第十七章干細胞主要內容第一節干細胞概述第二節胚胎干細胞第三節組織干細胞第四節干細胞與醫學StemCellandTissueRegeneration第一節干細胞概述一、干細胞的存在二、干細胞的形態和生化特征三、干細胞的增殖特性四、干細胞的分化特性五、干細胞生理活動的微環境StemCellandTissueRegeneration干細胞：是一類具有自我更新和多向分化潛能的細胞。存在部位：個體發育全過程中的各種組織中。功能：生長發育、組織器官的結構和功能的動態平衡，

損傷后的再生修復。一、干細胞的存在(一)干細胞(stemcell)的存在StemCellandTissueRegeneration胚胎發育和個體形成

精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎StemCellandTissueRegeneration1.全能干細胞（totipotentstemcell）(二)干細胞的類型8細胞期之前的胚胎細胞，可發育為完整個體StemCellandTissueRegeneration一、干細胞的存在有分化為成熟個體中所有類型細胞的潛能，但不能形成完整個體,也稱胚胎干細胞（embryonicstemcell，ES細胞）內細胞團細胞。2.多能干細胞（pluripotentstemcell）3.組織特異性干細胞（tissuespecificstemcell）概念：專能性干細胞(multipotentstemcell)、成體干細胞(adultstemcell)。功能：參與發育，并持續存在于個體的整個生命過程。實現所在組織中細胞的新舊更替，維持組織器官結構和功能的動態平衡。StemCellandTissueRegeneration一、干細胞的存在受精卵細胞團囊胚胎兒成體專能

unipotency全能

totipotency多能

pluripotenyStemCellandTissueRegeneration胚胎干細胞的來源與早期分化StemCellandTissueRegeneration二、干細胞的形態和生化特征1.干細胞的形態特征原始細胞特征：呈圓形或橢圓形；體積?。缓速|比大；細胞器不發達。StemCellandTissueRegeneration二、干細胞的形態和生化特征2.干細胞的生化特性高端粒酶活性；生化標志，nestin為神經干細胞標志。

干細胞過渡細胞分化細胞三、干細胞的增殖特征1.干細胞的增殖速率具有緩慢性StemCellandTissueRegeneration有利于干細胞對特定的外界信號作出反應。減少基因突變的危險，有更多時間校正復制錯誤。2.干細胞增殖系統具有很強的自穩定性自穩定性三、干細胞的增殖特征對稱分裂不對稱分裂：干細胞維持自身數目恒定的基本方式干細胞的不對稱分裂A．干細胞的簡單不對稱分裂B.干細胞的種群不對稱分裂四、干細胞的分化特征1.干細胞分化的譜系限定性2.干細胞分化的可塑性四、干細胞的分化特征a.去分化；b.轉決定；c.轉分化；d.直接誘導分化細胞重編程的主要策略A．體細胞核轉移（SCNT）；B.細胞融合;C.iPS細胞；D.譜系轉化五、干細胞生理活動的微環境

“干細胞巢”(stemcellniche)：由干細胞及其外圍細胞、參與其增殖分化調控相關因子組成，具有動態平衡特性的局部環境。

成骨細胞mTORC1活化小鼠骨髓血管形成減少30CtrlTsc1KO

成骨細胞mTORC1抑制小鼠骨髓血管形成增加31CtrlRaptorKO

成骨細胞mTORC1促進Cxcl9分泌抑制骨髓血管形成32NatCommun,Accepted第二節胚胎干細胞一、胚胎干細胞的生物學特性二、胚胎干細胞的體外分化一、胚胎干細胞的生物學特征StemCellandTissueRegeneration二、胚胎干細胞的生物學特征1、生化特征胚胎階段特異性抗原(SEEA)、堿性磷酸酶、端粒酶2、分化潛能多能干細胞，分化為內、中、外胚層金標準——嵌合體試驗：二、胚胎干細胞的體外分化StemCellandTissueRegeneration脂肪骨骼骨髓基質肌腱，韌帶基因傳遞軟骨心肌生物制藥第三節組織干細胞一、造血干細胞二．間充質干細胞三、神經干細胞四、肝干細胞五、精原干細胞目前已分離或鑒定的組織干細胞：造血干細胞(hematopoiesisstemcell，HSC)；間充質干細胞(mesenchymalstemcell,MSC)；神經干細胞(neuralstemcell,NSC)；肝干細胞(liverstemcell)；皮膚干細胞(epidermalstemcell)；小腸干細胞(intestinalstemcell)；角膜的干細胞(cornealstemcell)；腎臟干細胞(renalstemcell)；肌肉干細胞(myogenicstemcell)；胰腺干細胞(pancreaticstemcell)；肺臟干細胞(lungstemcell)。StemCellandTissueRegeneration組織干細胞示意圖健康小鼠骨髓細胞懸液+受致死劑量射線照射的小鼠受照射小鼠脾內出現結節狀造血灶一、造血干細胞1961年Till和McCulloch首次通過小鼠脾集落形成實驗證實了造血干細胞（hematopoiesisstemcell，HSC）在成體內的存在。小鼠脾集落形成實驗造血干細胞的分化存在骨髓腔中，可分化為多種間充質組織：如骨、關節、脂肪、肌腱、肌肉、骨髓基質等。二、間充質干細胞MSC地塞米松、β-磷酸甘油、Vc和含有10%FBS脂肪細胞軟骨細胞TGFβ3