（2）  细胞凋亡受阻，导致肿瘤的发生；

（3）  细胞凋亡的研究给自身免疫病带来真正的突破；

（4）  神经系统的退行性病变。复习思考题：

1. Hayflick 界限

2. 细胞衰老的概念和特征

3. 细胞凋亡、细胞坏死概念、特征、区别练习题:

（一） 名词解释：细胞衰老、细胞坏死、细胞凋亡、 Hayflick 界限

（二） 问答题：

1、细胞衰老有哪些特征？

2、细胞坏死和细胞凋亡的主要特征分别有哪些？

3、细胞凋亡的基本过程？

4、细胞凋亡和细胞坏死的主要特征比较。

5、细胞凋亡的机制有哪些，其要观点是什么？（4 种）

第二十五章 个体发育中的细胞

教学要求:

• 掌握：干细胞的概念、干细胞的生物学特征。

• 熟悉：胚胎干细胞的概念和特征。肿瘤细胞的生物学特性。

• 了解：成体干细胞特征、干细胞增殖和分化的调控、干细胞的定向诱导分化。

第一节  干细胞

概述:

1、干细胞的概念

干细胞：是指一类处于分化过程之中，具有分裂增殖能力（自我复制）和多向分化潜能的细胞。

它存在于人体或动物个体发育各个阶段的组织器官中，是各种分化细胞或特化细胞的初始来源。

2、干细胞的分类

• 根据分化潜能的高低：全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞

• 根据细胞来源时期不同：胚胎干细胞、成体干细胞 一、干细胞的生物学特性

（一）干细胞的形态和生化特征

1、形态特征：通常呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比例相对较大。

2、生化特征：干细胞都具有较高的端粒酶活性；不同的干细胞具有不同的生化标志。

（二）干细胞的增殖特性

1、缓慢性（干细胞自身的增殖非常缓慢。）

• 意义:①有利于干细胞对特定的外界信号作出反应，以决定进行增殖还是进入特定的分  化程序；

②可以减少基因发生突变的危险，使干细胞有更多的时间发现和校正复制错误，  具有防止体细胞自发突变的作用。

• 干细胞到分化细胞的发育过程中，有两种过渡类型的细胞——短暂增殖细胞和祖细胞。

（1）     短暂增殖细胞：介于干细胞和分化细胞之间；分裂速度快，经过短暂增殖和  快速分裂后产生分化细胞。

• 意义：可使少量干细胞产生较多的分化细胞，同时保护干细胞。

（2）  祖细胞：没有自我更新能力，经过几次分裂后，产生的细胞均为终末分化细胞  。

2、自稳性（干细胞通过自我更新以维持自身数目恒定。是区别于肿瘤细胞的本质特征。）

（1）                      在正常生理状态下，干细胞多以不对称分裂方式用于补充组织在自我更新过程中衰老和死亡的细胞。（不对称分裂使机体对干细胞的调控更具有灵活性， 可以更灵活地应对机体生理变化的需要。）

• 对称分裂：当干细胞分裂时，产生的 2 个子代细胞都是干细胞或都是分化细胞．

（2）               在创伤等应激状态时，由于需要大量的细胞代替和补充坏死的组织细胞，干细胞的分裂方式可能就不再局限于不对称方式，可以以对称分裂的方式快速增殖。

• 不对称分裂：当干细胞分裂时，产生一个子代干细胞和一个子代分化细胞．

（三）干细胞的分化特征

1、干细胞的分化潜能      (干细胞分化具有多潜能性，不同干细胞的分化潜能不同。)

• 干细胞可按其分化潜能分为：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

2、干细胞的转分化和去分化

• 目前的研究发现，成体干细胞具有一定的可塑性，即不同组织来源的成体干细胞之

间可相互转化。包括干细胞的转分化和去分化。

• 一种组织类型的干细胞在适当条件下可以分化为另一种组织类型的细胞，称为干细胞的转分化。

• 一种干细胞向其前体细胞的逆向转化被称为干细胞的去分化。 二、胚胎干细胞

• 概念：

胚胎干细胞：是指存在于早期胚胎中，具有多向分化潜能和较长期地进行自我更新的细胞。

• 包括：

囊胚内细胞团的胚胎干细胞（ES 细胞）

早期胎儿原始生殖嵴的生殖干细胞（EG 细胞） 异常胚胎干细胞——畸胎瘤细胞

（一）生物学特性

1、形态特征：细胞体积小，核质比例高，细胞核明显，有一个或多个核仁，染色质较分散，细胞质内散布着大量的核糖体和线粒体。

2、生长特征：体外培养细胞呈多层集落状生长，紧密堆积在一起，无明显细胞界限， 形似鸟巢。

（1）  表面抗原 ：阶段特异性胚胎抗原

（2）  碱性磷酸酶

（3）  端粒酶

（二）分化潜能

• 人胚胎干细胞具有分化形成外、中、内三个胚层的潜能。

1、体内分化

• 将胚胎干细胞注射到同源动物或严重免疫缺陷的小鼠的皮下或肾囊中，在注射部位可形成畸胎瘤。

• 检测畸胎瘤组织可观察到来源于三个胚层的不同的细胞类型，如：平滑肌和横纹肌

（中胚层）、神经表皮和神经节（外胚层）。

2、嵌合体的形成

• 将供体的胚胎干细胞注入受体胚泡中，然后转移到假孕母体子宫中进一步发育，可得到嵌合体动物，该动物身体中既可观察到供体的组织细胞，又有受体的组织细胞。

• 嵌合体动物的形成是鉴定细胞是否具有多能性的最有说服力的实验证据。

（三）分离和培养

1、取材：

①从囊胚期胚胎的内细胞团获得。

②从早期胎儿原始生殖嵴获得生殖干细胞。

③利用克隆技术（体细胞核移植技术）获得胚胎干细胞。

2、细胞培养：（关键:维持干细胞的未分化状态。）

• 饲养层细胞（成纤维细胞株）培养体系    •无饲养层培养体系

（四）胚胎干细胞定向诱导分化

• 定向分化：在适宜条件下，使胚胎干细胞按照人们的意愿分化为某一特定谱系的细胞。

• 胚胎干细胞定向分化的常用策略是改变细胞的微环境，目前主要从三方面进行：

1、在体外培养时改变细胞培养条件，包括：

①向培养基中加入不同种类的生长因子及化学诱导剂；

②将胚胎干细胞与其他细胞一起培养，并加入不同类型的细胞来诱导细胞分化；

③将细胞接种在适当的底物上。这些因素将促使胚胎性干细胞沿着某一特定谱系进行分化。

2、导入外源性基因来激活细胞的特定分化。

①必须明确导入基因定向分化的方向；②选择合适的导入时间；③选择准确的导入位置。

3、体内定向分化

即将胚胎性干细胞移植到动物体内的某一部位，在体内的细胞诱导等不同的微环  境中，分化为该部位相应的特异细胞。

（五）胚胎干细胞的应用

1、基因功能研究            2、发育机制研究

3、药物监测系统的构建      4、细胞替代疗法和组织器官移植

（六）胚胎干细胞研究的伦理学挑战

• 人胚胎干细胞的主要来源：流产的胎儿和体外受精制造的胚胎

• 关于胚胎干细胞研究的指导原则

• 允许： 1.从人胚中获得新细胞系

2. 使用私人资助、已经获得的来自人胚的细胞系进行研究