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生长在小鼠成纤维细胞滋养层上的 hES细胞克隆 胚胎干细胞的基本概念(Embryonic stem cells ,ES 细胞) 胚胎干细胞是一种来源于早期胚胎(桑椹胚或囊胚) 或早期胎儿原始生殖嵴的细胞，具有发育全能性(具有分化发育成三个胚层细胞的潜力), 是动物多种组织细胞的祖细胞。 ES细胞的基本特点 1 . 高度的发育潜能和分化潜能(全能性或多能性) 。 2 . 可操作性。它具有体外培养细胞的特征,可以在体外培养扩增,还可以对其进行遗传操作,选择和冻存,而不失其多能性。 3 . 无限扩增(自我更新) 。它在不同的生长条件下具有不同的功能状态。 ES细胞的形态学特征 1.细胞体积小; 2.核大,核质比高,多为常染色质; 3. 具一个或多个核仁,且大; 4.胞质较少,结构简单; 5.胞质内细胞器成分少,但游离核糖体丰富； 6.超微结构显示未分化的外胚层细胞特性。 ES细胞实验研究的背景(一) 自1981年Martin、Evans 等成功地分离培养出未分化小鼠ES细胞以来，研究者利用ES细胞体外特性开展了多方面研究，根据ES细胞的特性而发展起来的胚胎干细胞实验（ Embryonic stem cell test，EST）可以从细胞毒性、分化抑制以及分子生物学水平反映发育毒性。 ES细胞实验研究的背景(二) 1995年欧洲替代方法认证中心(European Center for the Validation of Alternative Method，ECVAM)决定在德国ZEBET、意大利的IIVS、 ECVAM三个实验室进行了EST实验批准前的研究。 2000年7月ECVAM 批准EST实验为体外药物和化合物毒性筛选的合法途径。 EST的优势 是发育毒理研究的理想模型，无须牺牲大量怀孕动物; 不用担心对动物或人体的巨大副作用; 为药物筛选、鉴定以及毒理研究提供可靠模型，提高药物筛选的可信性; 可与计算机等分析方法结合，因而具有更高的准确率和敏感性; 可以进行分子水平的定量研究; ES细胞是体外胚胎毒性筛检的良好模型 ES表型和毒性表现差异的研究 ES细胞在化合物的毒性机制的研究 hES细胞在安全性评价中的应用(一)体外胚胎发育毒性的筛检 目前体外替代方法中使用的人源性细胞只有癌细胞系或原代培养细胞； 利用mES的EST很难将结果外推到人； 全能性使hES成为体外发育毒性的优秀评价模型。 hES细胞在安全性评价中的应用(二)hES分化的肝细胞 目前使用的肝细胞株代谢酶含量极低， hES分化的肝细胞是进行化合物体外代谢的最佳细胞模型； 肝脏拥有多种细胞，很多在化合物代谢中的功能尚未阐明， hES 有望成为模仿简单肝组织的模型用在药物评价中。 hES细胞在安全性评价中的应用(三)hES分化的心肌细胞 hES分化的心肌细胞(hESCM)是药物安全性评价中使用的唯一人源性心肌细胞； hESCM与自动平台的结合使得筛选QT间期延长的模型实现高通量模式。 谢 谢 ！ * 胚胎干细胞在毒性评价研究中的应用 军事医学科学院毒物药物研究所 闫长会 化学物的安全性问题令人担忧 ?目前十万多种化学品在欧盟使用。 ?从1993年以来，只有141种大用量化学品被定为首批进行安全评估的化学品。 ?欧盟理事会批准的《注册、评估、授权和限制化学品》法规已在2007年6月1日生效，并据此成立了欧洲化学品总署。计划用50-100亿欧元和10-15年时间对尚未注册的三万多种化学品进行安全评估。 欧盟 ? 目前全球登记在册的化学物质多达2600多万种, 较为常用的约6-7万种, 包括工业化学品、农药、环境污染物、食品添加剂、医用化学品、生物毒素及军用毒剂等。 ? 随着工业生产的发展, 人工合成化学物质的种类不断增加, 每年至少还有1000多种新化学物质进入人类的生产与生活环境。 ? 在一定条件下, 许多外源性化学物质都能通过呼吸道、胃肠道或皮肤进入体内并损害机体, 成为毒物。 全球 传统的安全性评价手段 给予一定数量实验动物大剂量待测化学物，观察其毒性效应特征，然后将实验结果外推到暴露于小剂量相同化学物的大量人群。 存在问题： 种属外推 剂量外推 实验周期 作用机制 解决方案：灵敏度高 特异性强 周期短 体外细胞模型的局限性 ? 将动物实验资料外推到人一直是毒理学家面临的重要课题, 而应用人细胞进行研究是减少种属差异造成的不确定因素的途径之一。 ? 目前用于毒理学研究的人细胞体外模型都有不同程度的局限。例如:人原代细胞(如肝细胞等)难以获得, 而且变异性大, 在体外增殖有限;人永生化