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1、胚胎干细胞及其特性和应用胚胎干细胞有关的知识有些还没有定论,有时只能按照教材上的意思进行解答,因为胚胎干细胞也是一种新生事物,有物种的特异性。 “内细胞团的细胞为胚胎,是一种末分化的细胞,具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官”。例、下列有关细胞生命历程的叙述中,错误的是()A.植物根尖各种各样的细胞都是由分生区细胞分化形成B.胚胎干细胞可以发育成所有的成体组织C.所有动物的正常发育中都有一些细胞要发生凋亡D.植物体中花器官的退化是受基因控制的自然细胞凋亡过程答案:B解析:植物根尖各种各样的细胞都是由分生区细胞分化形成,A正确;胚胎干细胞来自囊胚的内细胞团,具有发育全能性,能诱导发
2、育成多种细胞、组织,不能发育成所有的成体组织,B错误;所有动物的正常发育中都有一些细胞要发生凋亡,C正确;植物体中花器官的退化是受基因控制的自然细胞凋亡过程,D正确。胚胎干细胞及其特性胚胎干细胞(简称ES)是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。1981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞。至今已分离得到的胚胎干细胞物种有:金黄地鼠(1988)、貂(1993)、猪(1994,1997)、鸡(1996)、恒河猴(1995)、绒猴(1996)。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化
3、为机体几乎所有的细胞类型。所以教材上说是具有发育全能性。实际上,只有受精卵和早期卵裂球细胞具有发育为完整个体的能力,是全能干细胞。当胚胎发育到囊胚时,其干细胞具有分化为各种细胞类型的能力,是多能干细胞。胚胎干细胞的发育全能性指胚胎干细胞具有多能性,在解除分化抑制的条件下能参与包括生殖腺在内的各种组织的发育潜力,但无法独自发育成一个个体。它可以发育成为外胚层、中胚层及内胚层三种胚层的细胞组织。我们这里理解的发育全能性是可分化成三胚层的任意细胞,而多种潜能细胞则只能分化成为有限的几种细胞。据科学家研究,人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。胚胎干细胞全能
4、性的主要表现据科学家研究成果,ES细胞的全能性主要体现在以下几方面:形成畸胎瘤。将ES细胞注入同源动物皮下可形成畸胎瘤,包括三个胚层细胞。形成类胚体。培养ES细胞在非粘附底物中悬浮生长,或控制增殖细胞数目。能够使之生成类胚体,它是一个与畸胎瘤相似的多种系混杂的集合体、具有三个胚层组织。直系分化。通过控制ES细胞生长环境,或遗传操纵特定基因表达,ES细胞可直接分化成某特定种系细胞,例如将神经决定基因NeuroD2和NeuroD3转入ES细胞,可使之分化为神经细胞。形成嵌合体。将ES细胞注射到同种动物囊胚腔中后,可以形成嵌合体(chimera),ES细胞可以参与嵌合体各个器官包括生殖腺的发育。这是
5、检验一个细胞系是否为ES细胞的标准。胚胎干细胞的研究和应用在体外培养的条件下,ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存,也可以进行遗传改造。1胚胎干细胞的应用理论研究:人体发育过程、发育机制和影响因素、体外细胞分化的理想材料。研究新药:细胞药理和毒理实验,药物致病机理。医疗手段:提供无免疫排斥的材料,用于疾病治疗。改良品种:结合基因工程培育生长快、抗病力强、高产的新品种。治疗的疾病:中风、帕金森氏病、老年痴呆症、脊髓损伤、多发性硬化病 心脏病发作、充血性心脏病等。2胚胎干细胞研究面临的挑战(1)安全性问题胚胎干细胞的研究给法律、伦理、国家安全 等方面带来冲击。受精卵是生物发育的起点,胚胎是生命开始阶段,以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命是否值得。可能导致克隆人的出现。(2)其他技术方面的问题胚胎干细胞体外培养条件的优化仍需进一步研究。分化细胞的增殖是一个瓶颈问题,如何得到纯化的分化细胞有很多工作要做。对胚胎干细胞向不同组织细胞的“定向分化”的条件尚不清楚,限制了其临床应用。(3)未来研究领域建立并完善维持体外增殖与定向分化的体系。研究转基因或核移植胚胎干细胞的增殖与分化及其调控机制。学科网(北京)股份有限公司