干细胞与肺疾病(呼吸科内讲座)详解.ppt

干 细 胞 治 疗 肺 疾 病 干细胞大事记 1967年，美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯发表报告称，如果将正常人的骨髓移植到病人体内，可以治疗造血功能障碍。 1998年11月，美国威斯康星大学的科学家在美国《科学》杂志报告说，他们已成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖。 1999年12月，美国科学家在《美国科学院院刊》报告说，小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后，世界各国的科学家相继证实，成体干细胞，包括人类的成体干细胞具有可塑性。 1999年12月，干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世界十大科学进展之首 内 容 干细胞基础知识 干细胞与肺部疾病的当前研究 开展干细胞治疗肺疾病的思考 干细胞基础知识 干细胞(stem cell)： 定义：干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞 干细胞分类（一） 按来源分类 (1)胚胎干细胞：指胚胎早期的干细胞。这类干细胞分化潜能宽，具有分化为机体任何组织细胞的能力。如囊胚期内细胞团的细胞 (2)成体干细胞：指成体各组织器官中的干细胞，具有自我更新能力，但分化潜能窄，只能分化为相应(或相邻)组织器官组成的细胞。如骨髓造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、肺干细胞等 干细胞分类（二） 根据其分化潜能大小，可分为三类 全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能(如胚胎干细胞) 多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力。如骨髓造血干细胞，它可分化出至少十二种血细胞，但不能分化出造血系统以外的其它细胞 单能干细胞：只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞、肺干细胞 干细胞的形态特征 干细胞形态共性：细胞呈圆形或卵圆形，体积小，核质比大，增殖力强 干细胞的固定组织位置：多数的干细胞有固定存在部位与方式 干细胞的生化特性 ①端粒酶活性高：如造血干细胞具癌细胞的端粒酶活性，增殖能力强。随着增殖与分化，端粒酶活性下降 ②蛋白标志和免疫分子：不同干细胞有各异的蛋白质标志分子，可作为确定干细胞位置、分离提纯干细胞的标志。如：巢素蛋白—神经干细胞；角蛋白15—表皮干细胞 干细胞的分裂方式 干细胞有对称与不对称两种分裂方式 干细胞的增殖特点 干细胞增殖速度较慢：小肠干细胞的分裂速度(Tc=11小时) 干细胞具有自稳定性：干细胞在个体生命过程中自我更新并维持其自身数目恒定 自稳定性是区别肿瘤细胞的本质特征 干细胞分化具有可塑性 干细胞的横向分化 在干细胞移植时，供体干细胞在受体中通常分化为与其组织来源一致的细胞。但有时供体干细胞会分化出与其组织来源不一致的其它细胞，这种现象称干细胞横向分化(trans-differentiation)。 实验：小鼠肌肉干细胞→体外＋少量骨髓间质细胞培养5天→接受致死量辐射的小鼠中→各种血细胞系 横向分化的调控机制 与干细胞的微环境有关 干细胞进入新的微环境后，对分化信号的反应受到周围正在进行分化细胞的影响，从而对新的微环境中的调节信号做出反应 启 示 干细胞横向分化表明成体干细胞被移植入受体中具有很强的可塑性 临床上可寻找容易获得的其它组织干细胞，大量扩增后植入病变器官，在植入器官微环境诱导下向该系统细胞分化，这为干细胞治疗提供了可能 干细胞的逆向分化 干细胞的逆向分化（去分化） 一种干细胞向其前体细胞的逆向转化 干细胞增殖与分化的微环境 干细胞巢(stem cell nich，壁龛）： 干细胞在组织中的居所 干细胞生存的微环境： 指干细胞巢中控制干细胞增殖与分化的外部信号 干细胞的微环境 常见的干细胞 胚胎干细胞 骨髓造血干细胞 骨髓间充质干细胞 神经干细胞 表皮干细胞 毛囊干细胞 干细胞应用研究重点 1．细胞治疗 干细胞可恢复因重大疾病而损害的细胞，这是干细胞潜在的最大优势 2．基因治疗 即通过胚胎干细胞和基因工程技术，矫正缺陷基因，将治疗基因整合到干细胞，再将干细胞移植入人体中，能够持久地发挥作用。 肺囊性纤维化病是一种基因缺陷遗传病，30岁以前致死。若在胚胎早期干细胞中将缺陷基因修正，再将修复后的胚胎干细胞嵌入胚胎中， 将会生出一个健康的婴儿 支气管肺发育不良 3、癌症治疗 设计多种方法，使特定细胞能击中特定癌细胞，直接破坏或改变癌细胞。 4、器官移植 目前科学家已能在体外以干细胞为种子培育成功一些组织器官，来替代病变或衰老的组织器官 有一天，真的会长生不老! 干细胞与肺部疾病的当前研究进展 小鼠胚胎干细胞可转化为肺细胞 小鼠胚胎干细胞在含有Ⅰ型胶原的培养基中可以分化成无纤毛的分泌细胞Clara 细胞 在含有小气道生成因子的无血清培养基中,小鼠胚胎干细胞可以分化成Ⅱ型肺