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干细胞的那些事儿
Xxx 干细胞与再生生物学实验室
关于干细胞的热门话题 胚胎干细胞 人兽混合胚胎 iPS细胞 本实验室的工作 干细胞产业简述
关于干细胞的热门话题
胚胎干细胞 人兽混合胚胎 布什反对奥巴马支持 诱导多功能干细胞(iPS细胞)
人兽混合胚胎
英国议会下院通过允许合成人兽混合胚胎法案 图为投票现场
英国首相戈登·布朗亲临现场投票
英国公共卫生大臣普莉玛洛罗呼吁说: “(英国)每7对夫妇当中就有1对需要获得不孕不育方面的治疗, 有35万阿尔茨海默症(老年痴呆症)患者, 每周分别有5名新生儿患上、3名年轻人死于囊肿性纤维化 ——— 这些人都能从新法案中获益。”
新闻回顾
20 May 2008
奥巴马政府大力支持干细胞研究
2011年美国联邦政府拨款11亿美元用于干细胞相关的研究(根据NIH数据)
奥巴马修改小布什对干细胞研究的禁令
干细胞领域的新篇章-iPS细胞
新闻回顾
iPS细胞: 生物医学领域最热门方向 2006? 现在:被引用2231次 Yamanaka S 2009 拉斯克奖(Lasker)得主 (拉斯克奖:美国生物医学最高奖 美国的诺贝尔奖 小诺贝尔奖(50%))
iPS细胞: 诱导多能性干细胞 是一种特殊的干细胞
近几年评出的十大科技进展
新闻回顾
三次包括iPS细胞; iPS细胞在榜单上的位置分别如下:
2007 第二 2008 第一 2010 第九
凸显了iPS细胞的重大意义、热门、发展迅速
十二五 973重大科学问题
……
……
新闻回顾
08-10年 973计划中的干细胞项目
来源:科技部网站
。。。。。。 共11项(生物医学类共约80项) 累计经费:约2.75亿人民币
新闻回顾
干细胞究竟是什么? 干细胞为什么如此重要? 人兽混合胚胎和iPSC有何用途?
(Gp:) 受精卵
(Gp:) 3天
(Gp:) 5-7天
(Gp:) 4周
(Gp:) 6周
(Gp:) 婴儿
(Gp:) 成人
干细胞的种类
(Gp:) 胚胎干细胞
(Gp:) 可变成人体的其它任何细胞
(Gp:) 胎儿组织干细胞
(Gp:) 癌症干细胞 EC细胞
(Gp:) 可变成人体的部分细胞;
(Gp:) 胚胎生殖细胞
(Gp:) 脐带血干细胞
(Gp:) 成体干细胞
显微镜下观察
如何获得人的胚胎干细胞?
胚胎
1998年 James Thomson 发明
胚胎干细胞的特点
囊胚
特点1:可以无限自我复制
特点2:可以变成人体的 任何其它细胞
七十二变
神经元
血细胞
肝脏细胞
胚胎干细胞
胚胎干细胞的用途
胚胎干细胞
神经元
治疗帕金森病等
治疗糖尿病
胰岛 细胞
心肌细胞
治疗心脏相 关疾病
肝脏 细胞
治疗肝脏相关疾病
药物筛选/毒性测试
研究发育 的机制
正在开展的胚胎干细胞临床试验
美国FDA批准Geron:
胚胎干细胞
运动神经元
治疗瘫痪病人
(Gp:) 美国FDA批准Advanced Cell Technology:
(Gp:) 胚胎干细胞
(Gp:) 视网膜细胞
(Gp:) 治疗视力障碍病人
(Gp:) 法国批准George??Pompidou医院:
(Gp:) 胚胎干细胞
(Gp:) 心肌细胞
(Gp:) 治疗心脏病
为何有争议?
Absolutely NO!
Stupid policy!
VS
小布什为干细胞研究颁布禁令
奥巴马为干细胞研究解禁
理由:破坏胚胎(生命) 践踏人类尊严和道德价值
理由:帮助攻克众多疾病 是重大机遇
限制条件
破坏胚胎和 卵细胞来源有限 成为限制条件 有其它办法吗?
多利羊和克隆
1996 英国
(Gp:) 卵细胞
(Gp:) 皮肤细胞
(Gp:) 除去核
(Gp:) 把核注入无核 的卵细胞
(Gp:) 单细胞胚胎
(Gp:) 体内发育
用该方法,已成功克隆出: 小鼠,大鼠,绵羊,山羊,猫,狗,猪,牛, 兔,马,猴。。。 用于人? 人的胚胎干细胞(治疗性克隆)?
胚胎 干细胞
发育 成动物
特点:遗传物质(DNA)全部来自体细胞
胚胎干细胞的新来源
(Gp:) 人的卵细胞
(Gp:) 人的体细胞
(Gp:) 除去核
(Gp:) 把核注入无核 的卵细胞
(Gp:) 单细胞胚胎
(Gp:) 体内发育
胚胎干细胞
同样:破换人胚胎,缺人卵细胞,违反伦理 X
胚胎干细胞
人的卵细胞
人的精子
受精卵
体内发育
胚胎干细胞的新来源
(Gp:) 人的卵细胞
(Gp:) 人的体细胞
(Gp:) 除去核
(Gp:) 把核注入无核 的卵细胞
(Gp:) 单细胞胚胎
(Gp:) 体内发育
胚胎干细胞
(Gp:) 动物的卵细胞
(Gp:) 人的体细胞
(Gp:) 除去核
(Gp:) 把核注入无核 的卵细胞
(Gp:) 单细胞胚胎
(Gp:) 体内发育
胚胎干细胞
人兽混合胚胎
同样:破换人胚胎,缺人卵细胞,违反伦理 X
人兽混合胚胎
英国议会下院通过允许合成人兽混合胚胎法案 图为投票现场
英国首相戈登·布朗亲临现场投票
英国公共卫生大臣普莉玛洛罗呼吁说: “(英国)每7对夫妇当中就有1对需要获得不孕不育方面的治疗, 有35万阿尔茨海默症(老年痴呆症)患者, 每周分别有5名新生儿患上、3名年轻人死于囊肿性纤维化 ——— 这些人都能从新法案中获益。”
新闻回顾
20 May 2008
人兽混合胚胎研究进展
2003,中国科学家盛慧珍首次发表相关科学论文 得到人兔混合胚胎
盛慧珍得到的人兔混合胚胎
发育中的人兔混合胚胎
从人兔混合胚胎 得到的胚胎干细胞
该方面的研究工作 后来被迫中断
其它人兽混合胚胎
2003 美国 扎沃斯 人牛混合胚胎 2004 美国 杰弗里·普拉特 人猪混合胚胎 2004 美国 伊斯梅尔·赞贾尼 人/绵羊混合胚胎 2005 中国 黄淑帧和曾凡一 人/山羊混合胚胎(发表) 2008 英国 特拉维夫 人/牛混合胚胎 。。。。。。
伦理危机
半兽人? 新物种?
德国等国家严厉禁止人兽混合胚胎研究; 英国等允许的国家制定严格的规范,如发育超过14天的胚胎必须销毁;
人兽混合胚胎研究的没落
伦理阻力: 担心出现新物种、转基因婴儿等; Robert Lanza发表文章表明存在的问题 “存在基因缺陷……很难成功……可能无医学价值……” 新技术(iPSC)的出现
iPS细胞
诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cells);iPS cells; 2006 日本 Yamanaka S 发明 iPS细胞与胚胎干细胞极其类似; 在众多方面可取代胚胎干细胞;
如何获取iPS细胞?
皮肤细胞
培养
导入四种基因
筛选, 扩增
发明鼠的iPS细胞 2007 发明人的iPS细胞
iPS细胞
iPS细胞与胚胎干细胞相似
胚胎干细胞 iPS细胞
特点1:可以无限自我复制
特点2:可以变成人体的 任何其它细胞
iPS细胞与胚胎干细胞相似的严格证明
2009 中科院动物所周琪证明: iPS细胞和胚胎干细胞相似 iPS具有胚胎干细胞的功能
对鼠的iPS进行实验验证
鼠iPS细胞和胚胎干细胞一样可以得到活体小鼠 方法:四倍体补偿
iPS细胞与胚胎干细胞相似的严格证明
胚胎 干细胞
注入胚 胎干细胞
注入iPS细胞
周琪的这项工作
证明iPS细胞和胚胎干细胞相似 证明iPS具有胚胎干细胞的功能 被《时代》周刊评为2009年十大科技进展之五 被十一五总结-科技篇突出报道
iPS细胞 VS 胚胎干细胞
获取 iPS细胞:
获取胚胎 干细胞:
破坏胚胎 伦理争议
需要卵细胞
来源广泛
特性、 功能 一样
免疫排斥
使用iPS技术
胚胎干细胞
运动神经元
治疗瘫痪病人
免疫排斥:受者对供者 组织器官产生的排斥反应
美国FDA批准Geron:
iPS细胞
运动神经元
个性化治疗方案 无免疫排斥
iPS细胞应用实例
2008 Rudolf Jaenisch 发表于《美国科学院院刊》 iPS细胞治疗小鼠帕金森病
帕金森症是一种慢性的神经退行性疾病,患者会出现肌肉僵硬、姿势颤动和行动迟缓等症状,目前治疗主要依赖多巴胺替代疗法。临床上,移植胎儿的中脑组织可以 作为一种多巴胺细胞的替代疗法。然而,有限的胎儿中脑组织来源极大地限制了这种疗法的临床应用。于是,科学家把目光投向了干细胞来源的多巴胺神经元。
iPS细胞应用实例
2008 Rudolf Jaenisch 发表于《美国科学院院刊》 iPS细胞治疗小鼠帕金森病
正常鼠
患帕金森 病的鼠
iPS细胞
多种有功能的神经细胞
注入体内
缓解病症
iPS细胞应用实例
2008 Rudolf Jaenisch 发表于《美国科学院院刊》 iPS细胞治疗小鼠帕金森病
治疗后的状况:
得到由功能的神经细胞; 能改善患病小鼠的行为
iPS细胞作为疾病模型
健康细胞
有缺陷的细胞
健康的iPS细胞
有缺陷的iPS细胞
治疗
治疗
研究疾病
修正 缺陷
iPS细胞可用作研究疾病
October 7, 2010
一种遗传性心脏病
(Gp:) 有基因错误的皮肤细胞
(Gp:) 健康的皮肤细胞
(Gp:) 健康的iPS细胞
(Gp:) 有基因错误的iPS细胞
(Gp:) 正常人
(Gp:) 病人 (所有细胞均有基因错误)
(Gp:) 健康的心脏细胞
(Gp:) 有基因错误 的心脏细胞
(Gp:) 比 较 研 究
Nishikawa et al., Nature Reviews 9 (2008):175-179.
iPS细胞作为疾病研究模型
不用破坏胚胎 不需卵细胞 无伦理争议 来源不受限制: 无论男女老少… 无免疫排斥 可作为研究疾病的模型
iPS细胞 VS 胚胎干细胞
iPS细胞的优势:
iPSC细胞的用途
iPSC
神经元
治疗帕金森病等
治疗糖尿病
胰岛 细胞
心肌细胞
治疗心脏相 关疾病
肝脏 细胞
治疗肝脏相关疾病
药物筛选/毒性测试
研究发育 的机制
疾病模型
例如:长QT 综合症
iPS细胞的安全性
皮肤细胞
培养
导入四种基因
筛选, 扩增
iPS细胞
功能性细胞
①
①感染病毒, 基因插入等 可能带来安全隐患 解决办法:更安全 的方法,如用蛋白 质制备iPSC
②
②细胞不纯等原因 可能导致肿瘤 解决办法:高度纯化细胞
iPS细胞受到科学家和民众高度重视
《科学》杂志
《时代》周刊
评出的年度十大科技进展中
iPS细胞相关研究:2007 第二 2008 第一 2010 第九
评出的年度十大医学突破中
iPS细胞相关研究: 2008 第一 2009 第五 2010 第十
胚胎干细胞和iPS细胞产品目前尚处于实验室或临床试验阶段;前景很好; 进行这方面临床实验的公司备受关注:如Advanced cell technology, Gernon等 目前市场上仅成体干细胞产品 成体干细胞只能分化为特异组织细胞,这个因素限制了其临床应用
干细胞产业
造血干细胞也是目前为止研究最为透彻、临床应用最为广泛的干细胞疗 法 Osiris公司来自骨髓的成体干细胞(Osteocel),StemCyte公司来自脐带血的成体干细胞,都已在临床得到应用 今年5月,美 国FDA以孤儿药方式核准Osiris公司的Prochymal(间充质干细胞)用于I型糖尿病的治疗 Prochymal在2008年还拿到美国国防部2.2亿美元的合同,这是目前干细胞产业最昂贵的订单。
干细胞产业
谢谢大家! 讨论时间。。。
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