第十五章 干细胞治疗神经系统疾病 Peripheral blood bool8 stem cells can be obtained from noitsno drawn blood. moo
第十五章 干细胞治疗神经系统疾病
HOPE FOR CURES THROUGH STEM CELL RESEARCH A R hpe Reofe me DereA.posT z0oS
主要内容 ·基本知识 神经干细胞的定义、特点及分类等基本知识 ·胚胎神干细胞与成年脑中的神经干细胞 ·研究方法 神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法 ·应用前景 神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用
主 要 内 容 • 基本知识 神经干细胞的定义、特点及分类等基本知识 • 胚胎神干细胞与成年脑中的神经干细胞 • 研究方法 神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法 • 应用前景 神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用
干细胞的概念 干细胞(Stem cell,.SC)是一类具有自我更新(self-renewing)能力 的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在 合适的条件或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织 器官，医学界称其为“万用细胞”，也有人通俗而形象地称其为 干什么都行的细胞”。 干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞 技术最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的 细胞、组织或器官。 干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三 大科学成就。 它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多 种难治性疾病的治疗带来了划时代的革命。21世纪是生命科学的时 代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将 有广阔前景
• 干细胞（Stem cell，SC）是一类具有自我更新（self-renewing）能力 的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在 合适的条件或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织 器官，医学界称其为“万用细胞”，也有人通俗而形象地称其为“ 干什么都行的细胞”。 • 干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞 技术最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的 细胞、组织或器官。 • 干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三 大科学成就。 • 它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多 种难治性疾病的治疗带来了划时代的革命。21世纪是生命科学的时 代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将 有广阔前景。 干细胞的概念
Stem Cell types Embryonic Stem Cells Blastocyst inner cell mass -Epiblast Embryonic/fetal germ cells ·Fetal(some consider“adult")Stem Cells Umbilical Cord Blood (UCB)SCs Amniotic Fluid Stem Cells Adult (Somatic)Stem Cells Bone Marrow SCs ·Hematopoietic SCs Mesenchymal Stem Cells(MSCs) Small embryonic-like SCs(MAPC) Adipose-derived SCs(Stromal stem cells,Pericytes,MSCs?) CNS neuronal SCs Muscle SCs -Epithelial Cell SCs (epidermal,intestinal,endothelial,liver etc) Induced Pluripotent SCs (iPS cells)-Derived from adult cells
Stem Cell types • Embryonic Stem Cells – Blastocyst inner cell mass – Epiblast – Embryonic/fetal germ cells • Fetal (some consider “adult”) Stem Cells – Umbilical Cord Blood (UCB) SCs – Amniotic Fluid Stem Cells • Adult (Somatic) Stem Cells – Bone Marrow SCs • Hematopoietic SCs • Mesenchymal Stem Cells (MSCs) • Small embryonic-like SCs (MAPC) – Adipose-derived SCs (Stromal stem cells, Pericytes, MSCs?) – CNS neuronal SCs – Muscle SCs – Epithelial Cell SCs (epidermal, intestinal, endothelial, liver etc) • Induced Pluripotent SCs (iPS cells) - Derived from adult cells
神经干细胞的定义 1.1989年，Temple等从13天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发 现这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、 海马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元和星形 胶质细胞分化潜能的细胞群。 2.20世纪90年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。 3.目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是：神经干细胞(neural stem cell,NSC)是指分布于神经系统的、具有自我更新和分化潜 能的干细胞。其主要功能是作为一种后备贮备，参与神经系统损伤 修复或细胞正常死亡的更新
神经干细胞的定义 1. 1989年，Temple等从13天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发 现这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、 海马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元和星形 胶质细胞分化潜能的细胞群。 2. 20世纪90年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。 3. 目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是：神经干细胞(neural stem cell，NSC)是指分布于神经系统的、具有自我更新和分化潜 能的干细胞。其主要功能是作为一种后备贮备，参与神经系统损伤 修复或细胞正常死亡的更新
神经干细胞的特征 ①有增殖能力。 ②有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为千细胞，不 对称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞 在特定条件下可分化为多种神经细胞。 ③具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细胞，损 伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。 自我更新能力和多向分化潜能是神经干细胞的两个基本特征
神经干细胞的特征 ①有增殖能力。 ②有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为干细胞，不 对称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞 在特定条件下可分化为多种神经细胞。 ③具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细胞，损 伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。 自我更新能力 和 多向分化潜能 是神经干细胞的两个基本特征
Neural Stem Cell Neural Progenitor Cell(NP) Glial Progenitor Cell(GP) Neuron Astrocyte Oligodendrocyte (Okano et al.2002)
(Okano et al. 2002)
神经干细胞的分类 根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为： 神经管上皮细胞 胚胎期 放射状胶质神经元 神经母细胞 幼年期 成年期 大脑中皮质及神经核等 的基本神经组织细胞 神经前体细胞 神经元 各类神经胶质细胞 各类神经细胞的前体细胞
神经干细胞的分类 神经管上皮细胞 根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为： 放射状胶质神经元 神经母细胞 大脑中皮质及神经核等 的基本神经组织细胞 神经前体细胞 神经元 各类神经胶质细胞 各类神经细胞的前体细胞 胚胎期 幼年期 成年期
根据部位分类主要有两类： 神经嵴干细胞(neuralcreststemcell,NC-SC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。 NCSC为外周神经干细胞(PNS-SC),既可发育为外周神经细胞、神经内分祕细胞和 Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞(pigmented cel)和平滑肌细胞等。NSC一般是指存 在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC),其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。 根据不同发育阶段来分： 祖细胞 胚胎神经干细胞： 成年脑的神经干细胞： 成神经细胞 成胶质细胞 神经元 胶质细胞
根据部位分类主要有两类： 神经嵴干细胞(neuralcreststemcell，NC-SC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。 NCSC为外周神经干细胞(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和 Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞(pigmented cell)和平滑肌细胞等。NSC一般是指存 在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。 胚胎神经干细胞： 成年脑的神经干细胞： 根据不同发育阶段来分： （E10-E15） 祖细胞 成神经细胞 成胶质细胞 神经元 胶质细胞 （胚胎期） （出生后）