1第七章干细胞研究及其应用山东师范大学生命科学学院2InearlyOctober,aColoradocouplehasababynamedAdam,whoseumbilicalcordstemcellscouldcurehissix-year-oldsisterMolly'sFanconianemia.2000年十月发生在美国Colorado的一个故事34Onecellisremovedfromaneight-cellembryoinpreparationforpreimplantationgeneticdiagnosis.5TwoseparatedblastomeressubjectedtoFISHanalysistocheckthechromosomes6GeneticabnormalitiesdetectedwithVysisInc.'sMultiVysionPGTtechnology.7一、干细胞的概念干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。8干细胞研究成为继人类基因组大规模测序之后最具活力、最有影响和最有应用前景的生命学科研究领域，1999年干细胞研究被美国《科学》杂志评为1999年度世界十大科学之冠，2000年干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。组织工程是以干细胞研究为基础发展起来，它有望解决临床上急需的人工组织与器官问题，进展极为迅速，已经成为干细胞应用的主要方向。9干细胞有几个主要特征干细胞本身不是终末分化细胞；干细胞能无限增殖分裂；干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止状态；干细胞分裂产生的子细胞只能有两种命运——保持为干细胞或分化为特定细胞。1011Alternativemodelsforstemcelldevelopment.(A)Invariantasym-metry.Astemcell(S)givesrisebyasymmetricdivisiontoaprog-enitor(P)withamorerestrictedproliferationpotential,whichdifferentiatesinresponsetoextri-nsiccues.Thestemcellphenotypeisregulatedbyreciprocalshort-and/orlong-rangesignaling(thickcoloredarrows).(B)Populationalasymmetry.Stemcellsgiverisetodaughtercellsthatcanbeeitherstemcellsorelseprogenitorsthatdifferentiatealongdifferentpathways(1,2,and3)dependingonthecombinationofextrinsicfactorstowhichtheyareexposed.ECM,extracellularmatrix.1213141981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞。至今已分离得到的胚胎干细胞物种有：金黄地鼠（1988）、貂（1993）、猪（1994，1997）、鸡（1996）、恒河猴（1995）、绒猴（1996）。分离得到人的胚胎干细胞（1998），分离得到人的胚胎生殖细胞（1998），目前不断报道成年组织来源的的干细胞。15二、干细胞的分类按分化潜能大小来分类:全能干细胞（Totipotentstemcell）：它具有形成完整个体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。多能干细胞（pluripotentstemcell），具有分化出多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。如骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种血细胞。专能干细胞（multipotentstemcell），这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。16根据来源来分:来源于胚胎---胚胎干细胞ESC（EmbryonicStemCell）胚胎性生殖细胞EGC（EmbryonicGermCell）来源于成体---成体组织来源的干细胞ASC（Adult-derivedStemCell）17根据干细胞组织发生的名称进行分类:胎胎干细胞造血干细胞骨髓间质干细胞肌肉干细胞成骨干细胞内胚层干细胞视网膜干细胞胰腺干细胞18三、胚胎干细胞191998年美国有两个小组分别培养出了人多能(pluripotent)干细胞：JamesA.Thomson在Wisconsin大学领导一个研究小组从人胚胎组织中培养出了干细胞株。他们使用的方法是：人卵体外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取innercellmass细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面marker和酶活性，证实它们就是胚胎干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20个细胞用于培养。JohnD.Gearhart在JohnsHopkins大学领导另一个研究小组也从人胚胎组织中建立了干细胞株。他们的方法是：从受精后5－9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞(primordialgermcell)。由此培养的细胞株，证实具有全能干细胞的特征。2021InduceddifferentiationofhumanES-derivedcellsinculture.22ES细胞的体外培养（取自干细胞和发育生物学，叶鑫生等编，2000.4...
