1、第十二章細(xì)胞與個(gè)體發(fā)育第二節(jié)干細(xì)胞第二節(jié)干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ES cell）：出現(xiàn)于早期胚胎的干細(xì)胞，多數(shù)來(lái)自囊胚（胚泡）的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。成體干細(xì)胞（adult stem cell）：具組織特異性的干細(xì)胞，如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等。干細(xì)胞（stem cell）：一類(lèi)具有自我復(fù)制和多向分化潛能的細(xì)胞，是各種分化細(xì)胞或特化細(xì)胞的初 始來(lái)源。一、干細(xì)胞的基本特征（一）干細(xì)胞的自我復(fù)制對(duì)稱分裂（symmetry division）：產(chǎn)生兩個(gè)同型的細(xì)胞，均為干細(xì)胞或分化細(xì)胞。不對(duì)稱分裂（asymmetry division）：產(chǎn)生兩個(gè)異型的細(xì)胞，一個(gè)是干細(xì)

2、胞，另一個(gè)是分化細(xì)胞。機(jī)體對(duì)干細(xì)胞增殖的調(diào)節(jié)具有一定靈活性，以適應(yīng)生理變化需要，維持干細(xì)胞與分化細(xì)胞數(shù)量上的平衡。通常認(rèn)為，在正常狀況下，干細(xì)胞多以不對(duì)稱方式分裂。不對(duì)稱分裂對(duì)稱分裂（二）干細(xì)胞的分化全能干細(xì)胞（totipotent cell）受精卵八細(xì)胞期多能干細(xì)胞（pluripotent cell）胚泡內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的ES細(xì)胞專能干細(xì)胞（unipotent cell）成體干細(xì)胞（三）干細(xì)胞增殖分化的調(diào)控機(jī)制微區(qū)（niche）：干細(xì)胞所處的微環(huán)境，包括周?chē)?xì)胞、胞外基質(zhì)及可溶性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子等。1. 胞內(nèi)因素的調(diào)控Oct-4 Nanog端粒酶2. 胞外因素的調(diào)控黏附分子、多種分泌因子及周?chē)?xì)胞的直接

3、參與。二、胚胎干細(xì)胞ES 細(xì)胞胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell）EG 細(xì)胞胚胎生殖細(xì)胞（embryonic germcell），胚胎生殖嵴中的原始生殖細(xì)胞。EC 細(xì)胞畸胎癌細(xì)胞（embryonal carcinomacell），兼具多分化潛能與腫瘤細(xì)胞特性。（一）ES 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（inner cell mass）1. ES 細(xì)胞的生物學(xué)特性來(lái)源于胚泡的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；在不分化條件下能無(wú)限自我復(fù)制；能保持穩(wěn)定的二倍體正常核型；能分化為包括內(nèi)、中、外胚層的所有細(xì)胞類(lèi)型；當(dāng)被注入發(fā)育狀態(tài)的囊胚中，可整合至任一組織。2. ES 細(xì)胞分化潛能的評(píng)價(jià)（1）嵌合體實(shí)驗(yàn)ES 細(xì)胞與另一胚泡的IC

4、M細(xì)胞黏附在一起被移植入母體子，可被調(diào)整并參與原先胚胎的正常發(fā)育，最終成為組織結(jié)構(gòu)正常的嵌合體（chimera）個(gè)體。（2）畸胎瘤實(shí)驗(yàn)將ES 細(xì)胞異位移植至皮下，由于無(wú)滋養(yǎng)層細(xì)胞的調(diào)控，其發(fā)育表現(xiàn)為無(wú)序的細(xì)胞分化，成為畸胎瘤。內(nèi)部含 神經(jīng)管、腺管、上皮組織、軟骨、肌肉和毛發(fā)等多胚層來(lái) 源的多種類(lèi)型的分化細(xì)胞。此法亦可證明ES 細(xì)胞的多潛能分化特征。（3）類(lèi)胚體實(shí)驗(yàn)ES 細(xì)胞在無(wú)飼養(yǎng)層與分化抑制因子條件下培養(yǎng)時(shí)， 形成類(lèi)胚體（embryoid body, EB）。其中間細(xì)胞團(tuán)保持干細(xì)胞生長(zhǎng)特點(diǎn)，周邊細(xì)胞逐漸分化為不同類(lèi)型的細(xì)胞。3. ES 細(xì)胞的體外分化改變細(xì)胞生長(zhǎng)條件，如添加各種生長(zhǎng)因子、改變

5、其黏附狀態(tài)誘導(dǎo)細(xì)胞間相互作用等；導(dǎo)入特定的分化相關(guān)基因，誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生定向分化；可分化為脂肪細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、造血細(xì)胞、樹(shù)突樣細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、胰島細(xì)胞等。目前面臨的主要困難：定向分化。3. ES 細(xì)胞的應(yīng)用潛能（1）移植治療如帕金森綜合癥、糖尿病、創(chuàng)傷性脊髓損傷等病癥， 均有望通過(guò)誘導(dǎo)ES 細(xì)胞定向分化為相應(yīng)細(xì)胞類(lèi)型再移植入病人體內(nèi)治療。（2）其他應(yīng)用用于研究胚胎發(fā)育過(guò)程中的相應(yīng)機(jī)制；模擬組織和細(xì)胞的體內(nèi)效應(yīng)，以篩選藥物或測(cè)試藥物毒性； 對(duì)ES 細(xì)胞進(jìn)行基因操作后再用于治療。（二）EG 細(xì)胞來(lái)自胚胎生殖嵴中的原始生殖細(xì)胞；與ES 細(xì)胞具類(lèi)似特性，如具有多分化潛能、特殊干細(xì)胞

6、標(biāo)記等；增殖能力稍弱，不能無(wú)限制生長(zhǎng)；不能產(chǎn)生畸胎瘤。三、成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞存在于多種組織與器官，包括骨髓、外周血、腦、脊髓、牙髓、血管、骨骼肌、表皮、消化管、角膜、 視網(wǎng)膜、肝臟、胰腺等。兩個(gè)基本特征：自我復(fù)制能夠分化為具有特殊功能的成熟細(xì)胞。數(shù)目稀少。在相應(yīng)誘導(dǎo)條件下，成體干細(xì)胞可跨組織甚至跨胚層分化- 可塑性（plasticity）。1. 造血干細(xì)胞 （hematopoietic stem cell, HSC）表面標(biāo)記：CD34+/ Thyl+/ lin-來(lái)源:骨髓移植外周血（從中篩選出CD34+白細(xì)胞，含5-20%的造血干細(xì)胞）臍帶血E. Donnall ThomasThe Nobel Prize inPhysiology or Medicine 19902. 神經(jīng)干細(xì)胞存在于腦組織?？煞只癁樯窠?jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞等。特征標(biāo)記：巢蛋白nestin（屬中間絲骨架蛋白）膠質(zhì)纖維酸性蛋白GFAP 等目前仍缺乏被普遍接受的單一特異性標(biāo)記 。3. 間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal cell, MSC）來(lái)源于結(jié)締組織。能在體外增殖，也可在不同條件下分化為多種間充細(xì)胞，如脂肪細(xì)胞、上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞等。含有多種特異性表面抗原：CD71、CD44、CD90