动物的再生干细胞与再生医学ppt课件.ppt
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1、动物的再生动物的再生初探初探AnimalsRegeneration 生科生科0701小小组组成成员员:张张生哲(生哲(组长组长)段柳段柳剑剑鄢鄢纯纯朱徐鼎朱徐鼎张张涛涛内容提要1.1.再生的概念再生的概念2.2.自然界动物的再生现象自然界动物的再生现象3.3.人的再生人的再生4.4.干细胞与再生医学的概念及应用干细胞与再生医学的概念及应用5.5.再生的研究进展再生的研究进展6.6.再生研究的展望再生研究的展望再生再生(Regeneration)生物界普遍存在再生现象生物界普遍存在再生现象.广义的再生包括广义的再生包括分子水平分子水平,细胞水平细胞水平,组织与器官水平组织与器官水平及及整体整体水
2、平水平的再生的再生.一般再生是指生物体缺失部分的重建过程一般再生是指生物体缺失部分的重建过程.一般来说一般来说,植物比动物再生能力强植物比动物再生能力强,低等动物低等动物比高等动物再生能力强比高等动物再生能力强.自然界动物的再生现象自然界动物的再生现象 蚯蚓蚯蚓 蚯蚓被斩为两段后可变成两条蚯蚓螃蟹螃蟹螃蟹的足能重新长出来,这属于修复性再生.章鱼章鱼章鱼的再生能力很强。每当章鱼遇到敌害时,有时它的触腕被对方牢牢地抓住了,这时候它就会自动抛掉触腕自动抛掉触腕,自己往后退一步,让断触腕的蠕动来迷惑敌害,趁机赶快溜走。每当触腕断每当触腕断后,伤口处的血管后,伤口处的血管就会极力地收缩,就会极力地收缩,
3、使伤口迅速愈合,使伤口迅速愈合,所以伤口是不会流所以伤口是不会流血的,第二天就能血的,第二天就能长好长好,不久又长出新的触腕。一到冬天,章鱼一到冬天,章鱼就潜入海底,为就潜入海底,为了生存,它开始了生存,它开始吃自己的脚爪。吃自己的脚爪。直到把八只脚爪直到把八只脚爪都吃完为止,然都吃完为止,然后就闭眼不动了,后就闭眼不动了,等到第二年春天,等到第二年春天,它又长出八条新它又长出八条新的脚爪的脚爪。海参海参 海参在遇到危海参在遇到危险时,会抛出,会抛出内内脏给那些那些“敌人人”,自己,自己趁机逃命,而趁机逃命,而过一段一段时间海海参体内就又能参体内就又能长出完整的内出完整的内脏来。来。海星海星海
4、星的海星的绝招是招是它分身有它分身有术。若把海星撕成若把海星撕成几几块抛入海中,抛入海中,每一碎每一碎块会很会很快重新快重新长出失出失去的部分,从去的部分,从而而长成几个完成几个完整的新海星来整的新海星来 蝾螈蝾螈通通过诱导可使可使蝾螈前肢的断面上螈前肢的断面上再生新再生新“手手”鹿鹿在动物世界中,鹿是唯一能再生完整的身体零部件的哺乳动物。鹿角每年都会脱落,随后又生出新的。当鹿角长到最大尺寸后,骨头开始变硬,像天鹅绒一样柔软的鹿茸开始脱落。一旦鹿茸掉光,就剩下赤裸的骨头,就可成为角斗中的强大武器。在交配期结束时,鹿角脱落以保存能量,等到春天来临,在其头顶上就能长出一对新的隆起的组织骨结节。干细
5、胞作为鹿身体的重要细胞在鹿角的再生中发挥了重要作用 火蜥蜴火蜥蜴 火蜥蜴是唯一火蜥蜴是唯一能在其整个生能在其整个生命过程中任意命过程中任意无限次地再生无限次地再生它的断肢的它的断肢的脊脊椎动物椎动物 火蜥蜴的再生火蜥蜴的再生断损处的伤断损处的伤口会口会快速愈快速愈合合,紧接着,紧接着,截断处会截断处会产产生大量细胞生大量细胞“涌向涌向”伤伤口口。接下来,。接下来,这些细胞会这些细胞会回复到胚胎回复到胚胎状态状态进行重进行重新分化新分化火蜥蜴断肢火蜥蜴断肢的再生的再生 其实,进行截肢手术的人,在初期的反应和蜥蜴是一样的的但是后来是人体的组织在伤口位置形成了疤痕,而蜥蜴的身体反应却是开始再生,由一
6、个初期的新肢胚胎长出一个新的肢体。我们人类呢我们人类呢其实,人类的一其实,人类的一些器官和组织也些器官和组织也具备某种程度的具备某种程度的再生能力。再生能力。但是但是 ,我们大多数我们大多数的组织或器官,的组织或器官,几乎没有任何再几乎没有任何再生的能力。生的能力。人的身体中再生能力最强的器官是肝脏,但是也没有办法在绝大部分硬化坏死或完全摘除后,无中生有地再生出新的肝脏来。人的皮肤受伤后虽然也会愈合,但如果伤得太严重,就难免会长成难看的疤。Howto再生再生?人体大多数组织是可以完成人体大多数组织是可以完成“独立再生独立再生”的,这说明人类能完成局部再生是一个很的,这说明人类能完成局部再生是一
7、个很现实的目标。现实的目标。一些研究人认为,人体内有足够的干细胞,一些研究人认为,人体内有足够的干细胞,完全可以依靠自己使组织再生。他们认为,完全可以依靠自己使组织再生。他们认为,所需要的只是能激发再生功能的合适的分所需要的只是能激发再生功能的合适的分子。子。也有科学家认为也有科学家认为,再生是由基因控制的再生是由基因控制的,如果如果我们能找到控制肢体再生信息的基因并设我们能找到控制肢体再生信息的基因并设法开启它法开启它,那么再生就不会遥远那么再生就不会遥远Howto再生再生?细胞水平细胞水平:要想使整个断肢再生,目前就要想使整个断肢再生,目前就是需要是需要改变向伤口处的细胞发出的信号改变向伤
8、口处的细胞发出的信号,目的是让它们原先进行的目的是让它们原先进行的“愈伤行为愈伤行为”停停止,同时诱导并调控止,同时诱导并调控干细胞干细胞增殖分化增殖分化,从而从而激活我们体内的激活我们体内的“断肢再造断肢再造”功能。功能。基因水平基因水平:找到人体内控制再生信息的基找到人体内控制再生信息的基因密码和引发再生的基因信号,从而开启因密码和引发再生的基因信号,从而开启人体的肢体再生功能人体的肢体再生功能再生医学再生医学20042004年年1 1月,世界上第一本月,世界上第一本烧伤烧伤再生医学再生医学专著,专著,由世界最著名的医学、生物学、由世界最著名的医学、生物学、生命科学领域的瑞士生命科学领域的
9、瑞士出版社正式出版出版社正式出版 。这标志着这标志着再生医学再生医学已作已作为一个独立于为一个独立于中医中医、西医西医的新兴医学学科诞生了的新兴医学学科诞生了!再生医学的概念再生医学的概念再生医学是通过研究机体的正常组织再生医学是通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理,寻找有效的生物治干细胞分化机理,寻找有效的生物治疗方法,促进机体自我修复与再生,疗方法,促进机体自我修复与再生,或构建新的组织与器官,以改善或恢或构建新的组织与器官,以改善或恢复损伤组织和器官的功能的科学。复损伤组织和器官的功能的科学。再生医学的基础是干细胞研究再生医
10、学的基础是干细胞研究再生医学的内容再生医学的内容通过克隆获得胚胎中的全能干细胞,利用干细胞修复身体各种器官的损伤及为衰老的细胞组织补充新生细胞和组织。通过控制这些干细胞的分化而得到人们想要的组织和器官。实现人的肢体再生 利用干细胞来治疗白血病、帕金森氏症、糖尿病、心脑血管病等疑难病症。再生医学与异体器官移植天然天然组织和器官移植可以和器官移植可以说是根治性的治是根治性的治疗疾病的方法。但是器官移植存在着疾病的方法。但是器官移植存在着术后后排斥反排斥反应、术后感染、后感染、终生服生服药、费用高用高昂昂以及作以及作为一般医一般医疗机构普遍存在的机构普遍存在的供体供体来源困来源困难等等问题。再生医学
11、的基本原理是再生医学的基本原理是利用机体本来存在利用机体本来存在的自然愈合能力的自然愈合能力实现人体的原位人体的原位细胞复制,胞复制,再生再生为原位的器官原位的器官组织,恢复器官的功能。,恢复器官的功能。所以不存在上述所以不存在上述问题。干细胞干细胞(stemcells,SC)一类具有自我复制能力自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。尚未分化发育的,能生成各种器官组织的全能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)和成体干细胞(somatic s
12、tem cell)。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞(pluripotent stem cell)和单能干细胞(unipotent stem cell)。干细胞干细胞干细胞研究的地位干细胞研究的地位最近一二十年里,干细胞是国际生命科学最近一二十年里,干细胞是国际生命科学领域最前沿、最受关注的领域最前沿、最受关注的“明星细胞明星细胞”。1999年年Science杂志将人类胚胎干细胞杂志将人类胚胎干细胞研究成果评为当年世界十大科技进展之首研究成果评为当年世界十大科技进展之首2000年年Times周刊将其列为周刊将其列为20世纪
13、末世纪末世界十大科技成就之首世界十大科技成就之首2000年年,日本把以干细胞工程为核心技术的日本把以干细胞工程为核心技术的再生医疗列为千年世纪工程之一再生医疗列为千年世纪工程之一,当年投资当年投资108亿日元亿日元.干细胞移植治疗疾病原理干细胞移植治疗疾病原理疾病发生的基础是疾病发生的基础是细胞或组织变性死细胞或组织变性死亡,功能减弱或丧失亡,功能减弱或丧失。干细胞具有能够干细胞具有能够分裂增殖和向多种细分裂增殖和向多种细胞分化胞分化的生物学特性及能力。所以,的生物学特性及能力。所以,通过干细胞移植来替代、修复患者损通过干细胞移植来替代、修复患者损失的细胞,恢复细胞组织功能失的细胞,恢复细胞组
14、织功能,达到,达到治疗疾病的目标。治疗疾病的目标。干细胞治疗疾病的优点干细胞治疗疾病的优点1.一次性介入,永一次性介入,永久性治疗。一劳永久性治疗。一劳永逸逸2.不需要完全了解不需要完全了解疾病发病的确切机疾病发病的确切机理理3.还可能应用自身还可能应用自身干细胞移植,避免干细胞移植,避免产生免疫排斥反应产生免疫排斥反应目前已经开展的干细胞治疗目前已经开展的干细胞治疗1神经系统疾病:脊髓、脑损伤;小儿脑神经系统疾病:脊髓、脑损伤;小儿脑瘫,共济失调;运动神经元病;脑血管意瘫,共济失调;运动神经元病;脑血管意外外2运动系统疾病:股骨头坏死;骨折恢复运动系统疾病:股骨头坏死;骨折恢复期;骨不连期;
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