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1、发育生物学论文姓名：陈金龙班级：生工03班学号：20126562胚胎干细胞的特点及应用前景摘要： 胚胎干细胞又称ES细胞,是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞。ES细胞具有胚胎细胞和体细胞的某些特性,既可进行体外培养、扩增、转化和制作基因突变模型等操作,又保留了分化成包括生殖细胞在内的各种组织细胞的能力。因此,具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构,细胞核大,有一个或几个核仁,胞核中多为常染色体质,胞质胞浆少,结构简单,胚胎干细胞
2、具有正常的、完整及稳定的染色体核型。体外培养时,细胞排列紧密,呈集落状生长。用碱性磷酸酶染色,ES细胞呈棕红色,而周围的成纤维细胞呈淡黄色。细胞克隆和周围存在明显界限,形成的克隆细胞彼此界限不清,细胞表面有折光较强的脂状小滴。细胞克隆形态多样,多数呈岛状或巢状。胚胎干细胞广泛应用于克隆动物的生产、遗传育种、人类遗传病动物模型的构建、人类器官移植材料的生产、细胞分化机制的研究等领域。胚胎干细胞主要来源于两种组织:早期胚胎内细胞团分离的ECS和胚胎生殖岭分离的胚胎生殖细胞。由于这些细胞具有高度复制能力及多向分化潜能,已被
3、用于生命科学的各个领域。关键词：胚胎干细胞特性无限应用前景1、胚胎干细胞的主要特点1.1全能性或多能性ES细胞具有发育的多潜能性,在体外可诱导分化出属于三个胚层的分化细胞。若注射至同种同基因小鼠体内,可分化产生由多种不同组织组成的畸胎瘤。1.2种系传递性ES细胞具有种系传递功能。若把十几个ES细胞在体外注射至另一胚泡内,使之与受体胚胎细胞混合,再植入假孕受体鼠子宫,可发育获得嵌合体胚或鼠。ES细胞可参与受体胚胎的各种器官组织并形成生殖细胞,后者称为种系传递(germlinetransmission),因为通过育种交配
4、可以分离出带有ES细胞遗传性状的小鼠。这是ES细胞具有种系传递能力(发育全能性)的一种证明。细胞发育全能性的本质现在还很少了解,近年有研究证明一种属于POU结构域的转录因子Oct-4基因所表达的蛋白是一个细胞全能性的标志,Oct-4基因缺失的胚胎不能形成真正的全能胚胎细胞,只能发育到囊胚期为止。1.3体外遗传的可操作性ES细胞在体外可以进行遗传操作,包括：(1)导入报告或标志基因,或一个异源基因;(2)加入额外的原有基因使之过表达(增加功能);(3)通过质粒DNA与染色体上有关基因序列发生同源重组剔除该基因,即基因打
5、靶(失去功能)以及(4)诱导某个基因的突变。ES细胞经遗传操作后一般认为仍能保持其扩增和发育多潜能性,因此可通过它的第二个特性制备转基因鼠或基因有缺失、突变或过表达的杂合或纯合小鼠进行各种功能分析。1.4无限增殖性ES细胞具有无限增殖性。胚胎干细胞在体外适宜条件下,能在未分化状态下无限增殖。在所有从骨髓抽取的人类干细胞中,人类胚胎干细胞是唯一可以分化成身体上不同种类细胞,当中包括脑细胞和心脏细胞等高度分化、并缺乏再生能力的细胞。2、胚胎干细胞的研究状况2.1胚胎干细胞的研究历史ES细胞研究，首先源于畸胎瘤干细胞或胚胎
6、瘤细胞。1958年，Steven通过把小鼠早期胚胎移植到129小鼠精巢或肾脏被膜下得到了EC细胞。1981年，英国剑桥大学的Evans和Kaufman用延缓着床的胚泡和美国加州大学旧金山分校的Martin用条件培养基分别成功地分离、体外培养了小鼠的ES，从此进入了胚胎干细胞培养建系的新纪元。此后，人们建立了许多动物的ES细胞系。1990年，Evans、Strojek及Piedrahila各自成功地建立了猪类ES细胞系。1992年，Matsui等用小鼠原始生殖细胞首先建成EC细胞系，又开创了一种新的建立全能性(或多能性
7、)细胞系的材料。1994年，Robert用牛原始生殖细胞建成EC细胞系，证明了原始生殖细胞可以作为建立全能性(或多能性)细胞系的新型材料。1995年Thomson等从恒河猴的胚囊中分离、建立了ES细胞株，这是第一个建株的灵长类动物的ES。近年来，美国Wiscosin大学的Thomson和Hopkins大学的Gearhart分别用不同的方法成功的得到了几个人的ES细胞系，这一工作奠定了对人ES实验研究的基础。1997年，Shims用猪原始生殖细胞建成EC细胞系，但是日前对猪全能性(或多能性)细胞系的研究，仍集中在ES细
8、胞系的建立及传代问题上。2.2胚胎干细胞的分化和定向分化研究目前ES细胞体外分化研究倾向于从细胞谱系分化出发,去寻找多潜能的祖细胞(progenitorcells),研究从多能祖细胞如何转向限能的定型(committed)谱系细胞,研究细胞定型的分子机制。在造血系统这个至少有8个细胞谱系的发育系统方面所做的工作比较多,也较为突出。近年应用极为敏
