万能的干细胞
上海科技 2001年08月15日
两只鹦鹉的故事
美国哈佛大学的科学家曾做过一个实验:他们先教会两只鹦鹉唱歌,然后让其中一只鹦鹉的大脑中枢神经丧失功能,于是,这只鹦鹉便失去了唱歌的本领;然后,他们再把从另一只鹦鹉身上提取出来的干细胞注入这只神经受损的鹦鹉体内,不久,奇迹出现了,那只不会唱歌的鹦鹉同先前一样会唱歌了。这就是神奇的干细胞所发挥的作用。
干细胞的分类
干细胞大致可分为两种:一种是胚胎干细胞,另一种是组织干细胞。
胚胎干细胞又称全能干细胞,是从哺乳动物包括人的早期胚胎分离培养出来的。它的一大特点是具有发育的全能性,可以参加整个生物体的发育,构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞,它在分裂的早期,会形成一个称为囊胚的结构,大约由 140个左右的细胞组成。在囊胚内部,有一个“内细胞群”,这就是胚胎干细胞的集合。
胚胎干细胞在进一步的分化中,可形成各种组织干细胞,又称多能干细胞。如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。它具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力。多能干细胞进一步分化,可形成专能干细胞,如神经组织干细胞可以分化成各类神经细胞,血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。
干细胞研究为何热?
正因为胚胎干细胞和组织干细胞能分化成诸如神经细胞、心肌细胞、血液细胞等,因而在细胞治疗上将具有重要意义。如:帕金森氏病患者主要是神经细胞在功能上出现紊乱,如能给患者注入健康的神经细胞,就会有治疗效应;对心脏受损的人也可以通过注入心肌细胞的方法缓解病情。
此外,由于干细胞是未成熟细胞,尚未开始分化,具有再生各种组织器官的潜能,因此,人们寄希望于利用干细胞在体外繁育出各种组织或器官,并最终用这些组织或器官移植来代替病变的组织或器官。
最新的研究还发现,干细胞不但能再生某些组织,而且可以衍生成与其来源不同的细胞类型。如把血液干细胞放到脑组织中,在大脑环境中,血液干细胞有可能分化成神经细胞。反过来,如果将分离出的人的神经干细胞移植到老鼠的骨髓里,它还能分化成血液细胞。这一系列工作是从1999年开始的,由于人胚胎干细胞培养成功和组织干细胞对人类健康的潜在价值,因而引发了世界范围内的干细胞研究热。
将神经干细胞植入脊髓损伤患者的体内,一方面可以生成新的神经细胞,另一方面可分泌多种神经营养因子,促使尚未死亡的受损神经细胞重新活跃起来,有望让脊髓再生。
在体细胞克隆技术出现之前,科学家只能通过流产、死产或人工受精的人类胚胎获取胚胎干细胞进行研究。克隆羊多利的问世,意味着人们可以通过体细胞克隆出人类胚胎,这将使获取干细胞更为容易。
从理论上讲,如果将一位病人身上的体细胞取出,并将这一体细胞的细胞核注入另一个去核的卵细胞内,在体外继续培养到囊胚期,就能从中分离出遗传特征与病人完全吻合的胚胎干细胞,诱导培育出理想的、不会发生排异的组织和器官。届时,血细胞、脑细胞、心肌细胞、骨组织等都将可以更换,这将给白血病、帕金森氏症、心脏病和癌症患者带来生的希望。
(《文汇报》)
①属于非终末分化细胞,在一生中保持未分化或差分化,缺乏分化标记。②在机体的数目位置是相对恒定的。③自我更新能力。④可以无限分裂、增殖,它可以休息很长时间,干细胞可以连续分裂好几代。⑤具有多向分化潜能,它能分化成各种类型的组织细胞。
干细胞的种类及作用
1、全能干细胞,具有无限分化潜能,能分化成所有组织和器官的干细胞。换句话说,也就是具有形成完整个体分化潜能。胚胎干细胞就属于这一种。
2、多能干细胞,具有分化出多种细胞组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制。
3、造血干细胞是典型的例子,它可分化出所有类型的血液细胞和免疫细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞。
4、单能干细胞,也称专能干细胞,只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化,如上皮组织基底层的干细胞,肌肉中的成肌细胞。
5、自体干细胞:来源于自身,完美的组织相容性,不需配型,移植后,细胞利用率高。
6、异体干细胞:来源于新生儿,活力高,功能完整,使用方便,可以随时使用。
全能干细胞具有形成机体的任何组织或器官甚至形成完整个体的潜能,多能干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能,但不能发育成完整的个体,专能干细胞只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
胚胎干细胞是一种全能干细胞,全能干细胞即可以分化为许多种其他细胞的高度未分化细胞。
专能干细胞即只能分化为某一类型的细胞,如神经干细胞,只能分化成为神经细胞。
而多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制。骨髓多能造血干细胞是典型的例子,它可分化出至少十二种血细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞。
胚胎干细胞(全能干细胞)可以分化出多能干细胞和转能干细胞。
全能干细胞是指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞。胚胎干细胞在进一步的分化中,可形成各种组织干细胞,又称多能干细胞·它具有分化出多种细胞组织的潜能,但不能发育成完整的个体。多能干细胞取自囊胚,原肠胚期。多能干细胞进一步分化,可形成专能干细胞·专能干细胞只能分化成某一类型的细胞。原肠胚以后的干细胞只能是专能干细胞了,如某些肝脏细胞,骨髓造血干细胞
。所以脐带或者成人骨髓中的都已经是专能干细胞了,即纯体外培养只能分裂分化出特定的组织细胞,如骨髓只能分裂出各种血细胞。
做题一般是选修的大题中涉及到干细胞培养时会用到,但因为书中介绍有限,出题时会告诉你许多信息,你也不必太纠结这些。
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全能干细胞是能够分化发育成为各种组织器官的细胞,其全能性很强。全能干细胞是指具有无限分化潜能,能分化成所有组织和器官的干细胞。具有形成完整个体分化潜能。
胚胎干细胞就属于这一种。胚胎干细胞在进一步的分化中,可形成各种组织干细胞,又称多能干细胞。
干细胞在形态上具有共性,通常呈圆形或椭圆形,细胞体积小,核相对较大,细胞核多为常染色质,并具有较高的端粒酶活性。干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
干细胞是自我复制还是分化功能细胞,主要由于细胞本身的状态和微环境因素所决定。包括调节细胞周期的各种周期素和周期素依赖激酶、基因转录因子、影响细胞不对称分裂的细胞质因子。微环境因素,包括干细胞与周围细胞,干细胞与外基质以及干细胞与各种可溶性因子的相互作用。
扩展资料
干细胞具有经培养不定期地分化并产生特化细胞的能力。在正常的人体发育环境中,它们得到了最好的诠释。人体发育起始于卵子的受精,产生一个能发育为完整有机体潜能的单细胞,即全能性受精卵。
受精后的最初几个小时内,受精卵分裂为一些完全相同的全能细胞。这意味着如果把这些细胞的任何一个放入女性子宫内,均有可能发育成胎儿。实际上,当两个全能细胞分别发育为单独遗传基因型的人时,即出现了各方面都完全相同的双胞胎。
参考资料来源:百度百科-干细胞
关键词:全能干细胞有什么特点