骨髓间充质干细胞分化变形的原因（骨髓间充质干细胞的自我更新能力）

我们将提供有用的知识，以帮助大家了解骨髓间充质干细胞分化变形的原因和骨髓间充质干细胞的自我更新能力之间的关系，让你们可以解决实际问题。

细胞的分裂和分化

细胞分裂

一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞，分裂后形成的新细胞称子细胞。细胞分裂通常包括核分裂和胞质分裂两步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞。在单细胞生物中细胞分裂就是个体的繁殖，在多细胞生物中细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。

①原核细胞的分裂。现在还了解不多，只对少数细菌的分裂有些具体认识。原核细胞既无核膜，也无核仁，只有由环状DNA分子构成核区，又称拟核，具有类似细胞核的功能。拟核的DNA分子或者连在质膜上，或者连在质膜内陷形成的质膜体上，质膜体又称间体。随着DNA的复制间体也复制成两个。以后，两个间体由于其间的质膜的生长而逐渐离开，与它们相连接的两个DNA分子环于是被拉开，每一个DNA环与一个间体相连。在被拉开的两个 DNA环之间细胞膜向中央长入，形成隔膜，终于使一个细胞分为两个细胞。

②真核细胞的分裂。按细胞核分裂的状况可分为3种：即有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是在进行有性生殖的生物中导致生殖母细胞中染色体数目减半的分裂过程。它是有丝分裂的一种变形，由相继的两次分裂组成。无丝分裂又称直接分裂。其典型过程是核仁首先伸长，在中间缢缩分开，随后核也伸长并在中部从一面或两面向内凹进横缢，使核变成肾形或哑铃型，然后断开一分为二。差不多同时细胞也在中部缢缩分成两个子细胞，由于在分裂过程中不形成由纺锤丝构成的纺锤体，不发生由染色质浓缩成染色体的变化，故名。

细胞分化

cell differentiation

同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。

从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了不同的专一蛋白质（如水晶体细胞合成晶体蛋白，红细胞合成血红蛋白，肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白等），而专一蛋白质的合成是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的。因此，基因调控是细胞分化的核心问题。

特点 正常情况下，细胞分化是稳定、不可逆的。一旦细胞受到某种刺激发生变化，开始向某一方向分化后，即使引起变化的刺激不再存在，分化仍能进行，并可通过细胞分裂不断继续下去。

胚胎细胞在显示特有的形态结构、生理功能和生化特征之前，需要经历一个称作决定的阶段。在这一阶段中，细胞虽然还没有显示出特定的形态特征，但是内部已经发生了向这一方向分化的特定变化。

细胞决定的早晚，因动物及组织的不同而有差异，但一般情况下都是渐进的过程。例如，在两栖类，把神经胚早期的体节从正常部位移植到同一胚胎的腹部还可改变分化的方向，不形成肌肉而形成肾管及红细胞等。但是到神经胚晚期移植体节，就不能改变体节分化的方向。可见，这时期体节的分化已稳定地决定了。

分化与细胞核 在细胞分化中，细胞核起决定作用。一般认为细胞核内含有该种生物的全套遗传信息。在条件具备时，它可使所在细胞发育分化为由各种类型细胞所组成的完整个体。从培养的烟草，髓部小块形成的组织团块上取脱落的细胞，单个分离培养能得到有根和叶的幼芽，再移植到土壤中，会长出开花的植物。在两栖类，把囊胚期和早期原肠胚的细胞核移植到事先已经去掉细胞核的卵内能使卵正常发育，说明动植物体细胞的核是全能的。

分化与细胞质 分化与细胞质之间的关系可以从卵质谈起。如马副蛔虫受精后，所有经过染色体消减的细胞都发育为体细胞（见生殖质）。

许多动物卵子细胞质的分布有明显的区域性。这种区域性虽然不影响染色体的行为，但对于以后胚胎器官发育却有决定性作用。

中国胚胎学家童第周等利用核移植的技术，也证实了卵质在性状发生中的作用。他们把金鱼囊胚期细胞核移到去核的鳑鲏鱼卵子中；虽然发育到幼鱼的例子极少，但是发育的过程都比较正常，一些基本的发育的特点，如胚胎的背腹性，对称性以及早期的卵裂进程等都和鳑鲏鱼一样，幼鱼的体形也和鳑鲏鱼的幼鱼没有区别。这些性状的出现似乎完全根据细胞质。

细胞质对细胞核的作用，还表现在对核功能活动的影响。如培养的人宫颈上皮癌细胞——HeLa细胞——的DNA和RNA合成都很活跃；鸡的红细胞虽然有核，但是处于不活跃状态，不进行DNA合成，RNA合成也很微弱。用细胞融合的方法，使去掉细胞核的HeLa细胞的细胞质和鸡的红细胞融合，便可使后者的细胞核体积增大，浓缩的染色质变得松散，原来已经失去的合成RNA和DNA的功能在寄主HeLa细胞质的影响下，重新恢复了。

分化与细胞间的相互作用 细胞间的相互作用是各式各样的，可以是诱导作用，也可以是抑制作用。就作用方式来说，有的作用需要细胞的直接接触，另一些所需要的可能是间隔一定距离的化学物质的扩散。

①诱导作用。两栖类胚胎背部的外胚层细胞，在脊索中胚层的作用下，分化为神经细胞，以后发育为神经系统。这种中轴器官的诱导作用在脊椎动物具有普遍性，一般认为，脊索中胚层细胞释放某种物质，诱导外胚层细胞分化为神经组织。

诱导不但在中轴器官的形成中起作用，也在以后器官的发生中起作用。例如间质细胞的存在对体内腺体上皮的形成和分化是必不可少的。这些腺体包括甲状腺、胸腺、唾腺和胰腺，它们对间质细胞的依赖程度有很大差异。在离体条件下，胰腺原基只要有间质细胞存在就可以继续发育。

②抑制作用。如在蝾螈幼虫或成体摘除水晶体后，可以从背部的虹彩再生出一个新的。进一步的分析指出，再生水晶体的能力局限在虹彩背部的边缘层。如把这部分组织移到另一个摘除水晶体的眼睛，不是位于背部，而是使它位于腹部，仍旧可以由它再生出水晶体。

既然这部分细胞有生长水晶体的能力，为什么在正常的眼睛里不表现？如把虹彩的背部移到另一只未摘除水晶体的眼睛里，不管使它位于那一部位，都长不出水晶体。如在摘除水晶体的眼睛里，经常注射完整的（带有水晶体的）眼腔液体，在注射期间，虹彩背部的细胞也长不出水晶体。由此可见，虹彩背部的细胞本来具有产生水晶体的能力，正常水晶体会产生一种物质，对此起抑制作用。

细胞分化中基因表达的调节控制是一个十分复杂的过程，在蛋白质合成的各个水平，从mRNA的转录、加工到翻译，都会有调控的机制。在DNA水平也存在调控机制（如基因的丢失、放大、移位重组、修筛以及染色质结构的变化等）。不同的细胞在其发育中的基因表达的调节控制不同；相同的细胞在其发育的各阶段中，调节控制的机制不同。

细胞分化的过程是怎样的?

别听1楼扯淡。那是细胞分裂。这才是细胞分化：在个体发育中，细胞后代在形态结构和功能上发生稳定性的差异的过程称为细胞分化（cellular differentiation）。细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞，如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。细胞分化是说由受精卵分裂成不同功能的细胞群的过程。注意，是分裂为不同功能的细胞群哦。如果一分二，二分四，只是功能相同的细胞群啦。如果是那样，那你不是一堆肉或一堆骨头？显然不是。每个分化的细胞群都是有不同功能的，然后细胞群构成组织，不同组织按次序构成器官，器官构成系统，系统再构成人体。

求助流式细胞仪鉴定间充质干细胞的问题

间充质干细胞最早在骨髓中发现，随后还发现存在于人体发生、发育过程的许多种组织中。目前, 我们能够从骨髓、脂肪、滑膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等组织以及羊水、脐带血中分离和制备间充质干细胞，用得最多的是骨髓来源的间充质干细胞。但骨髓来源的间充质干细胞存在以下问题：随着年龄的老化，干细胞数目显著降低、增殖分化能力大幅度衰退；制备过程不容易质控；移植给异体可能引起免疫反应；取材时对患者有损伤，患者有骨髓疾病时不能采集，即使是健康供者，亦不能抽取太多的骨髓。这都限制了骨髓间充质干细胞临床应用，使得寻找骨髓以外其他可替代的间充质干细胞来源成为一个重要的问题。

骨髓干细胞的骨髓间充质干细胞

MSC最初在骨髓中发现，因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。如间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、 肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。骨髓间充质干细胞由于其来源广泛，易于分离培养，并且具有较强的分化潜能和可自体移植等优点，越来越受到学者们的青睐，被认为是不久即将被引入临床治疗的最优干细胞。

精原干细胞是如何分化来的

骨髓干细胞可分化为精原干细胞

最近有研究显示,在组织中和体外培养中,体干细胞的潜力均超出人们的想象。骨髓干细胞可以分化成多种细胞,培养成多种组织和器官,例如来自中胚层的肌肉、来自内胚层的肺和肝脏、来自外胚层的脑和皮肤等。近日,英国纽卡斯尔大学的Nayernia等成功用男性骨髓干细胞在体外培养出了精原干细胞(spermatogonial stem cell),该成果于日前发表于Reproduction:Gamete Biology。精原干细胞可在一定条件下分化成精原细胞,进而形成有功能的精子。因此,该成果可能成为治疗男性不育的新方法,但利用干细胞也势必引起伦理和法律方面的争议。

用小鼠干细胞培育出精子

在人体试验之前,该组研究人员已经在小鼠中进行过类似的实验,并取得了令人瞩目的成果。他们曾先后用胚胎干细胞和骨髓干细胞培育出精原细胞,但只有胚胎干细胞来源的精原干细胞可以进一步分裂产生有活性的精子(Dev Cell 2006, 11:125和Lab Invest 2006, 86:654)。

实验结果表明,胚胎干细胞来源的精原干细胞可以进行减数分裂,在体外条件下形成有功能的小鼠单倍体配子。研究人员通过卵细胞浆内注射技术将该配子注射入小鼠卵母细胞,并将这个含2个细胞的胚胎转移入输卵管。研究人员进行了210次注射,最后成功产下7只成活后代。在这7只小鼠中,有6只发育成成年小鼠,但这些小鼠的健康状况均不理想,在出生后5个月时全部死亡。

用人体干细胞培育出精原干细胞

该项在德国G?觟ttingen大学进行的试验收集了男性志愿者的骨髓样本,研究人员从中分离出间充质干细胞(这些细胞可以分化为支持细胞,以前曾经分化并形成肌肉组织),并在试验室培养。研究人员用维生素A诱导这些细胞分化,并通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫组化分析证实,这些分化的细胞表达了生殖细胞中特有的和男性生殖细胞中特有的标志物(见右图示),意味着这些生殖细胞进一步分裂形成了男性生殖细胞发育早期的精原干细胞。

在大多数男性体内,精原干细胞可分化为精原细胞,再经过减数分裂可以形成成熟的、有功能的精子。但是在该试验中,精原干细胞在体外未能进一步分化和分裂。

研究带头人Nayernia教授表示,受此前小鼠实验的启发,他们会在英格兰东北部干细胞研究所(NESCI)进行进一步的研究,包括诱导精原干细胞分化,并进一步分裂生成精原细胞,最终成为有活性的精子。他预计这大概需要3~5年的时间。他认为,进一步研究的首要目的是找出这些精原干细胞不能进行减数分裂的原因。Nayernia教授推测可能的原因是缺少Sertoli细胞,因为精原干细胞进行分化并进一步进行减数分裂需要睾丸中Sertoli细胞的支持。他说,如果能从骨髓干细胞中培育出Sertoli细胞将可以解决这个问题。他希望将来的研究成果可造福很多因为癌症接受化疗的年轻男性。

该成果应用于新疗法尚需时日

学术界对这项研究成果反响强烈,认为找到了治疗不育的新方法,但很多专家学者对此持审慎态度。英国伦敦皇后玛丽医学和牙医学院的Alison教授说,该研究得出的精原干细胞还不能产生有活性的精子,因此还不能确定其是否有作用,即能否使卵细胞受精,所以现在说“这将成为治疗不育的新方法”为时尚早。英国Sheffield大学干细胞生物学中心的Moore教授认为,这样的实验重复性不好,对操作者的要求很高。干细胞的损伤将直接导致精子或卵子的损伤,从而导致永久的基因改变甚至是难以修复的遗传缺陷。因此就目前的技术水平来看,这个方法将很难普及为治疗方法。

进一步研究将引起法律伦理问题

Nayernia教授表示,在科学上,让那些精原细胞进行减数分裂生成精子是可行的。但进一步的研究需要确定这些精子是否具有活性,这将不可避免地引起法律和伦理方面的问题。

英国政府公布的白皮书中说,政府将禁止在人工辅助生殖治疗中应用非自然产生的配子(精子或卵子),即实际治疗中,医师只能应用起源于睾丸或卵巢的配子。白皮书还认为,使用人工配子将带来激烈的伦理学争议,比如两个女性也可以产下自己的后代等。

NESCI法律顾问Bell认为,白皮书的措辞并不清晰,可以理解为仅仅在人工生殖治疗中不能应用人工配子。但这个研究的成果将帮助接受化疗的年轻男性储存其生殖能力,而不是用于人工生殖治疗。

对此,英国政府禁令的限制程度究竟如何目前尚不清楚。是现在就禁止在实验室中人工制造配子,或是将来会禁止在实验室中人工制造配子,或是仅仅禁止将这些配子用于治疗不育,都没有具体的规定来说明。

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