一、干细胞的概念
(1)定义:干细胞是一种具有自我复制和分化潜能的细胞。
(2)特性:
多呈圆形或椭圆形,体积小,胞浆少,核/质比大。
增殖速度较慢,自稳性好,利于自我复制和维持,缓慢增殖使干细胞有充足的时间发现和纠正复制错误,避免自我突变,以便稳步进入特定的分化程序。一旦机体需要时,就可进入分化状态,此时增殖速度开始逐渐加快,以适应组织器官生长,发育和修复的需要。
干细胞根据分化潜能,可分为单能、多能喝全能干细胞。
a、单能干细胞。指干细胞分裂产生的子细胞只能分化成单一功能类型的细胞。如表皮干细胞只能分化产生角化表皮细胞,精原细胞只能分化产生精子。
b、多能干细胞。指可具有分化成一种器官的两种或多种组织潜能的干细胞。如骨髓造血干细胞可分化产生定向干细胞,进一步分化后可产生红系、髓系、粒系等12种类型的血细胞,已用于治疗血液病。
c、全能干细胞。指具有无限分化潜能的干细胞。如桑梓胚期、囊胚期胚胎干细胞可分为化成任何一种组织类型,可形成胚体、胚后期组织和器官,已用于转基因动物和克隆动物器官。
二、干细胞的来源
包括成体干细胞和胚胎干细胞
(1)成体干细胞:指自我复制和分化产生一种或一种以上子代组织未成熟细胞,可分布在成体组织或器官中,如血液、骨髓、皮肤、神经等不同组织中,分别称造血干细胞、皮肤干细胞、神经干细胞及生殖干细胞。在特定环境因素诱导下,通过增殖、分化可用于修复组织损伤和恢复缺损功能。
(2)胚胎干细胞(ES细胞):是一种具有向任何一种组织分化潜能的全能干细胞。着床前胚胎的内细胞团(桑梓胚、囊胚),体外可分离培养成全能细胞系(ES细胞系),每个ES细胞均具有分化成不同组织和嵌合体胚胎动物的潜能。
如小鼠ES细胞在特定分化因子诱导下可分化产生心肌细胞,淋巴细胞,神经细胞等。转基因的ES细胞移植于子宫内可发育成转基因动物胚胎,分娩后可产生新物种即转基因动物。ES细胞经基因剔除或基因打靶后,用于研究分化过程中的基因表达调控,可产生基因敲除动物,建立人类疾病小鼠模型。ES细胞经基因修正或基因置换的基因治疗后所产生的子代,可彻底根治遗传缺陷病。