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胚胎干细胞

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    胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚(受精后约5—7天)中未分化的细胞。囊胚含有约140个 细胞,外表是一层扁平细胞,称滋养层,可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称囊胚腔,腔内一侧的细胞群,称内细胞群,这些未分化的细胞可进一步分 裂、分化,发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。如外胚层将分化为皮肤、眼睛和神经系 统等,中胚层将形成骨骼、血液和肌肉等组织,内胚层将分化为肝、肺和肠等。由于内细胞群可以发育成完整的个体,因而这些细胞被认为具有全能性。当内细胞群 在培养皿中培养时,我们称之为胚胎干细胞。


    人类干细胞是具有自我复制能力,且可分化为人体206种 组织器官的原始细胞。从胚胎发育的胚囊内层内细胞群来源的多能干细胞为“胚胎干细胞“。胚胎干细胞继续进行分化,形成具有特定功能的干细胞,如血液干细胞 可分化成白细胞、红细胞和血小板,皮肤干细胞可形成各种不同类型的皮肤细胞。另外,在胎儿、儿童和成人组织中存在的多能干细胞统称“成体干细胞"。 胚胎干细胞具有全能性和可以建系传代等优点,因此理论上应用前景广阔。但实际上由于同种异体胚胎干细胞及其分化组织细胞用于临床会引起免疫排斥,因此基于 胚胎干细胞的治疗方案要求对患者进行长期免疫抑制剂治疗。另外,胚胎干细胞是从胚胎抽取的,在伦理上早已引起了争论。从技术上说,目前尚不能控制胚胎干细 胞在特定的部位分化成相应的细胞,这样容易导致畸胎瘤。成体干细胞虽不引发畸胎瘤,但分化的“效率”尚不理想。所以胚胎干细胞和成体干细胞各有各自的优点 和缺陷。

    ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构,细胞核大,有一个或几个核仁,胞核中多为常染色质,胞质胞浆少,结构简单。体外培养时,细胞排列紧密, 呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色,ES细胞呈棕红色,而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限,形成的克隆细胞彼此界限不清,细胞表面有 折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样,多数呈岛状或巢状。小鼠ES细胞的直径7 μm~18 μm,猪、牛、羊ES细胞的颜色较深,直径12 μm~18 μm。那么胚胎干细胞的特点有哪些?

  胚胎干细胞的特点有:

  (1)胚胎干细胞具有多向分化潜能,可分化为成年人体任何一种组织细胞。

  (2)胚胎干细胞具有无限增殖性。

  (3)胚胎干细胞的来源受到伦理、道德的限制,取材较为困难。

  (4)胚胎干细胞可在不经诱导的情况下自动分化,因此在移植入人体后其分化不好控制,易形成脐胎瘤。

  胚胎干细胞的生物特征:

  1.胚胎干细胞来源于胚胎早期的胚泡中的内细胞群,保持未分化状态,具有自我复制的能力,具有向胚胎三个胚层来源的所有细胞分化的潜能。

  2.胚胎干细胞可通过单细胞克隆建立有相同遗传特性的胚胎干细胞系。建立的胚胎干细胞系有与亲代细胞相同的特征。

  3.胚胎干细胞具有正常、完整(双倍体)及稳定的染色体核型。

  4.胚胎干细胞缺乏细胞周期中G1期的限制点(chechpoint),胚胎干细胞大部分时间都处于细胞周期的S期,在此期进行DNA合成。胚胎干细胞不需外源信号刺激启动DNA的复制。

  5.胚胎干细胞表达三种特异性标志分子:细胞内的转录因子(intrinsic transcription factor, Oct4)、白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)和碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)。

  6.雌性哺乳动物来源的胚胎干细胞内,不存在X染色体失活现象。

  7.胚胎干细胞端粒酶活性呈阳性,具有维持端粒长度,保持干细胞增殖能力的重要作用。

  8.胚胎干细胞裸鼠皮下或肾包囊接种,可形成畸胎瘤。

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