式的发生、调控和动态机制及其在正常和病理过程中的意义这一核心内容，解决如下关键科学问题：

1. 以对称和不对称分裂为新的切入点，研究哺乳类组织干细胞干性维持这一重

要生物学课题。

2. 从机理上阐明对称和不对称分裂、细胞周期、miRNA、蛋白质修饰之间的关

系，及其如何调控干细胞的干性维持。

3. 发现新的调控干细胞对称和不对称分裂的关键分子，为临床疾病的诊治提供

线索。 (二)

主要研究内容

1. 干细胞分裂模式对干细胞干性的调控机制：观察哺乳类上皮组织(前列腺、

脑、内耳)在发育及病变过程中的干细胞分裂模式，研究及验证已知的和新发现的不对称分裂的关键分子的调控机理及其作用，包括与特异信号转导通路分子的关系。

2. 细胞周期调控干细胞干性的获得及其机理：从干细胞多能性获得与细胞周

期、分裂模式之间的关系与调控机理着手，结合影

什么是干细胞？干细胞在美容界的应用。

自体脂肪来源间充质干细胞 在美容领域的应用

什么是干细胞？干细胞在美容界的应用。

干细胞背景知识 以及分类介绍

什么是干细胞？干细胞在美容界的应用。

1997年Science发表了关于干 细胞的文献 1999年，2000年《科学》杂 志都将干细胞技术评为年度 十大科学进展之首；

什么是干细胞？干细胞在美容界的应用。

干细胞：是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。

干细胞可分化多潜能干细胞 干细胞可分化多潜能干细胞，可分化为三个胚层细胞 多潜能干细胞，可分化为三个胚层细胞 分泌因子能够分泌VEGF,PDGF等生长因子，促进组 分泌因子能够分泌VEGF,PDGF等生长因子，促进组 VEGF,PDGF等生长因子 织的自体修复 具有独特的免疫调节 具有独特的免疫调节能力,能够减轻损伤组织的局部 免疫调节能力, 炎症反应 改善微环境，促进损伤组织内源性修复 改善微环境，促进损伤组织内源性修复。 促进损伤组织内源性修复。

什么是干细胞？干细胞在美容界的应用。

干细胞的分类根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent 根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干

中国科学院研究生院 《细胞生物学》 201028003833091 王艳妨 化学学院

干细胞研究进展及应用前景展望

摘要：

干细胞是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定条件下可以分化为多种功能的组织和器官，具有重要的理论研究意义和临床应用价值。近年来的研究成果不仅揭示了许多有关细胞生长发育的基础理论难题，也在创伤修复、神经再生、抵抗衰老、糖尿病、帕金森氏症、老年痴呆、白血病、肿瘤等疾病的治疗方面显示了巨大的应用潜力，是应用生物学进入一个崭新的领域。

关键词：

干细胞；分化；诱导性多能干细胞；糖尿病；肿瘤；伦理争议； 正文：

1. 干细胞

在人类生命形成的开始，单个受精卵可以分裂发育形成不同的组织和器官，并通过进一步分裂分化，形成生命个体。在成体细胞中，大部分高度分化的细胞则失去了再分化的能力，而特定组织正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生，这种具有在分化能力的细胞，即为干细胞。

干细胞（Stem Cells，SC）是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定的条件下，它可以分化成多种功能的器官组织。这些细胞呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比大，具有较强的端粒酶活性，因此具有较强的增殖能力。

干细胞是一种未

　　我们知道，我们的身体是一个由细胞构成的王国，极其精密复杂，同时又高度有序。任何伟大的王国都既需要能干建设者，也需要勇猛防卫兵，我们身体细胞王国也不例外。

　　两者功能有什么不同

　　当我们的人体还在成长时，干细胞是细胞王国的建设者，通过分化源源不断提供新生细胞，增加我们身体细胞的数量;当我们成年后身体不再成长，干细胞又会扮演细胞王国的维护者，及时替换和更新衰老或受损的细胞。

　　干细胞是建设者

　　当有外敌入侵，如细菌和病毒，免疫细胞就会扮演细胞王国的军队，快速反应，将其清除。如果细胞王国中出现叛变分子，如正常细胞突变为癌细胞，免疫细胞就会扮演安保系统，将其识别并清除。

　　免疫细胞是防卫者

　　当外敌入侵过多，或王国内叛变分子太多，免疫细胞没有能力全部清除时，我们的身体就会生病。

　　两者如何分类

　　现在，让我们来进一步分别了解干细胞和免疫细胞，他们都分哪些种类，不同种类功能有何差异：

　　(1)按照分化潜能分类，干细胞分为：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

　　如果把人体比喻为一棵树，深埋大地的种子就是全能干细胞，就如同种子可以发育成长为一颗参天大树。

　　大树的主要枝干可以比喻为多能干细胞，如脐带/胎盘间充质干细胞，可以向

诱导性多能干细胞技术用于研究人类疾病

阮光萍 刘菊芬 姚翔 何洁 王金祥 杨建勇 庞荣清 潘兴华*

成都军区昆明总医院干细胞工程实验室（昆明 650032）

*通讯作者。Tel: 0871-64774773, E-mail: ynkmry@

摘要：诱导性多能干（iPS）细胞技术使病人和疾病特异的人体细胞广泛可用，但技术挑战仍然存在，使用这些技术将极大地扩展我们理解人类疾病。最近研究表明通过体外表达四个在胚胎干（ES）细胞高表达的转录因子，来自各种哺乳动物种类的分化的体细胞能重编程为iPS细胞。不需要卵母细胞和胚胎，直接从体细胞产生病人特异的iPS细胞，对应用传统临床方法治疗大量疾病而当前无效果时，这有极大的应用前景。然而，一些最近的研究争论各种iPS细胞系可能仍然保留在体细胞固有的特定的表观记忆。这些研究升起了关心，关于将iPS细胞用于临床应用的安全性和疗效。最近我们通过四倍体互补研究证明鼠iPS细胞有充分的多能性，表明从分化的体细胞获得完全重编程的iPS细胞是可能的。因此，在这篇综述中我们将讨论近年来iPS细胞的研究进展，包括iPS细胞的产生，用于治疗，面对的挑战、用于个性化医学和iPS细胞的多能性。

关键词：诱导性多能干细胞；重编程；体细胞；人类疾