生物工程毕业论文 胚胎干细胞研究进展及应用

中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 毕业设计(论文)

院系名称：百度网络学院

专业：百度

学生姓名：百度

学号：0101

指导老师：百度

中国网络大学教务处制

2019年05月16日

胚胎干细胞研究进展及应用

摘要：近年来胚胎干细胞的研究与应用几乎涉及到所有生命科学和生物医学领域，成为当前生物工程的核心领域之一。本文通过文献法等研究方法，收集整理了近年来涉及胚胎干细胞的研究进展及应用的一些热点问题。研究的范围主要有胚胎干细胞的概念、生理特点；胚胎干细胞的分离、培养；胚胎干细胞在基础研究及临床应用方面的进展，胚胎干细胞在一些领域中的研发方向；制约胚胎干细胞研究与应用的一些瓶颈问题等。通过对上述信息资料的遴选、归纳与研究，旨在抓住该领域的关键问题，为毕业后的教学及相关研究打下坚实的基础。

关键词：胚胎干细胞；进展；应用；

Advance and Application In Study of Embryonic Stem Cells

Abstract：As one of hot and core issues in bioengineering，the application and study of embryonic stem cells has nearly involved in all the research fields on life science and biomedicine in recent years. The latest progresses in study and application relating to embryonic stem cells are collected and packed up in this article. The scope of study on this paper mainly includes its definition，physiological characteristics，isolation，culture，actual application and impediment in basic research and clinical practice. The prospects of embryonic stem cells are also discussed. We choose the above-mentioned points to discuss and study because we have the goal that will teach and work better on this field in future. Key words：embryonic stem cell；advance ；application；

目录

一、引言……………………………………………………………………………………1.

二、胚胎干细胞及其生理特点……………………………………………………………2.

三、胚胎干细胞的分离、培养极其研究与进展………………………………………2.

(一)．细胞株系的建立及发展状况……………………………………………………2.

(二)．胚胎干细胞的分离、培养及发展状况……………………………………………3.

(三)．胚胎干细胞的分子标记及其鉴定…………………………………………………4.

(四)．胚胎干细胞的诱导分化……………………………………………………………5.

四、胚胎干细胞的应用及前景……………………………………………………………5.

(一)．揭示人和动物的个体发育机制及影响因素………………………………………5.

(二)．用于生理、药理、病理和毒理等方面的研究……………………………………5.

(三)．用于细胞移植治疗和器官移植……………………………………………………6.

(四)．用于解决免疫排斥问题与基因治疗………………………………………………6.

(五)．生产克隆动物和转基因动物……………………………………………………7.

五、制约胚胎干细胞研究与应用的一些瓶颈问题……………………………………7.

(一)．科学与社会伦理的冲突…………………………………………………………7.

(二)．胚胎干细胞的定向分化及分化细胞的分离纯化…………………………………7.

(三)．胚胎干细胞移植治疗鲜有成功案例………………………………………………8.

(四)．胚胎干细胞移植的安全性问题……………………………………………………8.参考文献：…………………………………………………………………………………8.

胚胎干细胞研究进展及应用

一、引言

著名的生物学家E.B Wilson曾经说过：“所有生物学的答案最终都要到细胞中去寻找，因为所有生物体都是，或曾经是一个细胞”。1999年，有关干细胞的研究被Science 杂志评为1999年度十大科学进展之首；2000年12月干细胞研究再次被Science杂志评为该年度世界十大科学成就之一。胚胎干细胞作为最佳的“种子”细胞，有着其它干细胞及体细胞无法比拟的生理生化特点，展现着迷人的应用前景，是该研究领域中的核心课题。本文对近年来胚胎干细胞的研究进展及应用方面的一些焦点、热点问题进行了遴选、归纳与研究，现综述如下。

二、胚胎干细胞及其生理特点

胚胎干细胞简称ES细胞（embryonic stem cell）或EK细胞（Evans和Kaufman）。胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ES）是指从附植前早期胚胎内细胞团（ICM）或附植后胚胎原始生殖细胞（PGCs）分离出来的一种具有无限增殖能力和全方向分化能力的干细胞[1]。胚胎干细胞具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的生理特性。

无限增殖是指，经体外抑制培养，来自内细胞团的胚胎干细胞可以保持旺盛的分裂能力且维持不分化状态。例如，在一项胚胎干细胞的培养实验中，Sudat将小鼠ES细胞传至250代以上，这些传代细胞仍具有正常的二倍体核型，因此ES细胞就轻易突破了细胞传代培养中50次幂的瓶颈，而具有“不死性”。利用ES细胞具有不断增殖的能力的特点，在体外培养条件下可以建立稳定的干细胞系，并保持发育的潜能性。

自我更新是指在长期培养中，胚胎干细胞能够维持自己的多向分化的特性，且不会随着分裂传代而丧失，这是一个胚胎干细胞系所必须具有的特征，例如，ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。

多向分化是指胚胎干细胞可以分化成各种不同的细胞类型并参与到发育过程中，一个基本的标准是胚胎干细胞具有向三个胚层分化的能力，例如：在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞和不同类型的组织细胞分化；又如ES 细胞在含有白血病抑制因子(LIF)和维生素A 酸(RA) 的培养基上，可以分化形成全壁内胚层；将ES 细胞与胚胎细胞共同培养或将ES 细胞注入囊胚腔中，ES 细胞就会参与多种组织的发育。由于个体的所有细胞都是由内细胞团发育

而来，所以胚胎干细胞理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。

ES细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构，体积小、细胞核大、核仁明显、胞核中多为常染色质、胞质胞浆少、结构简单。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。

三、胚胎干细胞的分离、培养极其研究与进展

目前ES细胞的分离、培养体系的研究不仅是胚胎工程的前沿课题之一，也是当前生命科学的热门课题之一。胚胎干细胞的研究、实践和应用历程，是科学工作者辛勤劳作和智慧的结晶，是科学的继承性和创新性相统一的结果。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES 细胞的生物学研究历程。

（一）.细胞株系的建立及发展状况

1981年Evans和Kaufman以手术切除受精后2.5 天小鼠卵巢并结合激素注射干扰子宫环境，从而使胚胎延迟着床，首次成功分离得到小鼠ES细胞。

同年，Martin G R以免疫外科法剥离小鼠囊胚滋养层细胞，得到内细胞团(ICM)并将其置于STO细胞饲养层上，培养基为小鼠PSA-1 ES细胞条件培养基，结果也得到小鼠ES细胞。

后来，Dhhaise用小鼠8-细胞胚胎消化成的单个分裂球在小鼠原代成纤维细胞饲养层上，建立了一个胚胎干细胞系MSB1。将MSB1注入SCID(severe combined immunodeficient mice)小鼠，能产生包含三胚层分化物的畸胎瘤；将MSB1注入囊胚产生了2个活的嵌合体小鼠(1雄，1雌)。上述结果表明，小鼠胚胎干细胞的分离不必仅由囊胚内细胞团得到，只用早期胚胎的单个细胞即可以实现。

1995年，Thomson等从恒河猴的囊胚中成功分离出胚胎干细胞，建立了第一个灵长类动物的胚胎干细胞株；

1998年，Thomson等建立了第一株人类胚胎干细胞（hES细胞株）；

1998年，Shamblott等建立了第一株人类生殖干细胞（hEG细胞株）；

2002年3月，美国麻省理工学院的科学家宣布，他们首次利用人体胚胎干细胞培育出毛细血管，展示了胚胎干细胞技术在治疗心血管疾病等领域的应用潜力。

2007年美国科学家罗伯特·兰扎等利用在试管受精后的人类胚胎产生了两个干细胞株。采用这种特殊的技术，每次从胚胎中只提取单一细胞，不影响胚胎的