第二军医大学-上海第二军医大学医学细胞生物学精品课程.doc

第 二 军 医 大 学 细胞生物学 教 案 第 15 次课 授 课 时 间： 2010.5.21 教案完成时间： 2010.5.20 课程名称 医学细胞生物学 年级 军医09 专业层次 本科 教 员 何志颖 专业技术职 务 讲师 授课方式 （大、小班） 大班 授课题目（章、节） 第十章 发育过程中的细胞类型；第四篇 细胞与生物工程 基本教材和 主要参考书 医学细胞生物学。胡以平。高等教育出版社，2009。 Essential cell biology. Alberts B et al. Garland Science.2003. 教学目的： 1、2、3、 主要内容与时间安排： 从干细胞的研究历史引出干细胞的概念，重点讲解干细胞的分类、生物学特征以及胚胎干细胞的基本特征。简单讲解成体干细胞和肿瘤干细胞的基本知识，最后简要讲解有关动物细胞工程所涉及的主要技术领域，重点是细胞工程、细胞培养、细胞系和细胞株的概念。 教研室审阅意见： 教学组长（主讲教员）签名： 教研室主任签名： 内 容 教具及时间分配 干细胞和细胞工程各种脊椎动物的发育过程十分相似，都要经历受精卵的形成、卵裂、胚层出现、组织器官形成及胚后发育这样一个连续的过程。这一过程的发展和完成主要是通过细胞的分裂和分化来实现的。细胞的分裂可以扩大细胞的数量，即发生量的变化；而细胞的分化可形成各种不同类型的细胞，即发生质的变化。因此，个体发育的过程实际上是细胞的不断分裂增殖和有序分化的结果。从细胞水平来看，个体的发育可简单的认为是从全能细胞→多能细胞→专能细胞→成熟细胞发展的过程，由此，一个受精卵就可发育成一个多细胞个体，而且个体中的多种细胞可精确的出现于特定的位置，执行其特殊功能。然而，该过程中若出现细胞增殖和/或分化异常，机体的正常发育或正常胜利功能的维持就有可能受到影响。 本章将介绍个体发育中出现的一些正常细胞（如各种干细胞以及成体中的4种基本组织细胞）的基本特征及其与医学的关系。而且，也将介绍个体发育中出现的异常细胞——肿瘤细胞和肿瘤干细胞的基本特征。第一节 干 细 胞干细胞（stem cell）是指细胞分化过程中出现的具有分裂增殖能力，并能分化产生一种以上“专业”细胞的原始细胞。根据其分化潜能及产生“专业”细胞的不同，又可分为全能干细胞(totipotent stem cell)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和专能干细胞（multipotent stem cell 或committed stem cell）。全能干细胞指那些具有发育全能性的早期胚胎细胞，如处于8细胞期之前的每一个胚胎细胞（包括受精卵），这种状态的任何一个细胞植入子宫后，都可以发育为一个完整的个体；多能干细胞指那些分化潜能很“宽”，可分化为多种专能干细胞的原始细胞如胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）；专能干细胞指那些存在于成熟个体各种组织器官中的干细胞，具有自我更新能力，但通常只具有分化为参与相应（或相邻）组织器官组成的“专业”细胞，如各种成体干细胞（adult stem cell 或somatic stem cells）。 一、干细胞的基本特征 （一）干细胞的形态和生化特征 形态特征 干细胞通常呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比例较大。根据其形态学特征和存在位置可以辨认不同的干细胞，但是，也有很多干细胞的存在部位仍未确定，且没有与分化细胞截然不同的形态学特征。 生化特征 干细胞都具有较高的端粒酶活性，这与其增殖能力密切相关。不同的干细胞可能具有各异的生化标志，如角蛋白15是确定毛囊中表皮干细胞的标志分子，nestin为神经干细胞的标志分子，干细胞的生化标志对于确定干细胞位置，寻找和分离干细胞都具有重要意义。 （二）干细胞的增殖特征 缓慢性 干细胞的增殖速度通常很慢。但当机体需要时，它可以进入分化过程，以适应组织器官的生长、发育或修复的需要。干细胞一旦进入分化过程，其增殖速度便可逐渐加快。干细胞增殖时，首先要经过一个短暂的增殖期，产生过渡放大细胞(transit amplifying cell)。过渡放大细胞是界于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞，它可经若干次分裂后产生分化细胞。过渡放大细胞的生物学意义在于可以通过较少次数的干细胞分裂，产生较多的分化细胞。干细胞的分裂比过渡放大细胞慢，如小肠干细胞较其过渡放