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29
胚泡
内细胞群
30
5-9周的内细胞群，多能干细胞
31
除精子外的任何体细胞
体细胞核转移（SCNT） 去核卵细胞 + 体细胞核 克隆 囊
胚 分离内细胞群 多能干细胞
体细胞核转移技术（SCNT）
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Gearhart的工作
2019年，Gearhart从终止妊娠的胎儿组织中 分离出多能干细胞。从捐献者那儿获得了知 情同意书后，Gearhart从原本要发育成睾丸 或卵巢的胎儿部位取得多能干细胞。
细胞或分化为特定细胞
有丝分裂周期
G0期：休眠期
S
G1期：DNA合
成前期
G1
G2 S 期：DNA合
成期
G0
G2期: DNA合
成后期
M 期：有丝分
M
裂期
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干细胞的增殖方式 干细胞通过两种有丝分裂方式进行繁殖： • 对称分裂→两个相同的（干/分化）细胞 • 非对称分裂→ 一个干细胞
一个干细胞→分化细胞→成熟细胞
Stem Cell
第十二讲 干细胞研究进展
杨永亮 2019年
Stem Cell
美国《SCIENCE》
2019年度，2000年度
年度世界十大进展之榜首
主要内容
概念、特点、分类 干细胞治疗研究及临床应用 干细胞研究展望
（Stem cells, SCs）
概念：
来自胚胎、胎儿或成人的具有持久或 终身自我更新能力的细胞，它能产生特 异的细胞类型，形成人体组织和器官。
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韩 国 汉 城 大 学 黄 禹 锡
黄禹锡教授曾在2019年运用SCNT技术，率先用人类体 细胞克隆出早期胚胎，并提取多能干细胞。
2019年 Science论文被撤销 吊销干细胞研究执照
Pride of Korea?
Shame of Korea !
胚胎干细胞的鉴别 胚胎干细胞具有以下特点：
(1) 细胞表面碱性磷酸酶AP活性高 (2) 端粒酶活性高 (3) 细胞膜表面有特殊的标记分子(markers)： SSEA-3, SSEA-4, SSEA-1等 (4) 可诱导分化为各种成体干细胞
9
Stem cell differentiation
干细胞分类
根据发生学来源分类
胚胎期干细胞 Embryonic stem cells ESCs EGCs
成体干细胞 Adult Stem Cells，ASCs
干细胞分类
根据发生学来源分类
胚胎期干细胞
胚胎期干细胞 (Embryonic stem cells，ESCs ): 来自早期胚胎 (4～5天，即胚泡)中的内细胞群
stage-specific embryonic antigen, SSEA
A. Alkaline phosphatase
B. SSEA-1
C. SSEA-3
D. SSEA-4
Limitation
• 胚胎干细胞研究受到伦理 学限制
在各种已经分化组织中的成体干细胞是典型的单能干 细胞，如上皮组织基底层的干细胞。
Acquisition of Stem Cells 干细胞的获得
5-7天的受精人胚胎中 获得全能胚胎干细胞
人类胚胎发育简图
受精卵 囊胚
内细胞团
约140个细胞
原肠胚
外胚层
中胚层
内胚层 生殖细胞
表皮 脑神经 色素 心肌 骨骼 肾小管红细胞 肠平滑肌 胰岛 甲状腺 肺泡 精子 卵子
人体组织器官的分化
2019年11月美国威斯康辛大学 Thomson研究小组报道获得人胚 胎干细胞株
体外长期保持增殖和未分化状态
How?
Somatic Cell Nuclear Transfer
(SCNT, 体细胞核转移技术)
体细胞核转移技术，俗称“治疗性克隆”
它是将体细胞的细胞核注入去掉细胞核的卵 细胞内，然后让这种新组合而成的细胞发育 成胚泡（早期胚胎, 5-9周时间），再从胚泡 中提取干细胞。这种干细胞携带的是体细胞 提供者的基因，并具有多能干细胞的特征
多能干细胞 pluripotent stem cell
单能干细胞 unipotent stem cell
全能干细胞
（Totipotent Stem Cells，TSCs）
具有自我更新和分化形成任何类 型细胞的能力，有形成完整个体 的分化潜能。
如胚胎干细胞，可以无限制增殖并分化 成为全身200多种细胞类型，进一步形成机体 的所有组织、器官。
目前发现的成体干细胞
骨髓、牙髓 血液 脑
Organs 眼角膜、视网
膜 骨胳肌 肝脏、皮肤 胃肠道上皮 胰腺
骨髓间充质干细胞
造血干细胞
神经干细胞 视网膜干细胞 肌肉卫星干细胞 肝干细胞、皮肤表皮干细胞 肠上皮干细胞 胰腺干细胞
干细胞分类
根据分化潜能分类
全能干细胞 Totipotent stem cells，TSCs
胚胎生殖细胞（Embryonic germ cells，EGCs） 来自胎儿组织(从5~10周胎儿生殖嵴的原生殖细胞)
干细胞分类
根据发生学来源分类
成体干细胞（Adult Stem Cells，ASCs）
指存在于成体中，是一种已分化 组织中的未分化细胞，它能够自我更 新并且特化形成该类型组织的细胞。
多能干细胞
（Pluripotent Stem Cells，PSCs）
具有产生多种类型细胞的能力，但缺失 去了发育成完整个体的分化潜能。
造血干细胞，至少可以分化出12种血细胞。
造血干细胞，至少可以分化出12种血细胞。
单能干细胞
（Unipotent Stem Cells，USCs）
• 只能向单一方向分化，产生一种类 型的细胞
能自我更新：成体干细胞制造自己本身 能够无限的分裂、增殖：无限地分裂产生大量后裔
Characteristics of stem cells
多向分化
分化（Differentiation）指干细胞成为组成身体的诸多的 细胞中的一种特定细胞的过程
分裂的慢周期性：绝大多数的干细胞处于G0期 通过两种方式生长 : 其子细胞有两种命运，保持为干
形态学特征: 圆形、椭圆形，体积小、核大
Stem Cell, mother of all cells!
adapted from: stemcellschool
Characteristics of stem cells
基本特点：多向分化潜能和自我更新
属非终末分化细胞 它们是未分化的，终生保持具 有分化成各种特定细胞的能力