干細(xì)胞的基本知識

1、干細(xì)胞的基本知識第1頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三干細(xì)胞(stem cell) 干細(xì)胞是具有自我更新與分化潛能的未分化或低分化細(xì)胞。醫(yī)學(xué)界稱之為“萬用細(xì)胞”第2頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三干細(xì)胞具有“無限” 的增殖能力，能夠產(chǎn)生與母代細(xì)胞相同的子代細(xì)胞，維持該干細(xì)胞種群。 自我更新分化潛能 干細(xì)胞能分化生成不同表型的成熟細(xì)胞，例如胚胎干細(xì)胞可以分化形成個(gè)體的所有成熟細(xì)胞類型。第3頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三根據(jù)其發(fā)育階段不同，可分為：胚胎干細(xì)胞 (ESC)具有分化為機(jī)體任何一種組織器官的潛能。 如囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中

2、的細(xì)胞。成體干細(xì)胞（ASC)機(jī)體組織中保留的一部分比較原始的細(xì)胞,一旦機(jī)體需要,這些細(xì)胞便可按發(fā)育途徑,先分裂后分化,產(chǎn)生分化細(xì)胞。第4頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三按分化潛能的大小全能干細(xì)胞： 在一定條件下，能夠分化發(fā)育成為完整個(gè)體的細(xì)胞，如哺乳動物桑葚胚的8細(xì)胞期之前的細(xì)胞 。多能干細(xì)胞： 在胚胎發(fā)育的三胚層形成后，細(xì)胞的分化潛能受到限制，僅能向本胚層組織和器官方向分化發(fā)育。如造血多能干細(xì)胞。 單能干細(xì)胞:只能分化為一種類型的細(xì)胞，而且自我更新能力有限，如上皮組織基底層的干細(xì)胞，肌肉中的成肌細(xì)胞，紅系干細(xì)胞等。第5頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，

3、星期三骨髓干細(xì)胞一類是造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cells，HSCs），它為循環(huán)血液提供前體細(xì)胞；另一類是間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs），它是骨髓中主要的 支持細(xì)胞，在調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞的長期存活，生長分化中起重要作用。第6頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三二、干細(xì)胞的生物學(xué)特征 （一） 具有“無限”的自我更新能力 （二）多向分化潛能（三）具有未分化或低分化特性 (四) 可塑性第7頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三干細(xì)胞終末分化細(xì)胞1、干細(xì)胞的獨(dú)特增殖方式 干細(xì)胞通過非對稱分裂產(chǎn)生與一個(gè)與母

4、代細(xì)胞完全相同的子代細(xì)胞，以保持干細(xì)胞穩(wěn)定；同時(shí)還產(chǎn)生分化細(xì)胞。第8頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三2.細(xì)胞分化的潛能隨個(gè)體發(fā)育進(jìn) 程逐漸“縮窄”細(xì)胞分化的一般規(guī)律：在胚胎發(fā)育過程中，細(xì)胞逐漸由“全能”到“多能”，最后向“單能”的趨向。 第9頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三干細(xì)胞的可塑性干細(xì)胞的可塑性：即干細(xì)胞具有在不同微環(huán)境中可轉(zhuǎn)化為不同干細(xì)胞及不同類型的成熟組織細(xì)胞的特性。機(jī)制：1, 橫向分化 2，去分化/脫分化 3，干細(xì)胞的異質(zhì)性 4，細(xì)胞融合 5，基因重組學(xué)說 6，亞全能干細(xì)胞學(xué)說影響因素：微環(huán)境和基因表達(dá)第10頁，共29頁，2022年，

5、5月20日，6點(diǎn)53分，星期三1 胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞來源囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的生殖脊成體的各種組織優(yōu)點(diǎn)易分離，純化，可無限增殖，有分化全能性可定向分化，不引起免疫排斥反應(yīng)，沒有倫理道德壓力缺點(diǎn)可自動分化形成畸胎瘤，可能引起免疫排斥反應(yīng)，有倫理道德壓力數(shù)量少，無特有的細(xì)胞表面標(biāo)志，難分離，難純化第11頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三三 鑒定，篩選 ESC:胚胎細(xì)胞在發(fā)育的不同階段, 其細(xì)胞表面出現(xiàn)不同的抗原。未分化的人ESC 細(xì)胞表面SSEA-3、SSEA-4、TI-1-60、TRA-1-81等呈陽性.這些標(biāo)記物加上干細(xì)胞時(shí)期細(xì)胞內(nèi)堿性磷酸酶、端粒酶的特異性高表達(dá), 可

6、成為鑒定胚胎干細(xì)胞的依 據(jù).ASC的鑒定識別主要通過三種途徑: 分離培養(yǎng)和形態(tài)學(xué)觀察; 免疫表型鑒定; 分化功能檢測。第12頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三四 干細(xì)胞的應(yīng)用一，干細(xì)胞是早期胚胎發(fā)育的良好模型二，干細(xì)胞是研究人類疾病的良好模型三，干細(xì)胞具有臨床應(yīng)用的前景。1，移植治療2，基因治療3，轉(zhuǎn)運(yùn)載體4，干細(xì)胞庫第13頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三五 存在的問題 1)干細(xì)胞的分離、純化、增殖、鑒定的問題。 2)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的問題。 3）移植時(shí)機(jī)的把握 4）供體細(xì)胞的功能表達(dá)問題 5)移植后免疫排斥反應(yīng)。 6) 干細(xì)胞治療中生物安全，倫理和

7、法律問題第14頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三骨髓干細(xì)胞在抗肝纖維化治療中的應(yīng)用研究優(yōu)點(diǎn)：1，近年來有不少文獻(xiàn)報(bào)道，骨髓干細(xì)胞可以分化為肝細(xì)胞，改善肝功能。2，研究發(fā)現(xiàn)，將肝星狀細(xì)胞與MSC 共培養(yǎng)后，受活性肝星狀細(xì)胞分泌的IL- 6 刺激，MSC 分泌IL- 10、TNF- 和肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF），使得肝星狀細(xì)胞增殖激活明顯受抑制，凋亡增加，膠原合成顯著減少。 3，相關(guān)資料顯示，MSCs 除了有可以分化為肝細(xì)胞的潛能外，還可以通過表達(dá)高水平的MMPs，尤其是MMP- 9來減少肝臟細(xì)胞外基質(zhì)的沉積。第15頁，共29頁

8、，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三弊端：1，最近研究顯示，BMSCs 移植入肝硬化小鼠體內(nèi)，骨髓源性肝細(xì)胞僅占肝組織細(xì)胞總數(shù)的0.6%，而骨髓源性肝星狀細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞則分別高達(dá)68%和70%，且是通過非融合方式直接來源于BMSCs，并具有型膠原轉(zhuǎn)錄活性，能促進(jìn)纖維變性反應(yīng)。2，另外，也有學(xué)者認(rèn)為，慢性肝損傷還可誘導(dǎo)BMSCs 分化為肌成纖維細(xì)胞的前體細(xì)胞成纖維細(xì)胞，潛在地促進(jìn)肝纖維化發(fā)展。因此用于肝再生的BMSCs 移植研究必須警惕其加重肝纖維化形成的可能。3，最值得引起注意的是骨髓干細(xì)胞可以促進(jìn)肝細(xì)胞性肝癌的發(fā)生。第16頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三T

9、he Therapeutic Potential of Human UmbilicalMesenchymal Stem Cells from Whartons Jellyin the Treatment of Rat Liver Fibrosis Pei-Chun Tsai,1 Tz-Win Fu,5 Yi-Ming Arthur Chen,2 Tsui-Ling Ko,8 Tien-Hua Chen,3 Yang-Hsin Shih,6,9 Shih-Chieh Hung,4,7* and Yu-Show Fu3,1第17頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三Abstrac

10、tWe investigated the effect of human umbilical mesenchymal stem cells (HUMSCs) from Whartons jelly on carbon tetrachloride(CCl4)induced liver fibrosis in rats. Rats were treated with CCl4 for 4 weeks, and this was followed by a direct injection of HUMSCs into their livers. After 4 more weeks of CCl4

11、 treatment (8 weeks in all), rats with HUMSC transplants CCl4(8W) HUMSC liver exhibited a significant reduction in liver fibrosis, as evidenced by Sirius red staining and a collagen content assay, in comparison with rats treated with CCl4 for 8 weeks without HUMSC transplants CCl4 (8W). Moreover, ra

12、ts in theCCl4 (8W)HUMSC (liver) group had significantly lower levels of serum glutamic oxaloacetic transaminase, glutamic pyruvate transaminase, a-smooth muscle actin, and transforming growth factor-1 in the liver, whereas the expression of hepatic mesenchymal epithelial transition factorphosphoryla

13、ted type (Met-P) and hepatocyte growth factor was up-regulated, in comparison with the CCl4 (8W) group。第18頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三Notably, engrafted HUMSCs scattered mostly in the hepatic connective tissue but did not differentiate into hepatocytes expressing human albumin or a -fetoprotein. Ins

14、tead, these engrafted, undifferentiated HUMSCs secreted a variety of bioactive cytokines that may restore liver function and promote regeneration. Human cytokine assay revealed that the amounts of human cutaneous T cellattracting chemokine, leukemia inhibitory factor, and prolactin were substantiall

15、y greater in the livers of the CCl4 (8W)HUMSC (liver) group, with considerably reduced hepatic inflammation manifested by a micro positron emission tomography scan. Our findings suggest that xenogeneic transplantation of HUMSCs is a novel approach for treating liver fibrosis and may be a promising t

16、herapeutic intervention in the future.第19頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三AimWe investigated the effect of human umbilical mesenchymal stem cells (HUMSCs) from Whartons jelly on carbon tetrachloride(CCl4)induced liver fibrosis in rats.第20頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三Materials and Methods Rat:1,normal 2, C

17、Cl4 for 8 weeks 3, CCl4(8W) HUMSC index: weight, CTACK, Prolactin, LIF ,Met-P HGF/GAPGH GOT,GPT, a-SMA, TGF-1, collagen 18F-FDG human albumin , human a-FP , fresh liver 第21頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三Results第22頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三第23頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三第24頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三

18、第25頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三第26頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三第27頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三第28頁，共29頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)53分，星期三Conclusions1,HUMSC transplantation can increase CTACK, Prolactin, LIF ,Met-P ,HGF/GAPGH and reduce GOT,GPT, a-SMA, TGF-1, inflammation so that it can inhibit HSC proliferation and collagen synthesis and enhance liver cell repair.2, The effect of HUMSCs on reducing fibrogenesis most likely relies on bioactive factors or cytokines released from the grafted HUMSCs to trigger liver regenerat