人胚胎干细胞神经培养和诱导分化研究开题报告

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES 细胞)是从早期胚胎( 桑椹胚、囊胚) 或原始生殖细胞(primordial germ cell，PGCS)分离出来的能在体外永久培养的、具有多方向分化潜能和种系嵌合能力的细胞系。ES 细胞具有多向分化潜能，可分化形成外胚层、中胚层和内胚层细胞的谱系干细胞，再成长为不同的神经、造血、肌肉，骨骼等各种细胞基于其特性，目前普遍认为，ES细胞对体外研究动物和人胚胎的发生发育，基因表达调控，药物的筛选和致畸实验及作为组织细胞移植治疗，克隆治疗和基因治疗的细胞源及产生克隆和转基因动物等领域将产生重要的影响。1998年，T homson和Gearhart2个研究组分别从人ICM和PGCS建立了人类ES细胞系，在国际上引起了轰动。Science 杂志将人类ES细胞研究成果评为1999 年世界十大科技进展之首，美国《时代》周刊将其列为20世纪末世界十大科技成就之首，并认为ES 细胞和人类基因组将同时成为新世纪最具发展和应用前景的领域，由此掀起了ES细胞研究的高潮。

一些化学试剂加入到ES细胞中与其共培养后，会使得ES细胞发生定向分化，因此有时用相关化学试剂对ES细胞进行定向诱导分化。例如视黄酸(又称维甲酸，RA)就是一种强烈的分化诱导剂。20纪初，人们仅仅认识到维生素A(VA)是一种重要的营养物质，特别在视循环中发挥着重要生理作用，妊娠期VA缺乏有可能导致胎儿畸形。后来发现在胚胎发育过程中，RA沿胚轴形成浓度梯度，影响胚胎背腹部和四肢的形成，从而推测其对胚胎发育起重要的激素样调节作用。维甲酸是体外诱导ES细胞定向分化的常用因子。一般认为维甲酸进入细胞后，首先与细胞质中CRABP(cellular RA binding protein)形成复合物，然后复合物进入核内，维甲酸与染色质上的受体结合，从而调控一系列基因的表达，使细胞的表型发生转变。而Forester的实验结果表明，维甲酸不但能拮抗DIA对ES细胞的分化抑制作用(这提示有共同作用环节存在的可能)，而且也可影响分化程序和方向的选择。除了视黄酸之外，还有维生素C(VC)、维生素K3(VK3)、过氧化氢、β-磷酸甘油、地塞米松和2，5-羟基维生素D3，二甲基亚砜（DMSO）等化学试剂也能诱导胚胎干细胞定向分化成为一些特种类型细胞。

人胚胎干细胞可以在体外诱导生成神经干细胞、成熟神经元和神经胶质细胞，且易于在体外培养和扩增，能无限增殖。因此，人胚胎干细胞是将来神经系统细胞替代治疗的最佳“种子”细胞。目前，各种诱导生成神经细胞的方法层出不穷，但相关实验表明失去了分化潜能的终末细胞移植入受体后难以成功整合到受体脑组织，并会很快死亡。因而诱导分化得到的神经干细胞移植仍然是治疗的重要途径。冯树梅等采用无血清、低密度快速诱导胚胎干细胞向神经前体细胞分化的方法，在短期内得到了大量可用于移植的细胞。免疫细胞化学和RT-PCR分析表明，所得到的细胞为高纯度的神经前体细胞，其分化率接近100%。但高纯度前体细胞仍有致瘤性，可能该细胞的发育学地位更加接近于胚胎干细胞，对其发育学表型的进一步探讨，将为胚胎干细胞来源的神经前体细胞的研究奠定基础。最近，李晓丰等利用采用序贯诱导法，模仿体内胚胎细胞的生长、分化环境，按胚胎干细胞生长阶段逐步改变血清浓度和培养液成分，逐步添加生长因子、神经营养因子等，最终诱导胚胎干细胞高比率定向分化为神经元样细胞。

 

二、^范文提纲

1体外诱导ES细胞的原理

2体外诱导ES细胞的方法

2.1化学试剂诱导法

2.2细胞因子诱导法

2.3外源基因诱导ES细胞的定向分化法

2.4转基因诱导法

3胚胎干细胞的定向诱导分化研究

3.1由胚胎干细胞向神经细胞的诱导分化

3.2向造血细胞的定向分化

3.3向心肌细胞定向分化

3.4向内皮细胞的定向分化

3.5向上皮细胞的定向分化

3.6向其他细胞的定向分化

4胚胎干细胞诱导分化的应用

三、参考文献

1张斌，谷涌泉，佟铸，等.2009，鼠胚胎干细胞诱导分化内皮样细胞.中国修复重建外科杂志，23，82 2 EvansM J，K aufmanMH.1981.Establishment in culture of pluripo-tential cells from mouse embryos.N ature，292: 154~ 156

3 Thomson JA ，Itskovitz EJ，Shapiro SS，et al. 1998. Embronic stemcell lines derived from human blastocysts.Science，282: 1145~ 1147

4 石伦刚，唐郑雅，陆峻泓，等.2009. 人胚胎干细胞向类间充质干细胞的诱导分化及鉴定.上海交通大学学报 (医学版)，3( 29): 307~ 311

5 Kawano H，Cody RJ，G raf K，et a.l 2000. A ng iotensinò en-hances integrin and alpha- actinin expression in adult rat cardiacfibroblasts. Hypertension，35 ( 1 P t 2) : 273~ 279

6 ]H™bnerK，Fuhreann G，Christensson LK，et a.l 2003. Derivationof oocytes from mouse embryonic stem cells.Science，300( 23):1251~ 1256

7沈干，丛笑倩，杜忠伟，等. 2002. 小鼠胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的永生化研究. 实验生物学报，35(3): 218~ 228

8李晓丰，顾文佳，刘朝阳，等. 2009. 序贯法诱导小鼠胚胎干细胞向神经元样细胞的分化. 中国组织工程研究与临床康复，6226~ 6242

9 Feng LX ，Chen Y，D ettin L，et a.l 2002. G eneration and in vitrodifferentiation of a spermatogonia l cell line.Science，297( 5580):392~ 395

10胡安斌，蔡继业，郑启昌，等. 胚胎干细胞向肝细胞定向诱导分化的体外实验研究[J].中华医学杂志，2003，83(18) : 1592- 1596.