干细胞演讲稿_干细胞上清液
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演讲稿
一、干细胞分类：根据干细胞所处的发育阶段，可将干细胞分为两大类：
1）胚胎性干细胞：包括胚胎干细胞和胚胎生殖细胞。
---胚胎干细胞（embryonic stem cell, 简称ES细胞，来自早 期囊胚ICM）
---胚胎生殖细胞（embryonic germ cell, 简称EG细胞，来自胚胎生殖嵴原始殖细胞primordial germ cell , PGC）。
胚胎性干细胞ES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。2）成体干细胞（adult stem cells）：也称组织干细胞（tiue stem cells），包括神经干细胞（neural stem ce11，NSC）、血液干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）、神经干细胞（nerval stem cell, NSC）表皮干细胞（epidexmis stem cell，ESC）、肌肉干细胞（muscle stem cell, MSC）、脂肪干细胞（fat stem cell, FSC）和骨髓间充质干细胞（mesen chymal stem cell，MSC）。此外，研究发现胰腺中存有干细胞，视网膜有干细胞”；有些科学家证实骨髓干细胞可发育成肝细胞，脑干细胞可发育成血细胞。
成年动物的许多组织和器官，如表皮和造血系统，都具有修复和再生的能力，其中成体干细胞在其中起着关键的作用。典型的如造血干细胞和骨髓间充质干细胞。
胚胎干细胞的特点：
1、高分化能力；
2、遗传稳定性；
3、正常的二倍体核型、4、体内产生畸胎瘤：未分化的ES细胞混入移植细胞可能会引起畸胎瘤；
5、胚胎干细胞缺乏细胞周期中G1期的检测点（checkpoint）。细胞周期检查点（checkpoint）是细胞周期（cell cycle）中的一套保证DNA复制和染色体（chromosome）分配质量的检查机制。是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中出现异常事件，如DNA损伤或DNA复制受阻时，这类调节机制就被激活，及时地中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。G1期(Restriction)Checkpoint： DNA损伤检查点(DNAdamage checkpoint)负责查看DNA有无损伤
6、ES细胞的表面分子标记；
7、雌性哺乳动物ES细胞内不形成巴氏小体；巴氏小体：在雌性哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外，其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体，此即为巴氏小体。（基因的剂量效应）
8、ES细胞具有端粒酶活性；
9、ES细胞呈现巢状集落生长；
10、遗传可操作性：经遗传操作（基因敲除和基因定点敲入）后的细胞仍能保持其扩增发育的全能性。
11、形成嵌合体：ES细胞能与另一个正常胚胎嵌合获得包括生殖系在内的动物个体； 人与动物的嵌合体含有人体细胞：
二、胚胎干细胞的应用
1、用于生产转基因动物和克隆动物：用ES 细胞为细胞核的供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表型完全相同的个体。此法明显优于体细胞克隆动物。
2、用于发育生物学的研究：ES细胞具有独特的发育全能性，在特定的体外培养条件和诱导剂的共同作用下经过若干前体细胞阶段，可分化为神经、肌肉、软骨、血细胞、上皮细胞和 成纤维细胞等，因此细胞是研究特定类型细胞分化的模型、探索某些前体细胞起源和细胞谱系演变的较为理想的实验体系.。
2012年中国科学院动物研究所首次实现了利用基因修饰的单倍体胚胎干细胞获
得健康成活的转基因哺乳动物
1人胚胎
3、用于新型药物研究和组织器官的修复、细胞治疗、基因治疗研究：○干细胞最诱人的前景和用途是为细胞移植提供无免疫原性的分化细胞，理论上用自体的ES细胞进行细胞移植治疗，替换自身病变的组织和器官，能避免机体的免疫排斥。如用神经细胞治疗神经退行性疾病(帕金森病、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等)，用胰岛细胞治疗糖尿病，用心肌细胞修复坏死的心肌等。2基因治疗：用遗传改造过的ES细胞直接移植或输入病人体内，达到控制和治○愈疾病的目的。这种遗传改造包括纠正病人体内存在的基因突变，或使所需基因信息传递到某些特定类型细胞。以ES细胞为载体，经体外定向改造，使基因的整合数目、位点、表达程度和插入基因的稳定性及筛选工作等都在细胞水平上进行，容易获得稳定、满意的转基因ES细胞系。
三、胚胎干细胞定向诱导的方法（只做了解）
1、化学试剂诱导法：研究表明维甲酸能诱导ES细胞分化为神经细胞，其机制还没有完全弄清楚。二甲基亚砜能够诱导ES 细胞分化为骨骼肌细胞、心肌细胞等，其作用机制 主要是影响c-myc基因表达，（c-myc基因既是一种可易位基因，又 是一种多种物质调节的可调节基因，也是一种可使细胞无限增殖，获永生化功能，促 进细胞分裂的基因，myc基因参予细胞凋零，c-myc基因与多种肿瘤发生发展有关。）降低细胞的内源性聚腺苷二磷酸核苷表达水平。除此之外，还有许多其它的化学试剂。
2、细胞因子诱导法：ES细胞在培养过程中对许多细胞因子具有很强的依赖性，增加或减少一种或几种细胞因子能影响ES细胞的增殖或分化，研究的最多的细胞因子主要有骨形成蛋白(BMPs)和成纤维细胞生长因子(FGF)。
3、转基因诱导法：原理是使某个促分化基因在ES细胞中过度表达，产生大量的某种细胞因子从而调控ES 细胞的分化。
4、共培养方法：利用共培养的细胞向ES细胞提供其分化所需的生长因子和微环境，促进ES细胞向目的细胞的分化。
四、胚胎干细胞应用中的问题
1、定向分化的机制还没完全弄清楚。
2、共培养法中，由于饲养层细胞的存在，需要纯化ES细胞，目前技术还不完善。
3、3.ES细胞是最有潜力的移植细胞，然而它有可能导致肿瘤形成（前面提到的ES细胞的特点之一）。
4、生物污染：在大多数干细胞治疗实验中都有一个重要阶段是体外培养，这个阶段所用的化学试剂、生物制品都可能含有病原体，一旦移植入个体，可能会引起机体的相关疾病。
5、ES细胞的定向诱导分化技术目前还不成熟。
6、ES细胞应用最重要的问题就是其道德伦理上，涉及侵犯人权，甚至不尊重生命。因为胚胎干细胞来源于囊胚，从囊胚中分离干细胞结束胚胎生命就是与尊重生命等基本社会道德规范相悖的行为。
五、成体干细胞的应用
成体干细胞与胚胎干细胞相比的优势有哪些：
1、胚胎干细胞具有全能性和可以建系传代等优点，因此理论上应用前景广阔。但实际上由于每个个体的主要组织相容性复合体（MHC）不同，同种异体ES细胞及其分化组织细胞用于临床会引起免疫排斥（前面提到的消除免疫排斥，是指个体自身的ES细胞对自体的移植，但这样就一定会用到克隆技术，并从胚胎中分离ES细胞，这样又违反道德。）因此基于胚胎干细胞的治疗方案要求对患者进行长期免疫抑制剂治疗，或将患者的造血系统和外来细胞形成嵌合体。成体干细胞则可从患者自身获得，而不存在组织相容性的问题，治疗时可避免长期应用免疫抑制剂对患者的伤害。此外，少量的骨髓切除治疗有助于形成部分造血嵌合，可使异体成体干细胞的治疗成为可能。
2、ES细胞分化的非定位性：虽然胚胎干细胞能分化成各种细胞类型，但这种分化是“非定位性”的。目前尚不能控制胚胎干细胞在特定的部位分化成相应的细胞，当前的做法容易导致畸胎瘤。相对而言，成体干细胞不存在上述问题，例如骨髓移植实验并不引发畸胎瘤。
3、高度分化能力：成体干细胞也具有类胚胎干细胞的高度分化能力。在人体发育的过程中，成体干细胞是存留在多种组织中、具有多系分化能力的亚全能干细胞群体，这些细胞都具有相同或相似的细胞表型，在适合的微环境下可分化成多种组织细胞。成体干细胞移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。成体干细胞的具体应用
1、干细胞治疗神经系统疾病：研究表明 间充质干细胞（MSCs）具有向神经细胞分化的潜能，它被移植入宿主体内后能定向分化为神经细胞，以替代损伤及变性的神经元整合神经网络改善神经系统功及完善信号转导通路。
2、干细胞治疗自身免疫性疾病：MSCs能调节多种先天性或获得性免疫功能,进而可调控机体的免疫反应。
3、干细胞对重要组织器官修复：临床实验证明，脐带及成人骨髓基质细胞（BMSCs）具有跨系统分化的潜能，已发现可分化形成的重要组织细胞包括:心肌、骨胳肌细胞、神经细胞、血液及血管上皮细胞、肝细胞、肾小管上皮细胞、肺间质细胞等。
六、诱导性多潜能干细胞(iPScells)由于人的ES细胞的巨大应用价值，科学家们曾尝试通过不同途径实现体细胞重编程以获取ES细胞或ES细胞样的细胞或多潜能干细胞。在实际应用方面，iPS细胞的获得方法相对简单和稳定，不需要使用卵细胞（治疗性克隆技术获得ES细胞中需要去核卵细胞）或者胚胎。这在技术上和伦理上都比其他方法更有优势，iPS细胞的建立进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离，iPS细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。
什么是iPS细胞：简单的说就是利用体细胞重编程技术，将体细胞诱导成具有与ES细胞相似生物学特性的多潜能干细胞。（类似与植物细胞的去分化，但是目前iPS细胞不能形成完整的动物个体）iPS细胞的发展历程
2006年日本京都大学山中伸弥（Shinya Yamanaka）领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了iPS的研究。他们把Oct3/
4、Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子的基因利用逆转录病毒引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似。由于Yamanaka在iPS细胞研究中的巨大贡献，他与另一名英国发育生物学家John Gurdon共同获得2012年诺贝尔生理学或医学奖 iPS重编程的诱导方式
1、病毒载体诱导法： 将外源刺激因子克隆到病毒基因组中，再通过病毒对受体细胞的感染而将病毒基因组序列和外源刺激因子永久性整合到受体细胞基因组DNA中，使外源刺激因子在一定阶段发挥作用，诱导受体细胞完成重编程过程。（外源基因插入宿主细胞，有相当的风险）
2、质粒转化诱导法 ：将含有与重编程相关的转录因子基因插入到质粒载体上，并采用一定方式导入到受体细胞中，质粒在细胞内发挥作用，可在一定阶段于受体细胞中表达这些外源转录刺激因子，从而完成重编程。（诱导率很低，1/100000以下）这种技术方法完全实现了无外源基因插入的目标，仍具有巨大的临床意义和潜在的应用价值。
3、蛋白质直接诱导法：理论上讲，在刺激重编程的外源转录因子蛋白上连接合适的穿膜肽，即可辅助转录因子 白进入受体细胞中，发挥自身效应，诱导细胞完成重编程过程。（诱导率还是比较低，1/10000左右）
4、mRNA转化诱导法
在体外对mRNA进行适当的修饰，就可以使受体细胞识别这些RNA分子为自体成分，不引发细胞的自身防御性反应和程序性死亡，应用这种方法，人们将重编程的转录因子mRNA导入到人成纤维细胞中，成功实践了由mRNA转化诱导重编程的方法。
5、microRNA诱导法
microRNA在细胞内具有重要调节作用，每个microRNA 可有多个靶基因，也可是几个microRNA共同调节一个因，也可是几个microRNA共同调节一个基因。因此，这种方法可考虑用于诱导成体细胞重编程为iPS细胞。
体细胞种类选择原则和体细胞重编程为iPS 细胞所需因子组合确定原则：参见PPT iPS细胞诱导分化：iPS细胞在一定培养条件下在体外可分化成含三个胚层来源细胞的多细胞结构。研究者已成功地将iPS细胞在体外定向诱导分化为运动神经元和多巴胺能神经元、星形胶质细胞、造血前体细胞、造血细胞、胰腺细胞和肝细胞等。由iPS细胞体外定向诱导分化出的细胞在治疗相应疾病方面均展示出一定疗效。将由小鼠iPS细胞在体外诱导分化来的多巴胺能神经元移植进帕金森病大鼠模型脑内，一段时间后可有效缓解大鼠疾病症状和改善其行为。将由iPS细胞在体外诱导分化来的神经前体细胞宫内移植进13.5天胎鼠脑中后，其可在体内进一步分化为胶质细胞和各类神经元，这些神经细胞功能性地整合进宿主脑中，并展现出成熟神经元的活性。
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