干细胞

细胞生物学，干细胞，北京大学医学部，医学，若有错误请指正

干细胞

• 概述
  • 概念
    • 一类具有自我更新和分化潜能的细胞
  • 特点
    • 无限分裂
      • 对称分裂
      • 不对称分裂
    • 未分化
    • 子细胞为干细胞/分化
  • 类型
    • 依分化潜能分：全能/亚全能/多能/单能干细胞
    • 依细胞来源分：胚胎干细胞；成体干细胞
• 特性维持机制
  • 转录调控
    • Oct4:胚胎发育的早期；细胞全能性的重要标志
    • Nanog：其表达在形成中胚层和限定性内胚层时下调
    • Sox2：其表达并不限于多潜能性细胞
  • 微环境
    • 调控干细胞的主要结构
    • 功能
      • 锚定干细胞并调控其处于G0期
      • 维持干细胞的自我更新和分化间的平衡
      • 维持干细胞的未分化状态
• 诱导多能干细胞 ips cells
  • 概念
    • 通过各种诱导分子将稳定分化的体细胞重编程为多潜能干细胞
  • 细胞重编程
    • 将成熟终末分化细胞逆转为原始的多能/全能性干细胞
  • 诱导方法
    • 用逆转录病毒导入特定的转录因子 Takahashi &Yamanaka等利用转录因子OCT4、SOX2、 c-MYC 和KLF4 Yu & Thomson 等使用OCT4、SOX2、NANOg和LIN28
    • 利用质粒、附着体、重组腺病毒、仙台病毒、mRNA、miRNA及蛋白质等 多种转导方法以避免基因插入突变及提高诱导效率。
    • 用小分子化合物来替代细胞重编程过程中使用的外源基因(小鼠成功)
  • 多能性鉴定
    • 形态学特性、特异性标志分子的表达、体内外分化能力，以及在其基因表达和表观遗传学特性等方面进行检测，嵌合体动物和四倍体补偿（仅限于动物细胞）
  • 应用
    • 构建疾病模型；药物研发和筛选；细胞移植治疗
• 成体干细胞
  • 概念
    • 成熟组织器官内、能分化为相应组织功能细胞和自我更新能力的一类原始细胞。成体干细胞=组织干细胞
  • 造血干细胞HSCs
    • 分化成T/B/自然杀伤/粒/单核巨噬/红细胞/血小板等功能细胞
    • 表面标志物：CD34+、CD59+、Thy1+、CD38low/-、C-kit-/low、lin-等
  • 间充质干细胞MSC
    • 来源于中胚层，可以从骨髓，软骨和骨组织中分离得到，易于在体外扩增，在不同的诱导条件下，可以向多种组织细胞分化
    • 表面标记物：CD44，CD71，CD90，CD117，CD147、SH2、 SH3和SH4等；但不表达血液细胞的标记物
    • 免疫抑制和抗炎症作用，具有迁徙的能力
  • 神经干细胞NSC
    • 来源于胚胎发育时期的神经上皮，具有形成各种类型的神经元 星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力
    • 还没有单一性的特异性标记。候选的标记:Nestin,Sox2,CD133
  • 表皮干细胞
    • 位于与真皮乳头顶部相连的基底层
    • 标志物：β1整合素、角蛋白19 （keratinl9, K19）、角蛋白 15 （keratinl5, K15）和角蛋白 10（keratin 10，K10）
  • 肠道上皮干细胞
    • 位于肠道的隐窝
    • 标记物： Lgr5
• 与再生医学
  • 细胞核移植技术，诱导多能干细胞技术，治疗性克隆技术