干细胞的基础研究与临床应用课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,主要内容,前景,临床应用,基础研究,概述,主要内容前景临床应用基础研究概述,1,干细胞定义：,干细胞（,stem cells, SCs,）是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。,成体干细胞（,adult stem cells, ASCs,）,据发育阶段,胚胎干细胞（,embryonic stem cells, ESCs,）,单能干细胞（,unipotent stem cells, USCs,）,据发育潜能,全能干细胞（,totipotent stem cells, TSCs,）,多能干细胞（,pluripotent stem cells, PSCs,）,干细胞定义：干细胞（stem cells, SCs）是一类具,2,20,世纪初,20,世纪,60,年代,196319781981,1991199220192019,近,30,年来，干细胞的研究取得了突破性进展，主要包括以,下两个方面,:,1,、成功建立了可分化为人体任何组织类型成熟细胞的人类,胚胎干细胞系；,2,、发现成体各种组织中均有未分化成熟的干细胞分布，包,括骨髓、血液、脑、皮肤、肌肉、脐带、胎盘、脂肪等。,干细胞研究历史：,20世纪初20世纪60年代196319781,3,内源性因素：,1,、细胞内蛋白对细胞分裂的影响，如膜收缩蛋白；,2,、转录因子调控，如,Oct-4,。,外源性因素：,1,、体内微环境中分泌的因子影响，如,TGF,家族；,2,、膜蛋白介导的细胞间相互作用的影响，如,Notch,信号；,3,、整合素与细胞外基质的影响，如,1 integrin,。,干细胞的发育受多种内在机制和微环境的影响：,内源性因素：干细胞的发育受多种内在机制和微环境的影响：,4,ESCs,：,自,1981,年首次成功分离培养获得小鼠,ESCs,系，国内外研究,人员已在鼠、 兔、猪、牛、羊、猴和人都分离获得了,ESCs,系，可作为体外研究细胞分化和发育调控机制的模型及基,因重组的载体,2019 Nobel Prize,。,且已证明，无论是在体外还是体内环境中，,ESCs,都能被诱,导分化为机体几乎所有的细胞类型，这将为移植医学带来一,场革命。,ESCs：自1981年首次成功分离培养获得小鼠ESCs系，,5,2009,年,1,月，美国,FDA,批准美国杰龙生物医药公司开展利用,胚胎干细胞疗法治疗脊髓损伤的临床试验。,2019,年,11,月，美国,FDA,批准美国先进细胞技术公司开展利用,胚胎干细胞疗法治疗黄斑变性的临床试验。,ESCs,研究的两个方向：,1,、培育成体生命,最终成果便是“多利羊” ；,2,、获取治疗用干细胞,对,ESCs,的生长环境加以调节,使其,在体外大量增殖，在数量上满足临床治疗的需要，即为,细胞重新编写发育程序。,ESCs研究的两个方向：,6,诱导多能干细胞（,induced pluripotent stem cells, iPS cells,）,2019,年，日本京都大学山中申弥教授等在,Cell,杂志上报道，利用病毒载体,转染四种转录因子（,Oct4,，,Sox2,，,Klf4,和,c-Myc,）将小鼠皮肤成纤维细胞,重编程，可发生转化，产生的,iPS,细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗,传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面,都与,ESCs,相似。,2019,年,11,月,20,日，美国威斯康星大学的研究小组和日本京都大学的研究,小组同一天分别在,Science,杂志和,Cell,杂志上发表将终末分化的皮肤细胞转,变成,iPS,细胞的研究成果。,紧接着美国另一研究小组将来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了,iPS,细胞。,2009,年,2,月,3,日，日本东京大学的研究小组宣布，在世界上首次利用,iPS,方,法，将人类皮肤细胞“制成”血小板。,2019,年，利用,iPS,方法的又培养出听神经组细胞和肝细胞。,诱导多能干细胞（induced pluripotent st,7,干细胞的基础研究与临床应用课件,8,羊膜干细胞（,amnion stem cells,）：,是界于胚胎干细胞和成体干细胞之间的一种干细胞状态。,2009,年,11,月， 美国研究者发现羊膜干细胞能够形成三维聚合体细胞,胚样小体,(embryoid bodies,EBs),，该阶段的细胞可直接发育成人,体所有类型的细胞，首次证明了羊膜干细胞的全能性。,研究表明羊膜干细胞具有以下特性，被认为是一种非常有治疗应用,前景的干细胞：,A,、在体外培养中不需饲养层细胞及,LIF,等因子；,B,、能在多次传代后依然保持正常的核型和三胚层的分化能力；,C,、被注射到裸鼠皮下不会形成畸胎瘤；,D,、正常羊水中有大约,1%,的这种全能干细胞，方便分选及保存备用。,羊膜干细胞（amnion stem cells）： 是界,9,郭礼和教授领导的研究小组通过移植人类的羊膜细胞，,使一只脊椎受损的猴子重新长出了神经纤维，恢复了,运动功能。,郭礼和教授领导的研究小组通过移植人类的羊膜细胞，,10,神经干细胞（,neural stem cells, NSCs,）：,1,、定义：,NSCs,是来源于中枢神经系统的多能干细胞，具有自我更新和多向,分化潜能，可以分化成中枢神经系统的各类细胞，包括神经元、星形胶,质细胞和少突胶质细胞（,1992,）。,2,、鉴定标志物：表达,Nestin,（,Neuroepithdial stem protein,）。,3,、体内分布：普遍存在于脑组织中，包括纹状体、海马、 嗅球、大脑皮,质、间脑、中脑、室管膜区、室管膜下区等。,4,、基础研究：主要是针对对增殖、分化、迁移调控相关影响因素的研究,神经递质：,Glu,、,5-HT,、,GABA,、,Gly,、,Ach,、,NO,等,细胞外基质：细胞黏附因子、糖蛋白等,细胞生长因子：,EGF,、,bFGF,、,NGF,等,基因调控：,notch,、,bhlh,、同源盒基因等,信号转导途径：,Notch,、,Janus,、,JAK-STAT,等,神经干细胞（neural stem cells, NSCs）,11,5,、临床研究：,细胞移植治疗：目前无任何严重的不良副反应。,基因载体治疗：将编码特定神经递质或蛋白质因子的基因转导入,NSCs,载体。,6,、用于移植治疗的可能机制：,A,、具有多向分化潜能而起到细胞替代作用；,B,、可分泌多种神经营养因子和细胞因子，改善内环境；,C,、具趋化归巢能力，可聚集于损伤部位进行修复；,D,、可增强神经突触之间的联系，建立新的神经环路 。,7,、常用的移植方法： 腰椎穿刺蛛网膜下腔注射,通过手术或立体定位法植入,8,、目前有报道的可用,NSCs,移植进行治疗的疾病有：,中风（脑梗塞、脑出血）、脑外伤后遗症、脊髓损伤、共济失调、脑瘫、,脑萎缩、,PD,、,MS,、,ALS,、,MSA,、面瘫、视神经萎缩 。,5、临床研究：6、用于移植治疗的可能机制：7、常用的移植方法,12,间充质干细胞（,mesenchymal stem cells, MSCs,）,:,1,、来源：最初来源于骨髓，现已从脂肪、肝脏、肌肉、羊水、胎盘、脐带血、,脐带、牙髓等多种组织分离得到了,MSCs,。,2,、生物学特性：,A,、具有自我更新能力、多向分化及跨胚层分化潜能；,B,、有造血支持的作用；,C,、可抑制免疫反应；,3,、鉴定：缺乏特异的标记物，以下三点为国际细胞治疗协会（,ISCT,）规定鉴,定人,MSCs,的最低标准。,（,1,）在体外标准培养条件下贴壁生长；,（,2,）,CD105,+,、,CD73,+,、,CD90,+,，,CD34,-,、,CD45,-,、,CD11a,-,、,CD19,-,、,HLA-DR,-,；,（,3,）在体外可诱导分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞。,间充质干细胞（mesenchymal stem cells,13,4,、用于移植治疗的可能机制：,A,、可分化为功能细胞，促进缺损组织更新；,B,、可分泌多种细胞因子和营养因子，通过旁分泌作用改善受体微环境；,C,、能通过细胞与细胞的直接接触及分泌可溶性因子的方式抑制免疫反,应，增强受体宿主的免疫耐受能力；,D,、通过抑制促炎性因子、促进抑炎性因子的分泌和表达，来调节炎症,反应，发挥抗炎作用；,E,、通过调节天生和获得性免疫系统中的,T,细胞、,B,细胞、,DC,细胞、,NK,细胞等，来发挥免疫抑制作用。,F,、多种趋化因子及其受体、整合素、选择素、粘附分子共同参与所抑制,MSCs,向受损和炎症部位的趋化归巢。,4、用于移植治疗的可能机制：,14,5,、动物模型移植治疗：,研究表明，对神经损伤（脑损伤、脊髓损伤）、肝损伤、,GvHD,、心肌,梗死、重症肌无力、肾损伤、骨创伤、皮肤损伤等,50,多种疾病的动物模,型进行,MSCs,移植治疗，均有一定的疗效。,6,、临床应用：,临床上对,GvHD,、恶性血液病、实体肿瘤、免疫异常性疾病、遗传病、,重症肌无力、脑中风、心肌梗死、肾功能不全、急慢性肝损伤、股骨头,坏死、脊髓损伤、运动神经元病等,60,多种疾病进行,MSCs,移植治疗，均,在不同程度上显示了有治疗作用。,截至,2019,年,4,月，全球被批准进行利用,MSCs,治疗的临床试验已有,80,项。,且,MSCs,已被,FDA,批准用于治疗,GvHD,。,5、动物模型移植治疗：,15,脐带来源,MSCs,的优势：,1,、来源更容易，废物利用，不涉及伦理道德问题；,2,、采集方便，易于保存和运输；,3,、供者无痛苦，对母婴均无损害；,4,、脐带中,MSCs,较骨髓中含量更为丰富；,5,、细胞更原始，分化潜能更大，扩增效应更强；,6,、组织相容性抗原表达低或不表达，更适宜于异体间的移植治疗。,脐带来源MSCs的优势：1、来源更容易，废物利用，不涉及伦理,16,脐带,MSCs,因数量丰富、增殖力强、安全可靠、调节免疫、,适用面广，将有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。,脐带间充质干细胞库：,细胞产品国家工程研究中心间充质干细胞库（,2019,全球首家）,天津昂赛细胞基因工程有限公司,山东省人类脐带间充质干细胞库（,2009,）,军事医学科学院,吴祖泽院士,深圳市北科生物科技有限公司下属有深圳市间充质干细胞库。,黑龙江省干细胞库在开展脐带,MSCs,的储存项目。,脐带MSCs因数量丰富、增殖力强、安全可靠、调节免疫、,17,干细胞应用前景：,现有的基础研究和临床应用结果证明，干细胞在治疗中确实,发挥了作用，应用前景非常乐观。,国内外知名干细胞研究机构有：,国外 国内,加州再生医学研究所 科技部国家干细胞工程技术研究中心,哈佛干细胞研究所 细胞产品国家工程研究中心,京都大学,iPS,细胞研究与应用中心 人类胚胎干细胞国家工程研究中心,澳大利亚干细胞中心 华南干细胞与再生医学研究所,罗斯林研究所 四大细胞库（北京、华东、南方、,伦敦环球大学干细胞与再生医学中心 中国科学院）,苏格兰爱丁堡大学再生医学中心,干细胞应用前景：现有的基础研究和临床应用结果证明，干细胞在,18,在真正进行干细胞治疗的临床推广前，还需要更多的、更长期的研究,证据，以确保治疗的有效性和安全性，如：,A,、目前治疗的患者数量还比较少，治疗后的疗效观察时间还很短；,B,、干细胞增殖、分化的条件和调控机制还不明确；,C,、干细胞分离纯化、扩增、鉴定、诱导分化的技术还需进一步完善；,D,、干细胞对肿瘤的影响还存在很大争论；,E,、需建立临床应用的标准化程序方案（明确细胞来源、数量和质量、,临床适应症、治疗途径、临床疗效和安全性评价标准等）。,伊恩,维尔穆特（,Ian Wilmut,，胚胎学家，苏格兰爱丁堡大学再生医学中心主任）：数百万患者将受益于基因工程及干细胞科学的研究进展。,在真正进行干细胞治疗的临床推广前，还需要更多的、更长期的研,19,Thank You！,Thank You！,20,干细胞的基础研究与临床应用课件,21,干细胞的基础研究与临床应用课件,22,