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第十章 干细胞与细胞工程 第一节 干细胞 干细胞是指具有分裂增殖能力，并能分化形成一种以上“专业”细胞的原始细胞。 —存在于胚胎的干细胞称胚胎干细胞 —存在于成体细胞的干细胞称成体干细胞 一、干细胞的形态与生化特征 1、形态有共性， —通常为圆形或椭圆形， —细胞体积小，核相对较大， —核内多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性 2、生化特性 在干细胞表面可检测到早期胚胎细胞中表达的阶段特异性胚胎抗原（SSEA），SSEA有种属差异性。 二、干细胞的增殖与分化特性 1、干细胞的增殖特性 —干细胞增殖的缓慢性： —干细胞增殖系统的自稳定性 干细胞在生物体的生命过程中自我更新并维持自身数目恒定的特性称为干细胞的自稳定性。干细胞分裂后，如果两个子细胞都是分细胞或都是干细胞，称为对称分裂，若产生的子细胞一个是干细胞，一个是分化细胞，则称为不对称分裂。哺乳动物的干细胞是种群意义上的不对称分裂，称为种群不对称分裂。 2、干细胞的分化特性 1）干细胞的分化潜能 -全能性干细胞 -多能性干细胞 -专能干细胞 受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性。随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定型的细胞 干细胞的特点 ①终生保持未分化或低分化特征； ②在机体的中的数目、位置相对恒定； ③具有自我更新能力； ④能无限制的分裂增殖； ⑤具有多向分化潜能，能分化成不同类型的组织细胞，造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞等成体干细胞具有一定的跨系、甚至跨胚层分化的潜能； ⑥分裂的慢周期性，绝大多数干细胞处于G0期 ⑦通过两种方式分裂，对称分裂和不对称分裂前者形成两个相同的干细胞或者分化细胞，后者形成一个干细胞和一个分化细胞。 三、几种主要的干细胞 1、胚胎干细胞（ESC）：是指来自胚胎期的卵裂球或胚泡的内细胞团，具有多向分化潜能和自我更新能力的细胞 胚胎干细胞在体外可无限增殖并保持未分化的状态，可以分化为外胚层、中胚层和内胚层各类型细胞，甚至可发育分化为一个完整的个体。 胚胎干细胞的生物学特征 1、体外分化抑制培养时，呈克隆状生长，细胞界限不清 2、可在体外扩增、选择和冻存，需要时冻存细胞可解冻，继续培养而不失原细胞特征， 3、细胞内散布着核糖体和线粒体， 4、细胞核相对较大，核内多为常染色质 5、表达阶段特异性胚胎抗原SSEA 6、有很强的端粒酶活性。 第二节 细胞工程 细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学方法，在细胞水平上进行遗传操作、改变细胞的遗传学特征和生物学特性，以获得特定生物学特性细胞和生物个体的技术。常采用的生物技术有：细胞培养、细胞分化的定向诱导和显微注射等 单克隆抗体的主要应用 1、作为医学检验试；如MHC和ABO血型鉴定等 2、用于治疗疾病 3、作为研究的探针，如用荧光物质标记单克隆抗体作为探针，确定相应生物大分子在细胞中的位置等。 五、细胞治疗与再生医学 再生医学： 是研究人体器官、组织自身所具有的构建更新和修复潜能，并应用多种修复手段使人体的组织器官功能得以改善和修复的科学。 * 2）干细胞的转分化与去分化 —干细胞的转分化：一种组织类型的干细胞在一定条件下可以分化为另一种组织类型的细胞 —干细胞的去分化：一种干细胞向其前体细胞的逆向转化被称为是干细胞的去分化 全能细胞 囊胚 胚胎 内细胞团 原始生殖细胞 培养的胚胎干细胞 2、造血干细胞 造血干细胞是存在于造血组织内的一类能分化产生各种血细胞的原始细胞，又称多能造血干细胞 造血干细胞可分为两类： 一类为长期造血干细胞，具有很强的自我更新能力，并维持长期的连续性； 另一类为短期造血干细胞，具有有限的自我更新能力，维持正常造血细胞的生长；又称祖细胞或前体细胞。 造血干细胞在成体血组织中数目很少，仅占有核细胞的0.05%,并且造血干细胞没有明显示的形态特征,只有通过其表面特有的标志分子和功能进行鉴定和分离纯化,CD34+是造血干细胞的代表性表面标志, 临床和基础研究大多通过应用CD34+细筛选\富集造血干细胞。虽然CD34+细胞不全是造血干细胞，但造血干细胞全部表达CD34+分子。 3、神经干细胞 神经干细胞是指具有自我更新能力及分化形成神经元、支持营养神经元的星形胶质细胞和少突胶质细胞的一些细胞。 1992年开始，科学家分别从小鼠、大鼠和成人脑组织分离出神经干细胞； 我国科学家从人胚胎纹状体、成年大鼠纹状体和小鼠胚胎质组织中获得神经干细胞； 1996年，从成年哺乳动物脊髓内分离得到神