干細胞及其應用2015

1、干細胞及其應用,高志買江蘇銀豐鼎城生物工程有限公司南京軍區(qū)干細胞庫,2,《Science》于1999年和2000年連續(xù)兩次將干細胞技術評為世界十大科學成就之一,干細胞技術是醫(yī)學發(fā)展的未來,3,干細胞技術是醫(yī)學發(fā)展的未來,干細胞基本知識,,干細胞分類來源及功能,干細胞(stem cells, SC)是指一類具有自我復制能力(self-renewing)和分化（differentiating）潛能的細胞，在一定條件下，它可以分化成多種功

2、能細胞。,定義：,恩尼斯特·莫科洛克和詹姆士·堤爾脾臟來源細胞集落形成的發(fā)現(xiàn)開啟了干細胞研究的大門,1、BECKER AJ, McCULLOCH EA, TILL JE.Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells。Natu

3、re. 1963 Feb2;197:452-4.2、SIMINOVITCH L, MCCULLOCH EA, TILL JE. THE DISTRIBUTION OF COLONY-FORMING CELLS AMONG SPLEEN COLONIES. J Cell Physiol. 1963 Dec;62:327-36.,胚胎干細胞,根據(jù)發(fā)育過程分類,人類5～6天的胚胎干細胞,成體干細胞,根

4、據(jù)功能性分類,全能干細胞多功能干細胞單功能干細胞,成肌細胞,造血干細胞,胚胎干細胞,用于臨床的干細胞來源,自體外周血自體骨髓3 胎盤及其附屬物（臍帶、臍血）4 脂肪、牙周組織,9,目前細胞治療常用的細胞種類,一：骨髓總有核細胞（NC） 從自體骨髓獲得，去除大部分紅細胞，剩下的全部有核細胞。 其中富含各系血細胞、造血干細胞、造血各系祖細胞、血管內(nèi)皮祖細胞和內(nèi)皮細胞。,9,10,目前細胞治療常用的細胞種類,二：

5、單個核細胞（MNC） 從自體骨髓或異體臍血中獲得，去除絕大部分紅細胞、血小板、巨核細胞和多核細胞，剩下的單個核細胞。 其中富含胚胎樣多能干細胞、造血干細胞、造血各系祖細胞和血管內(nèi)皮祖細胞。,10,11,目前細胞治療常用的細胞種類,三：CD34+細胞 （HSC & EPC） 從骨髓或臍血單個核細胞中經(jīng)免疫磁珠法分選的表達CD34糖蛋白的細胞。 其中造血干細胞和血管內(nèi)皮祖細胞的純度極高，對實驗室人

6、員操作要求較高。,11,12,目前細胞治療常用的細胞種類,四：間充質干細胞（MSC） 首先分離骨髓、臍帶或脂肪組織的單個核細胞，經(jīng)過培養(yǎng)獲得貼壁細胞群，呈梭形，體型較大，能分化為多種細胞。 其中富含間質干細胞、成纖維細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和內(nèi)皮細胞。還殘留少量單個核細胞。對實驗室操作人員要求較高。,起源于中胚層，存在于骨髓、臍帶、臍血、脂肪、乳牙組織、胎盤等，具備干細胞的自我復制和多向分化性，在發(fā)育的不同階段和特定

7、環(huán)境條件下，能分化為多種間質起源的組織。,間充質干細胞（Mesenchymal stem cells，MSC）,國際細胞療法間充質與組織干細胞委員會( the Mesenchymal and Tissue Stem Cell Committee of the Internation2 al Society for Cellular Therapy)制定的最低標準：,形態(tài)：在標準培養(yǎng)條件下呈貼壁生長,細胞表型：表達CD105, CD73和

8、CD90,不表達CD45, CD34, CD14或CD11b, CD79a或CD19和HLA2DR;,分化功能：在體外至少能向成骨細胞、脂肪細胞和軟骨細胞分化。,15,FACS檢測干細胞的免疫表型,16,不同來源MSC生物特性比較,18,自體骨髓 MSC 的優(yōu)點,取自自身，不受倫理、道德及法律方面的限制；無HLA限制，無GVHD和HVGD；可多向分化，在神經(jīng)、心肌等細胞治療方面具有廣闊的臨床前景?？烧{(diào)節(jié)免疫反應，適宜于自身免疫病的

9、調(diào)節(jié)。,自體骨髓 MSC 的缺點,過程痛苦；老人和某些患者（如運動神經(jīng)元?。o法擴增培養(yǎng)；生長慢。,19,臍帶 MSC 的優(yōu)點,取材方便，易于收集、保存和冷凍。不受倫理、道德及法律方面的限制。由于胎血屏障，沒有病毒污染，使其在神經(jīng)、心肌等細胞治療方面具有廣闊的臨床前景。人臍帶MSCs含量豐富，較為原始，分化能力強，可在體外進行分離、培養(yǎng)，擴增迅速，且生物性能穩(wěn)定，多次傳代擴增仍能保持旺盛功能，可以為臨床提供充足的細胞來源。人

10、臍帶MSCs不表達或低表達免疫排斥相關標記，免疫原性低，是一類免疫缺陷細胞，不須經(jīng)過嚴格配對使用，異體移植無免疫排斥反應或反物較弱，適宜于不同個體之間的移植，是細胞治療的理想的工具細胞。,20,自體骨髓 MSC 的優(yōu)點,取自自身，不受倫理、道德及法律方面的限制；無HLA限制，無GVHD和HVGD；可多向分化，在神經(jīng)、心肌等細胞治療方面具有廣闊的臨床前景?？烧{(diào)節(jié)免疫反應，適宜于自身免疫病的調(diào)節(jié)。,自體骨髓 MSC 的缺點,過程痛苦；

11、老人和某些患者（如運動神經(jīng)元?。o法擴增培養(yǎng)；在某些疾病中使用自身MSC可能會加重（如肝硬化）；生長慢。,21,臍帶 MSC 的優(yōu)點,取材方便，易于收集、保存和冷凍。不受倫理、道德及法律方面的限制。由于胎血屏障，沒有病毒污染，使其在神經(jīng)、心肌等細胞治療方面具有廣闊的臨床前景。人臍帶MSCs含量豐富，較為原始，分化能力強，可在體外進行分離、培養(yǎng)，擴增迅速，且生物性能穩(wěn)定，多次傳代擴增仍能保持旺盛功能，可以為臨床提供充足的細胞來

12、源。人臍帶MSCs不表達或低表達免疫排斥相關標記，免疫原性低，是一類免疫缺陷細胞，不須經(jīng)過嚴格配對使用，異體移植無免疫排斥反應或反物應較弱，適宜于不同個體之間的移植，是細胞治療的理想的工具細胞。,HUMSC制備方法,臍帶組織結構：臍帶由兩條動脈、一條靜脈、粘液結締組織（華通膠，Wharton’s Jelly）及羊膜上皮組織構成。,臍帶血管內(nèi)皮及內(nèi)皮下、羊膜上皮組織也能培養(yǎng)出MSC樣細胞，但細胞表型、分化功能不夠完整。華通膠成為HU

13、MSC的主要來源部分。,HUMSC制備流程,HUMSC制備方法,MSC臨床治療機制,替代和修復死亡和受損傷的細胞激活休眠和處于抑制狀態(tài)的細胞旁分泌作用（分泌趨化因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子、抗凋亡因子等）免疫調(diào)控機制（誘導免疫耐受和免疫調(diào)節(jié)）促進細胞間電能力、電傳導的恢復（分泌連接蛋白幫助細胞間連接、促進離子通道的開放等）,MSC的適應癥,,,,,,,,供者MSC聯(lián)合HSC移植明顯降低了GVHD的發(fā)生率,軍事醫(yī)學科學院307醫(yī)院血液科陳虎

14、主任,Leukemia.2008；22：593-599.（IF 8.6)（同期刊發(fā)表兩篇專家述評）Leukemia.2009；23：179-180.（IF 8.6),髓芯減壓聯(lián)合干細胞治療股骨頭壞死,Indian J Orthop. 2009 Jan-Mar; 43(1): 40–45.,干細胞治療骨不連,干細胞治療卵巢早衰,PLoS ONE 7(3): e32462. doi:10.1371,Development of the o

15、vary in BMT animal (A) compared to untreated control animal (B).,脂肪來源MSC在豐胸上的應用,,人數(shù)：40平均輸入脂肪體積270ml平均乳房增大100-200ml2個月后未見明顯的萎縮幾乎所有人都對柔軟且外觀自然的豐胸效果表示滿意,,,,Preoperative (top) and postoperative (bottom) views at 24 months

16、. A 30-year-old woman underwent breast augmentation with cell-assisted lipotransfer (CAL) (310 ml in each breast). Her breasts were dramatically augmented with an increase in breast circumference difference by 8 cm at 24

17、 months. The breast mounds were soft with no subcutaneous indurations.,,Radiologic views of patient 3. (A) A preoperative computed tomography (CT) image in the horizontal plane at the level of the nipples. Only a very th

18、in fatty layer is observed around the mammary glands. (B) A horizontal magnetic resonance image (MRI) (T1 weighted) 24 months after surgery. Transplanted adipose tissues survived and formed thick layers around and under

19、the mammary glands. (C) Mammograms 24 months after surgery show no abnormal signs,脂肪來源MSC的抗皺效果,,Evaluation of wrinkles by replica analysis after ADSC injection. Control (A), 1 *103 cells (B), 1*104 cells (C), and 1*105 c

20、ells (D).,,,,Representative clinical photography of fractional carbon dioxide laser-treated sites. The ADSC-CM-treated side shows less erythema and hyperpigmentation. FxCR 8 mJ with ADSC-CM (T1), FxCR 8 mJ with DMEM medi

21、um (C1), FxCR 16 mJ with ADSC-CM (T2), and FxCR 16 mJ with DMEM medium (C2).,干細胞條件培養(yǎng)液的抗輻射損傷作用,干細胞抗衰老,衰老的本質,在生理上，衰老是人的誕生，即受精卵的形成開始一直進行到老年死亡的個體發(fā)育史。人體衰老所表現(xiàn)的組織器官結構退行性變化和機能降低，其本質是細胞衰減，而細胞的衰減又主要由干細胞衰減所致。從臨床醫(yī)學的角度看，干細胞療法可能很好的改