多能干细胞

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇多能干细胞范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

多能干细胞范文第1篇

[关键词] 胚胎干细胞；拟胚体；造血分化

[中图分类号] R329 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2015）06（a）-0009-05

Techniques optimizations of Spin-embroid body approach for hematopoietic differentiation of human pluripotent stem cell

XU Jiancheng DUAN Yongjuan SUN Yi YANG Yang HU Xiao

State Key Laboratory of Experimental Hematology， Institute of Hematology Blood Diseases Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences， Tianjin 300020， China

[Abstract] Objective To optimize hematopoietic differentiation of human pluripotent stem cells via spin-embryoid body （Spin-EB）. Methods AggreWellTM800 and V-96 well culture plate were used to form Spin-EB， which was successively induced to hematopoietic differentiation in culture medium contained BMP-4， VEGF and bFGF. Flow cytometry was used to analyze the proportion of CD34+ hematopoietic stem/progenitor cells under the two different culture conditions. The higher test was seleted to verify its colony forming ability and erythroid differentiation ability via colony forming unit assay and erythroid differentiation culture system. Results The flow cytometry results showed that the proportion of CD34+ hematopoieic stem/progenitor cells from AggreWellTM800 test was 22.6%， while the V-96 well test divided into three tests according to the number of ESC， the corresponding proportion were： 3000 cells/well was 10.8%， 6000 cells/well was 1.28%， 9000 cells/well was 1.23%. The morphology of the colony forming unit from CD34+ cells originated from embryonic stem cell （ESC） was as similar as the umbilical cord blood CD34+ cells. Simultaneously， CD34+ cells originated from ESC could differentiate into CD71+CD235a+ erythrocytes in erythroid differentiati-on culture system. Conclusion The forming ability of EB and the hematopoietic differentiation efficiency of CD34+ cells is related to the number of ESC seeded in V-96 well culture plate， among which the 3000 cells/well test is relatively prestigeous. Furthermore， compared with the three tests of V-96 well， EB from AggreWellTM800 test has a better EB forming ability and higher hematopoietic differentiation efficiency of CD34+ cells.

[Key words] Embryonic stem cells； Spin-EB； Hematopoietic differentiation

造血干细胞移植是治疗许多血液系统疾病的最有效的方法，但由于造血干细胞来源有限，在临床治疗应用中受到了极大的限制[1-3]。利用多能干细胞体外诱导造血分化获得造血干细胞是解决这一难题的方法之一[4-5]。胚胎干细胞（ESC）是指从早期未分化的胚胎内细胞团中获得的一类多能干细胞。在体外培养过程中，具有无限增殖、自我更新和多向分化等特性。在体外能够分化为除胎盘以外的几乎全部成体组织细胞类型[6-8]，因而成为研究从多能干细胞获得包括造血干细胞在内的组织细胞的重要工具[9-10]。

在诱导多能干细胞分化的多种技术之中，利用拟胚体形成（embryoid body，EB）是一类重要的方法[11-12]。与传统的基质细胞共培养诱导分化相比[13-14]，EB形成诱导分化具有多种优势。包括易于扩大培养规模，可明确培养基成分易于培养的标准化，采用单细胞离心聚团形成的EB[单细胞聚团拟胚体（Spin-EB）]还具有可控细胞数目并进行外源基因导入等操作的优势，逐渐成为这一方法的技术主导。在实际应用中，这一技术受多种因素的影响，包括EB形成的培养介质，细胞因子组合及EB形成细胞数量及分化时间等。因此，本研究旨在比较商业化的AggreWellTM800培养板及普通V-96孔培养皿，以及不同的细胞数量对于多能干细胞形成的EB效率及进一步造血分化效率的影响，优化多能干细胞造血分化条件，为实现规模化标准化获得优质的造血干祖细胞提供技术基础。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

H1ES和IPS细胞系由中科院广州生命健康研究所潘光锦实验室惠赠。mTeSR1培养基、Dispase消化液、Accutase消化液、AggreWellTM800培养板、H4435、H4436（Stem Cell公司），StemlineⅡ培养基（Sigma公司），双抗（Gibco公司），ROCK抑制剂（Y27632）（R&D公司），骨形成蛋白-4（BMP4）、血管内皮生长因子（VEGF）和碱性成纤维生长因子（bFGF）（Peprotech公司），流式抗体鼠抗人CD34-APC、鼠抗人CD71-PE、鼠抗人CD235a-APC（eBiosciences公司），V-96孔板和低吸附24孔板（康宁公司）。倒置显微镜（Nikon TS100）（日本尼康公司），流式细胞分析所用的仪器为CantoⅡ（美国BD公司），台式离心机（centrifuge5810R）（Eppendorf公司）。

1.2 AggreWellTM800中拟胚体的形成

将P60至81代用mTeSR1无基质细胞培养的H1ESC集落用Accutase消化液消化为单细胞，计数，按每个AggreWellTM800培养板孔中加入1×106个细胞，加入EB形成培养基，EB形成培养基为加入50 ng/mL的BMP4、VEGF和Y27632的StemlineⅡ。按产品使用操作手册，将AggreWellTM800培养板低速离心700 r/min，5 min，放入20%CO2，5%O2低氧培养箱中培养。48 h后将形成的EB转移至低吸附24孔板中进行形态观察，EB计数和诱导造血分化。

1.3 V-96孔板中拟胚体的形成

ESC的培养及细胞处理同上。细胞计数后，重悬于EB形成培养基，分三组在V-96孔板中加入细胞。第1组每个孔中加入3000个细胞，第2组每个孔中加入6000个细胞，第3组每个孔加入9000个细胞，低速离心700 r/min，5 min，放入20%CO2，5%O2低氧培养箱中培养。48 h后将形成的EB转移至低吸附24孔板中进行形态观察，EB计数和诱导造血分化。

1.4 Spin-EB的造血分化诱导

将两种培养介质形成的Spin-EB重悬于造血分化培养基，加入低吸附24孔板中。造血分化培养基为加入50 ng/mL的BMP4和VEGF，20 ng/mL的bFGF的StemlineⅡ。放入20%CO2，5%O2低氧培养箱中培养。连续培养5 d，并于第3天补充新鲜造血分化培养基。

1.5 造血分化Spin-EB CD34+检测

将上述条件形成的Spin-EB经造血分化培养后收集，加入胰蛋白酶消化为单细胞。将适量单个细胞悬浮溶于100 μL PBS中，加入鼠抗人单克隆抗体：anti-CD34-APC。室温避光孵育15 min，2 mL PBS洗1次，400 μL PBS重悬细胞，BD CantoⅡ流式细胞仪检测CD34+细胞的比例，用FlowJo 7.6软件分析流式检测结果。

1.6 集落形成实验

将造血分化诱导后的EB消化为单个细胞，计数2×104～5×104个接种于H4435培养基中，培养14 d，观察造血集落形态。

1.7 红系分化实验

将造血分化诱导后的EB消化为单个细胞，取3×105个细胞进行红系诱导分化。具体培养方法参见文献[15-17]。

2 结果

2.1 两种培养方式下形成的Spin-EB数量与形态比较

将在AggreWellTM800及V-96孔板上形成的EB分别收集后计数并在光学显微镜下进行形态观察。AggreWellTM800培养板每一培养孔中有300个EB形成小室，形成的EB效率>90%，且形成的EB大小均匀，形态较为均一（图1A）。在V-96孔板中按照每孔加入3000、6000、9000个细胞（V-3000、V-6000、V-9000），EB大小受加入的细胞数影响，且大小和形态上不均匀，EB形成效率分别为63%，31%和89%（图1B～E）。

2.2 Spin-EB诱导造血分化后CD34+细胞的比例

将上述两种培养介质中形成的Spin-EB转入低吸附24孔板，并加入诱导造血分化的细胞因子组合，诱导分化培养5 d后，光学显微镜下观察分化EB的形态特征并收集EB消化为单细胞后流式分析CD34+细胞比例。结果显示，AggreWellTM800培养板中形成的Spin-EB中诱导造血分化后EB呈分化良好的三维囊状空泡，CD34+细胞的比例为22.6%（图2A）；V-96孔板形成的Spin-EB中，除3000个细胞/孔的EB中有部分分化良好的三维囊状空泡形态，6000、9000细胞/孔的EB均呈现为分化不良的实心结构。CD34+分析，3000个细胞/孔为10.8%、6000个细胞/孔为1.28%、9000个细胞/孔为1.23%（图2B～D）。

2.3 Spin-EB来源CD34+造血集落形成和红系分化能力

为证明上述Spin-EB来源的CD34+细胞具有造血分化能力，将造血分化诱导第5天的EB消化为单细胞后分别加入造血集落形成半固体培养基，以及红细胞分化诱导培养基。图3A所示，以脐带血UCB-CD34+造血集落作为对照，Spin-EB来源的CD34+细胞所形成的BFU-E，CFU-G和CFU-G三种集落的形态与UCB形成的此三种集落相似；红系诱导分化培养10 d后收集细胞经流式细胞仪分析发现，细胞培养中有26%的细胞表达红细胞标志抗原CD71和CD235a，说明Spin-EB来源的CD34+具有形成造血集落和向红系分化的能力。见图3。

3 讨论

ESC能够无限增殖和多向分化的能力多年来一直都是生物医学研究的重点，其中ESC在体外诱导分化为成熟类型细胞更是重中之重。通过诱导其向造血细胞分化，是有效解决临床治疗中造血干细胞短缺的有效方法之一。通过研究其向特定细胞分化的过程可以帮助建立疾病模型，用于研究疾病的发病机制，可以帮助开发治疗方案，也可以研究生物体在发育过程中基因的表达调控等复杂的生理过程[18-20]。EB的形成是ESC进行体外诱导分化的关键步骤之一，悬滴法和基质细胞共培养法是形成EB的常规方法，但这两种方法都十分不利于进行外源基因转染等分子生物学方面的操作，难以进行分子水平上的研究。本研究采用将ESC消化为单细胞进行EB培养的方法，此培养方法不仅培养基成分明确，而且能准确地掌握细胞数，同时也方便进行分子生物学方面的操作。

AggreWellTM800培养板是StemCell公司生产的可用于单细胞法培养EB的培养板，本研究中采用的是AggreWellTM800型，每个培养孔有300个小孔。在每个孔中加入1×106个ESC时，每个小孔中大约有3000个细胞；V-96孔板是一种普通的可用于酶联免疫研究的培养板，其与AggreWell培养板相比具有相似的空间形态，因此在用V-96孔板进行EB培养时，从每孔3000个细胞为起始，同时设置6000和9000个细胞组。从形态上看AggreWellTM800培养板中形成的EB，经过在低吸附24孔板中再培养5 d后，不仅数量多而且发育更为成熟，经过同样的培养，V-96孔板中3000个细胞形成的EB在大小上与AggreWellTM800培养板中形成的EB最为相似，但是没有形成明显的囊状EB，9000个细胞形成的EB虽然形成率较高，但是分化效率较低。流式细胞仪分析结果显示，AggreWellTM800培养板形成的EB CD34+细胞的比例达到了22.6%，V-96孔板中3000个细胞组形成的EB CD34+细胞的比例是V-96孔板中形成的EB中最高的，比例为10.8%。根据流式结果选择AggreWellTM800培养板中形成的EB进行造血集落形成和红系诱导分化实验，其BFU-E，CFU-G和CFU-GM三种集落的形态与对照组UCB形成的集落形态相似；经红系诱导分化，有26.1%的细胞表达红细胞标志抗原CD71和CD235a。同时，在AggreWellTM800培养板中用IPS细胞进行试验，经过相同的培养时间，IPS形成的EB CD34+细胞阳性率为38.2%。

综上所述，利用商品化的AggreWellTM800培养板可以较高效率地形成EB并诱导造血分化，但是AggreWellTM800培养板的缺点在于价格比较昂贵，不利于进行大规模实验，相比之下V-96孔板虽然在EB形成效率和分化上不及AggreWellTM800培养板组，但是V-96孔板价格十分便宜，尤其适合大规模实验，因此V-96孔板中形成EB的体系也十分值得进一步优化。

[参考文献]

[1] Hequet O. Hematopoietic stem and progenitor cell harvesting：technical advances and clinical utility [J]. J Blood Med，2015，6：55-67.

[2] Mazini L，Matar N，Bouhya S，et al. Umbilical cord blood banking for transplantation in morocco： problems and opportunities [J]. J Stem Cell Regen Med，2015，10（2）：28-37.

[3] Tamari R，Castro-Malaspina H.Transplant for MDS： challenges and emer-ging strategies [J]. Best Pract Res Clin Heamatol，2015，28（1）：43-54.

[4] Liu S，Xu Y，Zhou Z，et al. Progress and challenges in generating function hematopoietic stem/progenitor cells from human pluripotent stem cells [J]. Cytotherapy，2015，17（4）：344-358.

[5] Daley GQ. Deriving blood stem cells from pluripotent stem cells for research and therapy [J]. Best Pract Clin Haematol，2014，27（3-4）：293-297.

[6] Thomson JA，Itskovitz-Eldor，Shapiro SS，et al. Embryonic Stem Cell Line Derived from Human Blastocytst [J]. Science，1998，282（5391）：1145-1147.

[7] Ware CB，Nelson AM，Mecham B，et al. Derivation of naive human embryonic stem cells [J]. Proc Natl Acad Sci，2012， 111（12）：4484-4489.

[8] Van Orman JR，Si-Tayeb K，Duncan SA，et al. Induction of cardiomyogenesis in human embryonic stem cells by human embryonic stem cell-derived Definitive endoderm [J]. Stem Cells Dev，2012，21（6）：987-994.

[9] Tesarova L， Stejskal S， Koutna I. Driven hematopoietic differentiation of embryonic stem cells： epigenetic perspectives [J]. Curr Pharm Des，2014，20（11）：1674-1686.

[10] Forte L， Berardi AC. Stem cell technologies based on hemangioblast technology focusing on human blood cells [J]. Recent Pat Drug Deliv Formul，2013，7（1）：4-8.

[11] Kurosawa H. Methods for inducing embryoid body formation：in vitro differentiation system of embryonic stem cells [J]. J Biosci Bioeng，2007，103（5）：389-398.

[12] Weitzer G. Embryonic stem cell-derived embryoid bodies： an in vitro model of eutherian pregastrulation development and early gastrulation [J]. Handb Exp Pharmacol，2006，（174）：21-51.

[13] 张绪超，陈惠芹，黄绍良，等.含人AGM区基质细胞培养体系定向诱导胚胎干细胞为造血干细胞的实验研究[J].中国病理生理杂志，2007，23（9）：1747-1751.

[14] Lee KY，Fonq BS，Tsang KS，et al. Fetal stromal niches enhance human Embryonic stem cell-derived hematopoietic differentiation and glob-in switch [J]. Stem Cells Dev，2011，20（1）：31-38.

[15] Hu J，Liu J，Xue F，et al. Isolation and functional characterization of human erythroblasts at distinct stages：implications for understanding of normal and disorder erythropoiesis in vivo [J]. Blood，2013，121（16）：3246-3252.

[16] Grover A，Mancini E，Moore S，et al. Erythropoietin guides multipotent hematopoietic progenitor cells toward an erythroid fate [J]. J Exp Med，2014，211（2）：181-188.

[17] Smith BW，Rozelle SS，Leung A，et al. The aryl hydrocarbon receptor directs hematopoietic progenitor cell expansion and differentiation [J]. Blood，2013，122（3）：376-385.

[18] 沈干，汪铮，丛笑倩，等.组织工程中的新型种子细胞――胚胎干细胞[J].国外医学：生物医学工程分册，2001，24（3）：97-101.

[19] Zavazava N. Progress toward establishing embryonic stem or induced pluripotent stem cell-based clinical translation [J]. Curr Opin Organ Transplant，2014，19（6）：598-602.

多能干细胞范文第2篇

一般资料：2010年5月～2011年1月收治2型糖尿病患者10例，足部病变严重程度按中华医学会糖尿病学会1996年糖尿病足检查方法及诊断标准。按入院先后随机分为两组。胚胎多潜能干细胞组6例，男4例，女2例，年龄52～78岁，平均613±21岁，其中糖尿病足Ⅱ级4例、Ⅲ级1例、Ⅳ级1例。对照组4例，男3例，女1例，年龄54～82岁，平均602±22岁，其中糖尿病足Ⅱ级2例、Ⅲ级1例、Ⅳ级1例。两组患者年龄、性别等一般资料比较无显著性差异。

方法：治疗组与对照组基础治疗基本相同。两组所有皮肤溃疡创面均用01%新洁尔灭液和生理盐水依次清洗，清除溃疡创面的坏死组织，溃疡创面有感染者先用3%双氧水清洁脓性分泌物后再按程序清创。在上述基础上，治疗组予胚胎多潜能干细胞治疗。既患者在局麻下经股动脉输入胚胎多潜能干细胞。

结果

两组患者ABI及足趾皮肤温度的比较：结果见表1。

讨论

糖尿病足属于祖国医学“脱疽”范畴，1956年Oakley首先提出糖尿病足一词，1972年Catterall将糖尿病足定义为“已因神经病变而失去感觉和因缺血而失去活力，合并感染的足称为糖尿病足”，是糖尿病慢性并发症之一，也是导致糖尿病病人致残死亡的主要原因之一。主要临床表现为足部溃疡和坏疽，严重者需要截肢，截肢率高达40%。由于神经病变，患肢皮肤干而无汗，角化变脆，肢端刺痛，感觉迟顿或消失。因肢端营养不良，肌肉萎缩，屈肌和伸肌失去正常的牵引张力平衡，趾间关节变曲，形成弓形足、鸡爪趾等畸形，周围血管病变，足背动脉搏动消失，足部皮肤温度下降，休息时伴疼痛等。间歇性跛行，是早期下肢症状，行走一定距离后感觉下肢乏力、劳累、麻木，下蹲起立困难，夜间出现休息痛。

根据世界卫生组织(WHO)定义，糖尿病足是指糖尿病患者由于合并神经病变及各种不同程度末梢血管病变而导致下肢感染、溃疡形成和(或)深部组织的破坏。在临床上，由于糖尿病患者由于长期受到高血糖的影响，下肢血管硬化、血管壁增厚、弹性下降，血管容易形成血栓，并集结成斑块，而造成下肢血管闭塞、支端神经损伤，从而造成下肢组织病变。而“足”离心脏最远，闭塞现象最严重，从而引发水肿、发黑、腐烂、坏死，形成脱疽。目前，各大医院对糖尿病足患者一般采取截肢、搭桥或干细胸移植手术。

胚胎多潜能干细胞在缺血组织中分化合成血管内皮细胞，并分泌多种血管生长因子，促进新生血管生成，从而改善患者病情以及以愈合为目的的一种治疗方法。胚胎多潜能干细胞移植治疗糖尿病足的疗效机制［1］可能是移植后干细胞在缺血组织内分化成内皮细胞后演变为毛细血管，再逐渐塑形成小的侧支血管。本研究将10例糖尿病足患者随机分为两组，治疗组6例和对照组4例，均在控制饮食，严格控制血糖稳定基础上采用清创，抗感染，治疗组予胚胎多潜能干细胞及硫酸锌。对照组予硫酸锌。结果显示，治疗组有效率为900%，对照组为571%，治疗组总有效率明显高于对照组(P＜005)。本研究发现，应用胚胎多潜能干细胞及α-硫辛酸后，患者血糖迅速达标，感染迅速局限，溃疡愈合良好，并且下肢供血明显改善。此外，经胚胎多潜能干细胞治疗后［2］足趾皮肤温度明显增加，且显着高于对照组，说明胚胎多潜能干细胞在改善糖尿病足血液微循环方面优于对照组。

参考文献

多能干细胞范文第3篇

关键词：新课标；高中生物教材；干细胞分类；全能性

在高中生物新课标教材必修1的配套资料中认为胚胎干细胞是多能干细胞：胚胎干细胞分裂速度快，并且有产生多种分化细胞类型的潜力，因此，它们也被称为多能干细胞（摘自必修1教师用书）。而选修3则认为胚胎干细胞是全能干细胞：胚胎干细胞（ES细胞）来源于早期胚胎，是从早期胚胎细胞中分离出来的。它具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面，在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造（摘自选修3教师用书）。究竟干细胞如何分类以及不同类型的干细胞全能性有什么区别？

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。在个体生长发育过程中，随着细胞分化程度增高，分裂能力越弱，最终衰老死亡。按照细胞分化程度的高低以及分化潜能的大小，可以把它们分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞和高度分化的细胞。

全能干细胞是一种高度未分化细胞，它具有发育的全能性，能分化出成体动物所有类型的组织和器官，包括生殖细胞。哺乳动物中胚胎干细胞，是由早期胚胎（受精卵经卵裂期至原肠胚期之前）或胎儿的原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有自我更新、多向分化和体外培养无限增殖的特性。在体外培养条件下，可在诱导因子的作用下向不同类型的组织或器官分化，因此胚胎干细胞属于全能干细胞。

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，在体外诱导也不能分化出所有的组织和器官。如骨髓中的造血干细胞，从胚胎末期一直到出生后，骨髓是造血干细胞的主要来源，这些造血干细胞在胚胎发育成熟后逐渐丧失部分分化潜能，然后储存在某些组织器官中，成为暂不增殖的细胞，一旦需要，可重新进入细胞增殖周期，以维持人体发育和新陈代谢的平衡。它们具有自我更新能力，能分化为各种血细胞前体细胞和淋巴细胞前体细胞，最终生成各种血细胞成分，包括红细胞、白细胞和血小板，以及淋巴细胞，包括B淋巴细胞、T淋巴细胞，但不具有发育成完整个体的能力。

多能干细胞也具有进一步增殖分化的潜能，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。由于胚胎发育到原肠胚以后，组织器官都已经初步分化，所以原肠胚以后的干细胞就只能是专能干细胞了。另外，胎儿脐带或者成人骨髓中的有些细胞也属于专能干细胞，分化能力有限，但是具有自我更新能力，与高度分化的非干细胞不同。如某些肝脏细胞、骨髓造血干细胞、上皮组织基底层的干细胞以及肌肉中的成肌细胞等。

当前环境下，教材版本众多，教辅资料五花八门，因此教师的任务就不仅仅是把书中的知识传给学生，还应该对这些知识加以总结，加以分析。

参考文献：

[1]Bruce M.Carlson.干细胞技术.科学出版社，2012-06.

[2]王玉凤.发育生物学.科学出版社，2011-09-01.

多能干细胞范文第4篇

在高中必修教材中，有关细胞分化的知识点是学习个体发育、基因表达、细胞工程等知识的基础，可见该知识点在以后的学习中的重要性。现就有关知识点进行如下解析。

一、细胞分化

1.概念：在个体发育中相同细胞的后代在形态结构生理功能上发生稳定性差异的过程，叫细胞分化。

2.理解：细胞分化

（1）细胞分化只是在形态、结构、生理功能上的改变，细胞的数量并没有增加。

（2）细胞分化是一个渐变的过程，在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的分化“前途”就已经决定，以后依次渐变，一般不可逆。但在另一些情况下，分化又是暂时的和可逆的，这些细胞分化程度低，如造血干细胞，能形成血细胞或结缔组织中的各种细胞。

（3）细胞分化所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的变化。

（4）细胞分化的根本原因是基因的有序表达的结果。

3.细胞分化的特点：

（1）细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命活动当中。

（2）细胞分化是稳定的，一般不可逆的。

（3）在胚胎时期，细胞分化达到最大限度。

二、细胞全能性

1.概念：细胞全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育的潜能。

2.全能性的高低比较：

（1）植物细胞全能性〉动物细胞的全能性

（2）卵细胞〉生殖细胞〉体细胞（3）未分化的细胞〉高度分化的细胞（4）分裂能力高的细胞〉分裂能力低细胞 转贴于

3.举例

植物细胞的组织培养、植物体细胞杂交培育的“白菜甘蓝”新品种证明了植物细胞具有全能性。

克隆羊多利证明了动物细胞核也有全能性。

三、干细胞

分化后的细胞，完全丧失了再分化的能力，其最终将衰老和死亡。而在动物体个体发育过程中，体内始终保留了部分未分化的细胞，既干细胞。干细胞又叫起源细胞、万用细胞，是一类自我更新和分化潜能的细胞。

动物体可通过干细胞分裂来实现细胞的更新，保证动物体持续生长发育。

全能干细胞：它可分化人体200种细胞，这些分化出的细胞构成人体的组织和器官，最终发育成一个完整的人。人类的和卵子结合后形成受精卵。这个受精卵就是一个最初始的全能干细胞，受精卵细胞前几次分裂所产生的细胞也是全能干细胞，这些细胞可以生长成任何细胞类型。

多能干细胞：多能干细胞的“后裔”，具有分化成多种组织细胞的潜能，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，它可分化成至少十二种血细胞，但不能分化成造血系统以外的其它细胞

3.专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞，比如神经干细胞，可以分化各类型的干细胞

四、细胞分裂与细胞分化

1.细胞分裂仅仅是细胞数量增多的过程；而细胞分化时细胞数量不变，只是在形态、结构、生理功能上发生改变。因此细胞分化是质变，而细胞分裂是量变

多能干细胞范文第5篇

在我们的血管中，鲜红的血液在流淌，在维持着生命的运转。血红细胞在大大小小的血管中运动着，把氧气输送到身体的每个部分，然后把废物带走。血红细胞的工作非常重要，但是它们却是短命的，平均寿命只有4个月左右。因为这些扁平的细胞要经常从微小的血管中改变体型，然后艰难地挤过去，这个过程让血红细胞损伤很大。

如何及时补充损失的血红细胞呢？在人体内，细胞靠分裂来补充死去的老细胞。但血红细胞却不是靠分裂来补充，它需要细胞世界里的“全能战士”——干细胞出马来完成这项任务。

造血干细胞本领有限

首先需要介绍一下干细胞：普通细胞在分裂的时候，新细胞不论是外观还是行为都和它们的母细胞完全一致。比如说，新皮肤细胞的功能与其他皮肤细胞完全相同。小肠或肝脏的细胞也是如此。但是干细胞却可以变成各种不同类型的细胞。一个干细胞有可能转变成在脑、皮肤、肌肉和其他器官中的某种细胞，当然也包括血红细胞，干细胞转化的细胞能够替换受损的普通细胞。

目前，生物学家把干细胞分为两种，即造血干细胞和胚胎干细胞。

顾名思义，造血干细胞是能够制造血细胞的干细胞，它们就生活在我们的骨头里面，全名叫“骨髓造血干细胞”。在骨头里，它们持续地分裂，一些新产生的细胞会保持干细胞的状态，而另外的一些有的形成了血红细胞，有的则转化成了可以对抗细菌感染的白细胞。虽然造血干细胞能够变成各种类型的血细胞，但是它们却不能变成肌肉、神经或其他类型的细胞。它们的使命已经非常固定化了，无法转变成身体其他组织的细胞。

难以获取的胚胎干细胞

而胚胎干细胞就不同了，它能够转变成人体中的任何类型的细胞，所以科学家称其为“多能干细胞”。

卵子受精后，先是一分为二，然后2个细胞再次分裂，成为4个细胞，然后持续分裂。在胚胎发育的最初几天，它的每一个细胞都是功能相同的，都属于干细胞，每个干细胞都有潜力转变成任何特定的细胞类型。

当人类的胚胎长到三到五天的时候，干细胞开始了不同方向的分化，有些转化成肌肉细胞或成骨细胞，还有的会形成肺细胞，或胃内壁的细胞。一旦胚胎干细胞变成了特定的细胞，它们的“多能”性就不存在了，不能再变成其他种类的细胞了。

出生后，婴儿几乎所有的细胞都将特化。每种细胞类型都有自己特定的形状和功能。比如说，肌肉细胞很长，能够伸长或收缩；血红细胞很小，而且是扁平的形状，所以它们能够从血管之中穿梭而过。

胚胎干细胞本领很大，但是也很难获取，只能从胚胎中获取，因此，收集胚胎干细胞遭到了许多社会人士的反对，因为这种行为会破坏胚胎，等于是“谋杀”了一个尚未出世的生命，社会伦理不允许这么做。

难道干细胞这些“全能战士”真的无法为医学所用、给人类造福吗？

“变身术”造就

“全能战士”

2006年，日本科学家山中伸弥发现，一些人体的普通细胞能够发生“反转”，变回干细胞。他把一些特殊的基因插入到成熟的皮肤细胞的内部，成功地获得了干细胞。这类干细胞从功能上看很像胚胎干细胞，能够转化成各种普通细胞。人们把这种新的干细胞叫“诱导多能干细胞”，简称诱导干细胞。

诱导干细胞的出现，是细胞研究的一次巨大的飞跃，它有胚胎干细胞和成体干细胞无法比拟的优点。首先，诱导多能干细胞能够转化成任何类型的细胞，就像胚胎干细胞那样。其次，它们能够从任何细胞类型通过诱导而产生，所以科学家可以很容易得到这种干细胞，又不需要冒伦理风险。第三，未来医生们能够利用患者自己的身体细胞来获得干细胞，治疗疾病，这样的干细胞会与患者身体完全匹配，不会出现免疫系统排异的现象，免疫系统会把这种干细胞当成“自己人”。

而且诱导干细胞技术并不复杂，世界各地的科学家很快就学会了这个技术，他们开始制造自己的诱导干细胞，然后尝试着治疗各种疾病。

让盲人重见光明

伊克巴尔·艾哈迈德是美国奥马哈的一所大学的科学家，他正在利用干细胞，研究如何让盲人恢复视力。

我们知道，视网膜位于眼球后部，能够把入射到眼睛里的光转化成电信号，然后传送到大脑。如果眼睛的视网膜神经细胞死亡，会导致严重的眼病，甚至让人失明。

艾哈迈德希望利用诱导多能干细胞制造出新的视网膜细胞，更换患者死掉的视网膜细胞。他从角膜中提取了一些普通细胞，然后把它们放到培养皿的一侧，而另一侧则放入一些胚胎干细胞。两类细胞之间用特殊的薄膜隔开，不能混合在一起。不过，两类细胞却可以“交流”，因为细胞总是会释放一些化学信号给其他细胞，当胚胎干细胞“发言”的时候，角膜细胞就“倾听”到了。结果。胚胎干细胞的化学信号让角膜细胞转化成了干细胞，这种干细胞能够转化成其他类型的细胞，包括神经细胞。

当艾哈迈德把从干细胞转化来的神经细胞植入实验室内的老鼠的眼睛中时，这些神经细胞附着在视网膜上，替代了由于眼疾而死亡的那些神经细胞。虽然这只是让老鼠的视力得到了一定程度的改善，但是相信有朝一日，一些盲人的视网膜也能因干细胞技术而得到恢复。

治疗骨髓疾病

皮尔逊综合征是一种罕见的遗传性疾病，症状之一是骨髓里的干细胞不能制造正常的血红细胞。这种病很容易置人死地。

美国哈佛大学的科学家安妮·雪莉尝试着用干细胞技术治疗疾病。有一位患病的女孩，她自身无法制造血红细胞，所以只能定期输血维持生命，但输血本身存在一定的风险，尤其对于有这种古怪疾病的人来说。于是雪莉从女孩身上提取了皮肤细胞，然后通过把基因插入到皮肤细胞中的技术，得到了诱导干细胞，并让这些细胞在37℃的培养皿中存活着。

随后，雪莉把得到的诱导干细胞注入到女孩的骨髓里，让女孩能够靠自身的力量造血，而不再需要输血。目前治疗取得了一定的效果。女孩的免疫系统把造血干细胞认定为“自己人”，不会杀死它们。也许很快女孩就可以自己造血，不需要输血了。

科学家正在率领着干细胞“全能战士”向各种疑难病症发动进攻，一场医学界的真正革命已经到来了。

超级链接

鼻细胞的大用途

干细胞的本领确实很大，但在某些情况下，一些高度特化的细胞同样具有非凡的治疗能力。

2008年，英国剑桥大学的神经学家尼克·杰弗里从人的鼻子里取得细胞，但却不是用于产生干细胞，而是用这些鼻细胞修复受损的脊髓连接部分。脊髓是一束神经细胞，能够与大脑和身体其他部分交换信号。脊髓受伤会导致瘫痪，或者失去感觉、肌肉移动无力。

干细胞移植主要是用于替换损坏或丢失的细胞类型。而在脊髓损伤中，神经细胞其实并没有消失，它们只是被切断了联系。神经细胞包含了长长的、线状的轴突，它是把信号传递给下一个细胞的通道。当脊髓受伤时，这些轴突可能会被切断。切断轴突就像是剪断电缆一样，都是让信号停止传递。

如何恢复神经信号的传递呢？杰弗里用脊髓受伤的狗来做实验。他从鼻腔中取下一些普通细胞。这种鼻细胞能够在鼻子里刺激神经细胞长出新的轴突，从而帮助狗保持健康、敏锐的嗅觉。