胚胎干细胞的研究及应用[上学期]

课件28张PPT。胚胎干细胞的研究及应用一、胚胎干细胞及其研究进展1、什么是干细胞？2、干细胞的分类及特点 是动物（包括人）胚胎及其某些器官中具有的自我复制和多向分化潜能的原始细胞按照干细胞的发育阶段分类胚胎干细胞（囊胚中未分化的细胞）成体干细胞（胎儿、儿童、成人组织中的干细胞）按照干细胞的分化潜能分类全能干细胞（胚胎干细胞）多能干细胞（造血干细胞）专能干细胞（成肌细胞）一、胚胎干细胞及其研究进展2、干细胞的分类及特点只能分化成一种类型或功能相近的两种类型的细胞上皮组织基底层的细胞，肌肉种的成肌细胞能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体造血干细胞能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体胚胎干细胞3、胚胎干细胞及其特点一、胚胎干细胞及其研究进展（1）、胚胎干细胞： 是指来自人和动物的早期胚胎（囊胚），具有自我更新和多项分化潜能的原始细胞。简称ES或EK细胞。滋养层内团细胞①、具有胚胎细胞的特性，体积小、细胞核大、核仁明显。 ② 、具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞。 ③ 、在体外培养条件下，胚胎干细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行某些遗传改造。一、胚胎干细胞及其研究进展3、胚胎干细胞及其特点（2）、胚胎干细胞的特点成肌细胞移植前（左）后（右）胚胎干细胞神经干细胞一、胚胎干细胞及其研究进展4、胚胎干细胞研究进展种的几个重要事件（1）、1981年，美国科学家爱文斯建立了小鼠胚胎干细胞系，开创了胚胎干细胞研究的先河。（2）、1998年，美国科学家汤姆森等发表了人胚胎干细胞研究的成果。（3）、20世纪90年代，除了骨髓移植之外，外周血和脐血干细胞移植也逐步应用于治疗血液病和恶性肿瘤。正常人骨髓病人骨髓造血干细胞脐血移植 一、胚胎干细胞及其研究进展5、胚胎干细胞的培养过程培养内细胞团细胞，可进一步分化为各种组织（1）、培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，这种培养系必须能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制胚胎干细胞的分化。（2）、培养干细胞时，首先在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养 层，然后将干细胞接种在饲养层上面，用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，这些胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。（3）、把胚胎放在培养液中继续培养，知道内细胞层突出饲养层外，然后用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。一、胚胎干细胞及其研究进展6、胚胎干细胞的分化过程外、中、内三个胚层分别分化为不同的组织和器官一、胚胎干细胞及其研究进展7、干细胞生物学研究历程（1）、1970年，从受孕小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养。（2）、1981年，埃文斯建立小鼠胚胎干细胞系，并诱导分化出神经细胞、肌肉细胞，甚至可以培养出器官。（3）、1998年，汤姆森发表了人胚胎干细胞研究成果。（4）、2001年，美国科学家化学药物处理猴子的卵细胞，其中4枚单性发育到囊胚期，获取胚胎干细胞并成功诱导分化。一、胚胎干细胞及其研究进展7、干细胞生物学研究历程（5）、2002年，日、英、美科学家成功利用干细胞培育出器官或细胞进行疾病治疗。（6）、2003年，日本科学家利用猴子胚胎干细胞治疗帕金森氏综合症。（7）、2004年，美国科学家将人胚胎干细胞植入脊椎受伤无法行走的小鼠体内，瘫痪小鼠重新行走。（8）、我国胚胎干细胞研究成果。 二、胚胎干细胞的应用1、提高生育质量 人胚胎细胞系的建立与人胚胎干细胞的研究，可以帮助我们理解人发育过程中的复杂的事件，是人们深刻认识困扰胚胎学家的一些基本问题，促进人们对胚胎发育细节的研究，从而揭示人与动物发育机制及影响其发育的因素。 例如：胚胎发育是如何分化成彼此不同类型的细胞，又是什么因素促进其构成组织和器官的；又如人们可以大量培养人胚胎发育过程中不同时期的细胞，再深入研究基因表达，也有望认识畸形胎儿形成的机制。二、胚胎干细胞的应用2、组织或器官修复 利用干细胞生产细胞和组织，为细胞或组织移植提供无免疫原性的材料，应用于临床上的器官移植和再生，或产生人体具有特殊生理功能的稀有蛋白，可用于基因治疗等。二、胚胎干细胞的应用3、干细胞治疗任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异性细胞或组织来治疗。二、胚胎干细胞的应用4、克隆动物改良并创造动物新品种5、新药物研究 胚胎干细胞为新药物的药理、药效、毒理等的细胞水平的研究提供了材料，大大减少了药物研究所需动物的数量，降低了成本。三、胚胎干细胞研究面临的难题与挑战1、毁掉早期胚胎获得干细胞，以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命是否值得？三、胚胎干细胞研究面临的难题与挑战2、分化的器官要离体培养并维持正常的生理功能目前无法做到；器官的体外保存和维持仍然是器官移植的难题三、胚胎干细胞研究面临的难题与挑战3、胚胎干细胞的应用给伦理、法律、宗教带来了新的研究课题。三、胚胎干细胞研究面临的难题与挑战4、胚胎干细胞维持自我更新和定向分化的分子机理。5、如何做到胚胎干细胞既能维持体外培养条件下的增殖，又不发生分化？6、对胚胎干细胞诱导分化后，分化细胞的增殖仍是难以解决的问题。如何得到纯化的分化细胞也有很多工作要做。7、如何诱导干细胞定向分化？干细胞研究领域小结1、建立完善维持胚胎干细胞体外增殖与定向诱导分化的体系2、研究转基因或转核胚胎干细胞的增殖与分化及其调控机制3、诱导分化细胞的性能分析与鉴定4、体外重构重要的组织与器官、探索克服移植排异等的技术方法5、胚胎干细胞在组织原位再生修复中的作用机制与原位培养模式的探索