组织工程应用.ppt
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1、组织工程应用组织工程应用引子引子组织工程的概念工程的概念#将人体某部分的将人体某部分的组织细胞种植和胞种植和吸附在一种生物材料的支架上吸附在一种生物材料的支架上进行行人工培养繁殖人工培养繁殖,扩增增,分化,分化,#然后移植到人体内所需要的部位然后移植到人体内所需要的部位,从而达到器官修复或再造的治从而达到器官修复或再造的治疗目目的的一种技的的一种技术组织工程的核心工程的核心问题应用生命科学和工程技术的原理和方法,在细胞的体外培养过程中,诱导干细胞定向分化,维持、调控乃至优化这种分化,从而形成具有和在体组织相似功能的组织或器官。组织工程的关工程的关键技技术1.组织构成 细胞的培养2.生物 材料及
2、构架制备3.生物组织工程化培养系统三大支柱三大支柱三大支柱三大支柱种子细胞生物材料支架生长因子种子种子细胞胞干细胞:胚胎干细胞、成体干细胞组织来源细胞自体或异体干干细胞胞根据不同的分化潜能根据不同的分化潜能.全能干全能干细胞胞:自我更新和分化形成自我更新和分化形成任何任何类型型细胞胞的能力,有形成完整的能力,有形成完整个体的潜能,如胚胎干个体的潜能,如胚胎干细胞胞 多能干多能干细胞胞:产生生多种多种类型型细胞胞的能力,但却失去了的能力,但却失去了发育成完整个体育成完整个体的能力的能力单能干能干细胞胞:也称也称专能干能干细胞、偏能干胞、偏能干细胞,胞,这类细胞只能向胞只能向单一方一方向分化,向分
3、化,产生生一种一种类型型细胞胞按照干按照干细胞胞发生的来源生的来源 胚胎干胚胎干细胞胞 成体干成体干细胞胞 间充充质干干细胞胞造血干造血干细胞胞神神经干干细胞胞干干细胞不胞不仅能能产生特定生特定组织的的细胞,胞,还能能产生一些我生一些我们原先原先不知道的不知道的细胞胞造血干造血干细胞胞-肝卵肝卵圆细胞胞(blood to liver)神神经干干细胞胞-造血祖造血祖细胞胞(brain to blood)间充充质干干细胞胞-神神经细胞胞(marrow to brain)为了适了适应组织生生长和修复和修复时增高的祖增高的祖细胞的要求,某些胞的要求,某些组织的干的干细胞可迁移到另一胞可迁移到另一组织,
4、如:肌肉修复,如:肌肉修复时,间充充质干干细胞从骨髓胞从骨髓转移到移到 骨骼肌骨骼肌胚胎干胚胎干细胞胞胚胎干胚胎干细胞是在人胚胎胞是在人胚胎发育早期育早期囊胚(受精后囊胚(受精后约57天)中未分天)中未分化的化的细胞胞囊胚含有囊胚含有约140个个细胞胞外外表表是是一一层扁扁平平细胞胞,称称滋滋养养层,可可发育育成成胚胚胎胎的的支支持持组织如如胎胎盘等。等。中中心心的的腔腔称称囊囊胚胚腔腔,腔腔内内一一侧的的细胞胞群群,称称内内细胞胞群群,这些些未未分分化的化的细胞可胞可进一步分裂、分化,一步分裂、分化,发育成个体育成个体内内细胞群在形成内、中、外三个胚胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化开始
5、分化内内细胞群可以胞群可以发育成完整的个体,具有全能性育成完整的个体,具有全能性当内当内细胞群在培养皿中培养胞群在培养皿中培养时,称之,称之为胚胎干胚胎干细胞胞骨髓骨髓间充充质干干细胞胞骨髓骨髓间充充质干干细胞是从骨髓中分离的非造血干胞是从骨髓中分离的非造血干细胞胞间充充质干干细胞的特点胞的特点高度高度扩增能力增能力 多向分化能力多向分化能力 可移植性可移植性 基因治基因治疗的的优秀秀载体体 间充充质干干细胞在胞在组织修修补、造血干、造血干细胞移植、基因治胞移植、基因治疗、等、等领域有着域有着广泛的广泛的应用前景用前景培养中的骨髓培养中的骨髓间充充质干干细胞胞造血干造血干细胞胞干干细胞研究以及
6、利用干胞研究以及利用干细胞来治胞来治疗疾病的干疾病的干细胞生物工程已胞生物工程已经成成为继人人类基因大基因大规模模测序完成后生命科学中最活序完成后生命科学中最活跃的研究的研究领域之一域之一造血干造血干细胞作胞作为干干细胞研究的典范已广泛胞研究的典范已广泛应用于用于临床,床,为恶性血液病、性血液病、实体瘤、免疫性疾病提供了有效的治体瘤、免疫性疾病提供了有效的治疗手段手段美国美国华盛盛顿大学大学ThomasThomas教授用造血干教授用造血干细胞移植方面的杰出成就胞移植方面的杰出成就获得得19901990年年诺贝尔奖神神经干干细胞胞过去,医学界认为脑细胞缺乏再生能力,神经损伤是不可逆转的。因此,长
7、期以来,医学界对中风、脑肿瘤、严重脑外伤、脑缺血、帕金森病引起的神经性障碍无能为力1992年,Renolds和Weiss从成年鼠海马分离出神经干细胞(neural stem cell,NSC),又在前脑室旁区发现了NSC,使神经元变性和损伤性疾病的传统治疗观念受到冲击传统观念:阻止神经变性的恶化和减少可逆受损细胞的死亡,新观念:重视药物治疗对NSC分化和神经元再生的促进作用以及外源NSC移植的治疗作用神神经干干细胞研究方向胞研究方向进一步研究神一步研究神经干干细胞生物学特征以及分离、胞生物学特征以及分离、纯化和化和扩增的条件;增的条件;确定人确定人类是否也具有神是否也具有神经干干细胞;胞;人人
8、类神神经干干细胞在胞在脑内的定位以及怎内的定位以及怎样在原位在原位诱导神神经干干细胞增殖分胞增殖分化以化以补充因疾病和充因疾病和损伤所所丢失的神失的神经细胞;胞;人人类神神经干干细胞是否也可向其它胚胞是否也可向其它胚层的的细胞胞转化等等化等等利用它直接利用它直接进行移植治行移植治疗,或利用病毒,或利用病毒载体,携体,携带目的基因,目的基因,导入神入神经干干细胞,将胞,将筛选得到的体外高效表达目的基因的克隆得到的体外高效表达目的基因的克隆进行移植行移植治治疗优点点神神经干干细胞在胞在脑中能根据其周中能根据其周围微微环境的境的诱导而分裂,分化成而分裂,分化成为相相应的的细胞胞类型,其形型,其形态和
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