细胞生物学笔记-细胞分化

安辰整理细胞分化细胞分化个体发育和系统发育（进化）历来是生命科学研究的两个重要的问题。个体发育是指一个新个体产生到死亡的全部历程，涉及到如下几个过程：①细胞增殖：从一个受精卵到产生大量子细胞。②细胞分化：来源同一受精卵的细胞选择性地表达不同的基因，形成不同的细胞类型，执行不同的功能。③细胞间的互相作用：不同细胞间通过信号系统相互影响，协调细胞的行为，包括诱导、分裂、增殖、分化、凋亡等。人体具有200多种细胞，不同的细胞具有不同的形态、结构和功能。如：N细胞：伸出突起，具有传导N冲动和贮存信息的功能。肌细胞：呈棱形，具有收缩和舒张的功能红细胞：双凹面园盘状，含有血红Pr，具有运氧的功能。胰岛C：具有合成胰岛素的功能上述形态结构各异、生理功能不同的细胞，都是细胞分化的结果。细胞分化是发育生学的核心问题第一节、细胞分化的几个相关事件一、细胞分化的基本概念:1、细胞分化是指个体发育中，细胞在结构和功能上发生差异的过程。2、或指从受精卵开始的个体发育过程中细胞之间逐渐产生稳定性差异的过程。3、细胞通过增殖使数量增加，通过分化增加细胞类型，最终形成组织、器官、系统。4、细胞分化的标志：是指细胞内开始合成新的特异性Pr.5、细胞分化的关键：是指基因选择性表达合成异性蛋白质，导致形态、结构和功能各异的细胞。二、细胞分化的特点：1、稳定性：细胞分化最显著的特点即分化一旦启动，即便诱导分化的因子不存在时，分化可继续进行，且具有稳定性，已分化成的特异的、稳定类型的细胞，一般不能逆转到未分化状态，或者成为其他类型的细胞。也即动物细胞发生分化之后，其遗传表型保持稳定，通常不可逆转。如人的血细胞的分化起始于多能造血干细胞，造血干细是几种（12种）血细胞的前体细胞，它先分化为单能干细胞，再由单能干细胞分化成不同的血细胞，不能逆转。2、去分化和转分化（或可逆性）：通常情况下：细胞分化具有稳定性，保持特定的功能，但在某些特定条件下，细胞分化也不稳定，已经分化的细胞仍有可能重新获得分化潜能，回到未分化状态，这种现象称为去分化(可逆)。如高度分化的植物细胞在适当条件下培养可失去已分化的特性，重新进入未分化状态，成为全能性细胞，进行重新分裂并通过再分化，形成根茎并最终发育成植株。动物细胞不能完全去分化，但已分化的细胞在改变条件的情况下可转变成其他类型的细胞，称为转分化。如人皮肤基底细胞在缺乏VtA培养基中可转化为角质细胞，而在富含VtA的培养基中可转化为粘膜上皮细胞。3、具有时空性：指一个细胞在不同的发育阶段可以有不同的形态结构和功能，即时间上的分化。单细胞生物仅有时间上的分化，多细胞生物既有时间上的分化也有空间上的分化。同源细胞一旦分化，由于各种细胞所处的空间位置不同，其环境也不一样，可以有不同的形态结构和功能，即空间分化。总之，来自同一受精卵的同源细胞在不同的时间和空间表达不同的基因，即时空性。如胚胎发育过程中出现的头与尾、背与腹等。4、分化的普遍性：细胞分化是一种普遍的生命现象，它不仅存在于胚胎发育阶段，个体一生中都进行着细胞分化，如成人红细胞寿命为109－127天，消化道上皮细胞4－6天，细胞衰亡或死亡后必然由新的细胞来代替，这种现象为细胞更新或者称生理性再生。人体几乎所有组织都存在干细胞，干细胞的进一步分化是成年动物组织和器官修复再生的基础。三、细胞决定（细胞分化的定向）1、概念：个体发育过程中，细胞在发生分化特征之前就已经确定了未来的发育命运，并向特定方向分化，细胞预先做出的分化选择，称为细胞决定。如在内、中、外三胚层形成时，虽形态上不能表现，但器官形成的预定区域已经确定，每个区域都按预定的规律发育分化成特定的组织、器官和系统。如原肠胚早期预定发育为表皮的细胞（供体），被移植到另一个胚胎预定发育为脑组织的区域，此时供体细胞将发育为脑织，而到原肠胚晚期移植，则仍发育为表皮细胞。这表明：从早期原肠胚到晚期原肠胚之间的某个时期便开始了细胞决定，虽然表面上看不出来，但未来发育命运已决定。2、细胞决定的特点1-6-共6页 安辰整理细胞分化）遗传稳定性：即细胞内部已发生了稳定变化，基因活动模式已经确定：如哺乳类桑椹胚期的内细胞团和外围细胞，前者形成胚胎，后者形成滋养层，但在此之决定之前则不能：如哺乳类胚胎在8胞期以内，任何一个细胞都具有发育为一个个体的能力。2）细胞决定制约细胞分化方向（即细胞决定与分化的关系）。即细胞决定先于细胞分化，并制约着细胞分化，细胞决定之后，分化的方向一般不会中途改变。分化是决定稳定发展的结果。细胞决定是预先做出的分化选择，细胞分化则是在形态、结构、功能方面表现的稳定差异。四、分化与增殖1、是两个事例。2、细胞分化之前经过多次分裂。3、分化是在增殖的基础上进行的。4、分裂能力随分化程度提高有所下降，甚至停止。如N细胞、成熟红细胞、表皮细胞等。第二节、细胞分化的分子基础一、细胞分化的实质是基因的选择性表达在个体发育过程中，每个体细胞都保持着整套基因组,事实上，并非细胞中的所有基因都参与细胞分化过程，而只有少部分。细胞内的基因按其与细胞分化关系可分为两类：1、持家基因（管家基因）：这类基因不参与细胞分化方向的确定，而仅指导生成维持细胞生存所必须的最基本的蛋白质,如Chr的组Pr、膜Pr、细胞骨架Pr、mtPr、核糖体Pr、细胞周期Pr、多种酶Pr。持家基因在各种细胞的任何时期均可以表达，对细胞分化只有协助作用。2、奢侈因因（组织特异性基因）：这类基因指导产生细胞分化时所需的各种特异Pr：如肌动Pr、肌球Pr、皮肤角Pr、红细胞的血红Pr、结缔组织的胶原Pr。这些Pr不是细胞基本生命活动必不可少，但与分化细胞的特异性状关系密切，是决定细胞分化的物质基础，故称“奢侈基因”。细胞分化是奢侈基因按一定顺序表达的结果，表达的基因数约占基因总数5－10%。细胞内某些特定奢侈基因表达的结果生成一种类型的分化细胞，另一组奢侈基因表达的结果导致出现另一类型的分化细胞。二、细胞分化基因表达的调控细胞分化基因的调控可以发生在不同的水平：转录水平、翻译水平以及Pr合成后活性调节水平，其中转录水平的调控是最重要的。转录水平的调控包括：①、顺式作用元件②、反式作用元件③、活性Chr结构的特异调控区④、DNA甲基化⑤、同源盒（框）基因：即hox基因家族（Homeohoxgcnes）。1、顺式作用元件：包括：①、启动子②、增强子③、沉默子④、座位控制域它们通过与通用转录因子及或特定转录因子（基因调节Pr）结合而启动或者促进基因转录。即：基因启动子（保守序列）与转录因子（结构基因）特异结合调节基因转录，即顺式：启动子——增强子——转录基因。2、反式调控因子（转录因子）起反式调控的主要因子是转录因子，包括：①、通用转录因子②、特异转录因子这些转录因子在基因调控区的相应结合位点相结合，促进或阻抑这些基因的转录。真核细胞中的RNA聚合酶本身不能启动转录，必须有许多转录因子特异结合，在基因上游的顺式作用元件，激活RNA聚合酶，从转录起始点开始合成RNA，通常把转录因子又称为反式作用因子。3、活性染色质结构的特异调控区基因进行转录前必须使高度螺旋化的DNA解螺旋，才能使基因调节Pr接近并与DNA相结合，触发基因转录。解螺旋的DNA暴露其DNAaseⅠ敏感位点，此位点易受其酶攻击，这种构象使活性染色质对DNAaseⅠ具有高敏感性。这说明DNAaseⅠ敏感位点的存在与基因转录活性密切相关，DNAaseⅠ敏感位点是转录因子的结合部位。4、DNA甲基化：DNA甲基化是DNA复制后，在DNA甲基转移酶催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶可以发生甲基化，形成5－甲基胞嘧啶、甲基化位点主要集中在异染色质区。DNA甲基化位点阻碍转录因子结合，因此：甲基化程度越高，DNA转录活性越低。细胞中持续表达的持家基因多为非甲基化状态，在发育过程中，当某些基因的功能完成后，甲基化可能有助于这些活化基因的关闭。-6-共6页 安辰整理细胞分化5、同源盒（框）基因1983年瑞士Gehring:用果蝇第三长条Chr上的Antp基因的cDNA作探针进行分子杂交(Antennapediacomplex.Antp)即果蝇触复合体基因。发现AntpcDNA不仅与Antp基因编码区杂交,也与同一Chr上相邻的两个基因有共同的DNA片段,这个共同的DNA片段有180bp,具有相同的开放读码框架,编码高度同源的由60aa组成的Pr.这个共同的180bpDNA片段被称为同源盒,含有同源盒的基因称同源盒基因.此高度保守60个aa片段与DNA的大沟相吻合,它能识别所控制的基因启动子中的特异序列,从而在转录水平上调节基因的表达。第三节、影响细胞分化的因素一、不对称分裂：即胞质对细胞分化的影响在胚胎早期卵裂过程中，胞质成分被不均等地分配到子细胞中，这种不均一性胞质成份可以调控细胞核基因的表达，在一定程上决定细胞早期分化。①、受精卵核并不位于细胞中央。②、受精卵形成有动物极、植物极。③、受精卵中Pr、mRNA分布不均。以上称卵的异质性，由于异质性，卵裂必然不对称，不同的子细胞得到的“家产”不同，因此具有不同的分化命运。二、诱导机制：即细胞间的相互作用诱导1、细胞间的诱导作用：诱导：就是一部分细胞诱导其他细胞向特定方向分化的现象，也称胚胎诱导。一般发生在内和中胚层或外中胚层之间。分化通常在中胚层开始独立分化，对相邻的内、外胚层有很强的分化诱导作用。诱导分为：初级、次级、三级。如中胚层诱导外胚层形成N极为初级诱导。2、细胞间抑制作用：在胚胎发育过程中，已分化的细胞抑制邻近细胞进行相同分化而产生的负反馈调节作用，称细胞间抑制。这种分化抑制避免了相同器官重复发生或过度发育。三、激素对分化的影响（远距离细胞分化调控）1、远距离调节作用发生在个体发育晚期：激素通过血液循环输送到各部位，将特定的分化信息传给靶细胞，使其向一定方向分化发展。如：睾丸产生雄激素→刺激男性第二性征。卵巢产生雌激素→刺激女性第二性征。2、激素的类型：①、甾醇类激素：如固醇类激素、雌激素等，分子小、脂溶性可穿过靶细胞膜进入细胞内与胞质特导性受体结合，形成受体——激素复合物，再进入核内，作为转录调控物直接结合到DNA调控位点上,激活（或抑制）特异基因的转录。②、多肽类激素：如生长激素，肾上腺素等。分子量大，非脂溶性，不能穿膜，必须与膜受体结合，通过胞内信号转导将信号传递到核，作用于核物质的特定部位，产生特定的Pr。四、位置信息对细胞分化的作用细胞所在的位置不同，对细胞分化有明显的影响，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变，这种现象称“位置效应”。位置信息是产生效应的主要原因。位置信息的本质：是源于不同位置胚胎细胞中的信号分子，它可影响邻近细胞的分化方向。五、环境因素对细胞分化的影响主要是指物理因素和化学因素。1、物理因素：如温度爬行类晰蜴：温度24度全部发育为雌性。温度高32度全部发育为雄性。2、化学因素：提供信号，影响细胞分化，上述环境只是条件，根本是细胞内部。第四节、细胞分化与肿瘤细胞异常分化可引起细胞癌变，细胞癌变是细胞异常分化的结果：即已分化的细胞回复到未分化状态，因此癌细胞和胚胎细胞有许多相似的生物学特征，主要表现出高增殖、低分化细胞特征。一、肿瘤细胞的分化特征：1、低分化：即去分化表现为形态学上的幼稚性，功能上的异常性。细胞的许多表型又回到原始胚胎细胞表型，即发生细胞的“去分化”-6-共6页 安辰整理细胞分化现象，或已分化的细胞又恢复到未分化状态，细胞表现为高增殖、低分化特征，其形态结构显示迅速增殖的特征、表现为：①、去分化的形态学标志：如肿瘤细胞核大，核仁数目多，核膜、核仁轮廓清楚，含有大量的游离核糖体和多聚核糖体，内膜系统尤其是G体不发达，微丝排列不规律，细胞表面微绒毛增多变细，细胞间连接减少等。②、化学标志：即肿瘤细胞去分化的标志Pr:a、甲胎Pr(AFP):在胚胎期由卵黄囊及胚胎肝脏产生,在妊娠5个月时达到高,出生时下降，1年后降至正常人水平（9.8ug／L以下），AFP是原发性肝癌最敏感，最特异的肿瘤标志，血清中AFP大于500ug/L要警惕！b、癌胚抗原（CEA）：是存在于结肠癌及胚胎结肠粘膜上皮细胞的一种糖Pr，由胎儿胃肠道上皮细胞、胰和肝的细胞所合成，妊娠6个月内CEA含量增高，出生后降低，成年人血清中CEA小于2.5ug/L,消化道肿瘤患者可达20ug/L.c:胰胚抗原（POA）：是一种糖Pr，正常人血清中小于7u/ml,肝癌、大肠癌、胃癌等恶性肿瘤POA也升高。2、分化异常：分化异常是肿瘤细胞的重要特征，肿瘤本身是一种分化疾病，是由于正常基因功能受控于错误的表达程序所致。大量证据表明：肿瘤起源于一些未分化或微分化的干细胞，是由于组织更新时所产生的分化异常所致。肿瘤细胞分化特征的消失和功能缺陷，并不表示分化能力的永久丧失，也不是去分化现象，而是分化异常（异常分化），如胰岛细胞不能合成胰岛素等。3、肿瘤的异质性：肿瘤组织由实质和间质两部分组成，肿瘤实质是肿瘤细胞，是肿瘤的主要成分，具有组织特异性。肿瘤间质起支持和营养肿瘤作用，不具特异性，一般由结缔组织和血管组成。肿瘤组织常呈现不同程度的形态和功能上的异质性，主要表现为瘤细胞分化程度和分化方向上的差异性，这种现象可使肿瘤呈现多向分化，如骨髓母细胞瘤可见N元分化成分和各种胶质细胞分化成分，甚至出现肌细胞成分，后者称趋异性分化，将一种类型肿瘤组织中出现另一种肿瘤成分的现象称为“肿瘤的化生”。4、肿瘤细胞的自然分化：有些肿瘤可发生自然分化现象：如儿童时期的脂肪母细胞瘤，复发后可形成成熟的脂肪细胞，即向正常分化。又如：婴儿N母细胞瘤：曾经有人发现由于肿瘤分期太高无法治疗等死，结果十几年后得了阑尾炎，手术时探查腹腔，结果没有了高分期的N母瘤，仅有少量多发小肿瘤，且是良性N节瘤。二、肿瘤的诱导分化：肿瘤细胞可被诱导向正常细胞分化，即被诱导向正常化分化。指应用某些化学物质使不成熟的恶性细胞逆转，向正常细胞分化。这些物质称分化诱导剂。这种现象称“诱导分化”，即改邪归正。在分化诱导剂的作用下，肿瘤细胞的形态特征、生长方式、生长速度和基因表达等表型均向正常细胞接近，甚至完全转变为正常细胞。采用这种方式治疗恶性肿瘤，称“分化治疗”。目前这种治疗研究很活跃，是国际研究的新热点。维甲酸（RA）已成功地应用于急性早幼粒细胞白血病（APL）的治疗。维甲酸（RA）又称视黄酸或VtA酸，是VtA的衍生物。1、诱导分化的机制原则：分化诱导剂作用肿瘤细胞封闭或抑制肿瘤细胞中与增殖有关的受体,降低Pr磷酸化水平,促进细胞分化基因的表达，启动细胞凋亡程序。有些表现为先分化后凋亡或分化、凋亡同时发生。机制：①、信号转导与肿瘤分化细胞的增殖和分化均与信号转导途径有关，不同的分化诱导剂其作用方式不同，其终结果都是抑制细胞增殖信号，同时启动细胞的分化和凋亡途径。如cAMP信号途径参与调节多种肿瘤细胞分化，其作用包括：1）抑制细胞增殖，促进细胞分化。2）诱导肿瘤细胞凋亡。3）逆转肿瘤细胞的抗药耐药性。②、肿瘤细胞诱导分化与基因肿瘤细胞是正常细胞分化失控的细胞，肿瘤细胞与分化正常的细胞最本质的区别是基因组发生不同形式突变，突变基因转录合成大量的Pr,供细胞增殖分裂,但诱导剂能诱导此类细胞进入分化程序,转录水平下降,细胞趋向分化。③、转录调控与肿瘤分化抑制和调控转录，促进肿瘤细胞分化。2、肿瘤分化的标志由于肿瘤细胞起源的多样，其分化的具体指标各不相同，一般包括：形态与功能的分化，表明增殖能力与致瘤性的降低或丧失；代表终未分化，表明具有成熟表型的标志物多为特异性细胞产物及其由产物合成的酶；如红细胞的血红Pr，胃癌分化示志PG（胃蛋白酶原）和LDH（乳酸脱氢酶）。肝细胞分化标志、白蛋白等。肿瘤细胞分化程度越低，越是缺乏分化标记物。从细胞周期调控来看，肿瘤细胞去分化的一个重要特征就是G1—S期控制点失控，进入s细胞异常增多，因此G1期称为细胞分化期，G1期停滞可作为细胞分化的指标。-6-共6页 安辰整理细胞分化干细胞干细胞是具有自我复制、更新和分化成任何类型细胞能力的多潜能细胞第一节、干细胞概念和类型一、概念：在个体发育过程中，具有自我复制、更新能力，并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞（或指能分化成具有特定形态和功能的多潜能细胞）。二、类型根据分化潜能分：1、全能干细胞：具有分化形成任何类型细胞的能力，并能发育成一完整个体的干细胞，如受精卵和桑椹胚期8胞前的细胞。2、多能干细胞：具有产生多种类型细胞的能力，但失去了发育成完整个体的潜能。如造血干细胞可分化出至少12种血细胞。3、单能干细胞：只能向一类型或密切相关的两种类型细胞分化。如N干细胞小肠上皮单能干细胞上皮组织基低层干细胞。根据其来源可分：1、胚胎干细胞（ESC）：指来自囊胚内细胞团的ES（囊胚）细胞和从早期胎儿原始生殖嵴中分离出来的胚胎生殖细胞；现在还可以利用体细胞核移植技术获取。胚胎干细胞的增殖和分化是个体发育的基础。2、成体干细胞：指存在于一种已经化分组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新并且能够分化为特定的组织细胞。成体干细胞的分化是机体组织细胞损伤修复和再生的保证。三、干细胞的基本特征1、干细胞一般呈园形、椭圆形，体积小，核质比大，端粒酶活性高，与早期胚胎细胞相似形态结构。生化指标明显，如：角Pr15：是确定毛囊中表皮干细胞的标志。巢Pr：是N干细胞（Nsc）的标志。干细胞的生化标志对于干细胞的位置以及寻找或分离干细胞有重要意义。2、干细胞增殖：自我更新是干细胞最重要的生物学特征之一，Esc能够成百倍的复制而不分化，保证细胞数目的增加。1）速度慢：缓慢增殖有利于干细胞对特定的外界信号作出相应反应，以决定进行增殖还是进入特定的分化程序，还可以减少基因发生突变，同时有利于干细胞有更多的时间发现和校正复制错误。2）自稳性：干细胞在生物个体内维持其自身数目的恒定，即自稳性。这是干细胞的基本特征。干细胞的自稳性是区别于肿瘤细胞的本质特征。3）干细胞增殖模式：干细胞进行分裂时，2个子细胞都是干细胞或都是分化细胞，称对称分裂。如一个子细胞是干细胞，另一个是分化细胞称不对称分裂。3、干细胞具有不同的分化潜能（多能性）如胚胎干细胞可分化任何一种组织类型的细胞。成体干细胞一般只能分化为其相应或相近的组织细胞。现在研究证明成体干细胞具有很强的可塑性，成体干细胞之间可以相互转化，如造血干细胞可分化为脑的星形胶质细胞、少突胶质细胞和少胶质细胞；N干细胞可分化为造血细胞等，但不同分化方向的机制不清。4、干细胞微环境对干细胞增殖与分化的调控干细胞在机体中居所称“干细胞巢”干细胞巢周围所有控制干细胞增殖与分化的外部信号构成了干细胞的微环境。干细胞环境包括：①、众多的分泌因子的调控②、整合素和细胞外基质：整合素可将干细胞置于组织中正确位置，否则干细胞会脱离生存环境而分化或凋亡，细胞基质可调节干细胞微环境中局部分泌因子浓度。第二节、胚胎干细胞（ESC）一、概念：指存于早期胚胎中（囊胚内细胞团的ESC细胞）。具有多向分化潜能和较长期进行自我更新的细胞。胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持未分化状态，具有分化为胎儿或成体动物各类型细胞的潜能。广义的胚胎干细胞包括囊胞胞干细胞（ES）和胚胎生殖细胞（EG）。二、胚胎干细胞系的建立1、体外受精：形成囊胚内细胞团获取人胚胎干细胞。2、流产胎儿：从5－9周流产胎儿的生殖嵴和肠系膜中分离获得胚胎生殖细胞。3、利用克隆技术获得胚胎干细胞三、胚胎干细胞的生物学特性1、ESC形态结构与早期胚胎细胞相似，细胞较小，核质比大、质简单、散布着大量的核糖体和mt，核大，有一个或几个核仁，细胞紧密聚集，界线不清，形似鸟巢。2、ESC表面可检到胚胎早期细胞中特异性胚胎抗原SSEA，是ESC的标志之一，具有种属特异性。3、ESC端粒酶活性很高，端粒酶与人细胞永生化高度相关。四、ESC增殖特征：ESC增殖速度快，hESC36小时分裂一次，在有滋养层细胞或白血病抑制因子（LIF）等外源性细胞因子存在时，hESC维持着体外不分化的高增殖状态，无特殊培养条件时，hESC则自动分化为多种细胞。-6-共6页 安辰整理细胞分化五、ESC的定向分化：ESC是多能性干细胞，可分化为体内任何类型的细胞，在适当的条件下，胚胎性干细胞将按照人们的意愿分化为某一特定类型的细胞，即定向分化，策略为：1、改变细胞培养条件：如向培养基中添加生长因子、化学诱导剂等。2、导入外源性基因：将特定发育阶段起决定作用的基因导入ESC。3、体内定向分化：将ESC移植动物体内的不同部位，改变了原来ESC的微环境，这些ESC将分化为该组织特异性细胞。六、ESC的应用1、ESC用移植医学因ESC能不断扩增和定向诱导，所以ESC是细胞组织、器官移植供体的理想来源，这样可以解决两个问题：1）解决供体困难匮乏2）这种“治疗性克隆”供体避免了免疫排斥如Ⅰ型糖尿病患者用hESC中分化的完整的胰腺或分离的胰腺（岛）细胞可减少胰岛素的注射量，最终可用于移植治疗。2、ESC是发育生物学研究的理想体外模型：人的精卵细胞受精后，受精卵是怎样进入子宫的？因不可接近性，故ESC可作为很理想的早期研究材料，从而揭示胚胎发育和分化的分子调控机制。3、ESC用于药理学研究和开发新药：许多新药用于人体之前，需要进行动物实验来测定其药效和安全性，但并不能准确预测对人类的真正影响，ESC可以经过体外定向诱导分化各种类型细胞，为药物筛选、鉴定及毒理的研究提供实验模型，大大提高了药物筛查的可信性。七、胚胎干细胞（ESC）在研究和临床应用上的困难1、来源有限2、如何定向诱导干细胞分化3、如何维持ESC体外扩增时不分化4、如何获得高数量和高纯度的分化细胞，为组织工程提供种子细胞5、如何克服移植排斥反应6、如何将干细胞发育为组织器官7、干细胞在临床应用上的安全问题。第三节、成体干细胞在成体组织或器官中，存在着一些具有自我更新及分化形成部分组织细胞能力的干细胞，如造血干细胞、间充质细胞、N干细胞等。成体干细胞作为机体组织中分化终末细胞的“预备队”，以补充或修复在生理和病理条件下损伤、衰老和死亡的细胞。目前发现成体干细胞具有横向分化的潜能，如骨髓细胞除了能分化为血细胞外，还可被诱导分化为肝细胞、肌细胞、N元等。又如胎儿出生时的脐带血干细胞也可诱导分化成N胶质细胞，但这种可塑性机制尚不清。一、造血肝细胞（HSC）存在于造血组织内的一类能分化生成各种血细胞的原始细胞称造血干细胞（HSC）。HSC是第一种被认识的组织特异性细胞（1961）1、HSC的识别和标志：HSC类似于小淋巴细胞，其表面标志有很多，主要是CD34+等。2、HSC自我更新的相关因子：骨髓和血细胞体外培养时会出现细胞数量增加，随后分化为祖细胞和成熟血细胞，而不能自我更新，推测端粒和端粒酶活性干细胞因子等因子可能与造血干细胞的自我更新能力有关。3、HSC的分化：HSC大约要经过17－20次分裂，分化生成大约17－72个血液细胞，主要是各种生长因子和细胞因子能诱导细胞分化产生不同种类血细胞。4、HSC的凋亡：凋亡是维持着骨髓和血液中细胞数量恒定的重要调控手段之一，可使有害和过多的细胞凋亡。5、HSC在临床上的应用1）白血病和淋巴瘤：因白细胞的增殖失控引起的包括：急性淋巴白血病、急性骨髓细胞白血病，慢性骨髓细胞白血病等。目前治疗方法：放疗、化疗杀死癌变的造血细胞，然后再经过骨髓移植重建正常造血系统。2）遗传性血液病：由于基因缺损导致不能生成正常血细胞或代谢失调而引起的疾病，包括再障、β地贫、慢粒等。通过骨髓移植可以补充或代偿缺损的关键代谢中的酶或血红pr，达到治疗目的。3）自体外周血细胞用化疗和放疗杀死快速增殖的Ca，同时也杀死了正常造血干细胞，自体干细胞的移植可以补充被杀死的干细胞，在化疗和放疗之前从患者外周血分离收集造血干细胞并储存。为保证不将Ca重新送回体内，必须通过纯化HSC去除癌细胞。这种方法避免了供体的困难和免疫排斥反应。二、间充质干细胞（MSC）间充质干细胞形成于发育中的骨髓腔，出生后则附于骨髓的内腔面，包埋于窦状网络细胞中。间充质干细胞在尚未建立造血功能的骨髓中分裂旺盛，在具有造血功能的骨髓中处于静止期。间充质干细胞可分化为骨、关节、脂肪、肌腱、肌肉、骨髓基质等。地塞米松、1,2,5羟基VtD3等可诱导间充质干细胞分化为成骨细胞、成软骨细胞、软骨细胞等。临床上可以用于治疗骨损伤，先天骨组织畸形等。三、其他组织的干细胞N干细胞、肌肉干细胞、成骨干细胞、内胚层干细胞、表皮干细胞、肝脏干细胞、胰脏干细、生殖干细胞等。四、成体干细胞与ESC比较：1、成体干细胞可在体外大量培养扩增，不存在伦理问题。2、在特定环境下可分化为特定类型细胞，直接用于组织修复。3、源于自身，避免免疫排斥。五、成体干细胞研究面临的问题1、成体干细胞在体内有哪些来源2、成体干细胞有多少种？存在于哪些组织？3、有没有通用干细胞4、成体干细胞在体内是否发挥可塑性？-6-共6页