第八讲 干细胞及iPS技术.pptVIP

自然界中生物的再生现象 将涡虫切断后，断面能够识别头部或者尾部的位置，如果切掉的是头，头部将在该位置再生；如果切掉的是尾，尾巴将在该位置再生 蝾螈的四肢、壁虎的尾巴都具有自然再生的能力 青蛙与蝾螈同属两栖动物，却不具备再生的能力，但青蛙的前身蝌蚪却又显示出四肢再生的能力。 20世纪初，遗传学家Thomas Morgan利用涡虫（flatworm, Planaria）为材料研究过再生问题。研究表明切割下来的组织块小到涡虫虫体的1 /279时仍然能够再生出一条小涡虫。因此,涡虫又被誉为“切不死的动物”。他将这个过程称为变形再生（morphallaxis）。 再生组织是由伤口处已分化细胞的去分化衍生而来,还是来源于称为全能干细胞的neoblasts(未分化细胞) ,这是一个长期争论不休的问题。 后来研究发现，在涡虫体内有一种散布在全身，好似没什么功能的非常小的细胞，它们就是干细胞。 涡虫的干细胞能够转变成“其他任何种类的细胞”，具有这种性质的细胞在生物学上被称为“全能干细胞” 。 第一节 干细胞 二.干细胞特性及分类 干细胞的特性： 1，形态和生化特征: 圆形、体积小、核质比例大， 端粒酶活性高  2 ，干细胞的增殖特点 缓慢性：干细胞的增殖速度一般比较慢。而一旦机体需要时，干细胞就可以进入分化。 自稳性：会自我更新维持自身数目的恒定。 （self-maintenance） （1）全能干细胞：具有全能性，能够分化成全身200多种细胞类型， 并能进一步形成机体的任何组织和器官。以生殖干细胞（embryonic germ cells, EG细胞）为代表。 （2）多能干细胞：具有分化成多种细胞和组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。以胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细胞）为代表。 （3）专能干细胞：只能向一种或密切相关的两种类型的细胞分化。 （一）胚胎干细胞 胚胎干细胞的概念 胚胎干细胞（embryonic stem cell,ES细胞）指从着床前的内细胞团或原始生殖细胞获得的一种具有多潜能性、可发育成为各种细胞、同时可保持不分化状态而持续生长的克隆细胞系。 胚胎干细胞的生物学特性 (1)ES细胞形态结构与核型： 各种动物的ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构，细胞体积小、核大、有1个或多个核仁。 (2)ES细胞的生长特性： 对于高等脊椎动物而言，干细胞在机体组织中的居所被称为干细胞巢 (3)ES细胞高度分化潜能： ES细胞的全能性是区别于成纤维细胞等体细胞的特点。 ES细胞体外生长时应该培养在饲养层细胞上才能维持其未分化状态，脱离饲养层就会自发地进行分化。 增殖速度：18－24h分裂增殖一次 ES必须在含有白血病抑制因子（LIF）的培养基及成纤维细胞饲养层(提供干细胞生长不可缺少的成纤维细胞生长因子FGF)条件下才能保持繁殖而不分化。 ES体外培养要解决的关键问题是维持细胞的分裂增殖而抑止其分化。 具有分化形成外、中、内三个胚层的潜能。 （三）人胚胎干细胞的来源与鉴定Human Embryonic Stem Cell 胚胎干细胞的来源为早期胚胎内细胞群或原始生殖细胞。哺乳动物早期胚胎的发育属于调整型，每个胚胎细胞都具有全能性。 1.来源  b.取自终止妊娠的胎儿的性器官组织。 c.通过体细胞核转移技术（克隆技术）获得 2.克隆技术 克隆羊Dolly的诞生 1996年7月5日，位于苏格兰爱丁堡市郊的罗斯林研究所里诞生了一头大个头儿羊羔，实验室编号为6LL3，克隆羊项目小组主管伊恩·威尔默特以著名乡村歌手多利·帕顿的名字命名这头羊。 　 多利于1997年首次公开亮相，震动整个世界，美国《科学》杂志把多利的诞生评为当年世界十大科技进步的第一项。 哺乳动物克隆技术的发展 克隆羊：1996年7月，苏格兰 克隆鼠：1997年10月，日、美、英 克隆牛：1998年7月，日本 克隆猫：2002年2月，美国 克隆狗：2005年4月，韩国，黄禹锡 克隆恒河猴：2007年11月，美国 轰动世界的黄禹锡造假事件 2004年2月黄禹锡在《科学》杂志上发表论文，宣布在世界上率先用卵子成功培育出人类胚胎干细胞；2005年5月，他又在《科学》杂志上发表论文，宣布攻克了利用患者体细胞克隆胚胎干细胞的科学难题，其研究成果一时轰动全球。 2005年4月黄禹锡在《自然》杂志上发表论文，成功实现了狗的克隆