干细胞的特殊分裂方式（干细胞种类特点产生的途径）
- 作者: 刘羲颜
- 来源: 投稿
- 2024-12-13
1、干细胞的特殊分裂方式
干细胞的非对称分裂
干细胞具有非对称分裂的能力，这是一种独特的分裂方式，产生两个大小和分化潜能不同的子细胞。
非对称分裂的过程
1. 细胞极性建立：在分裂前，干细胞建立一个细胞极性轴，将细胞区分为不同的区域，称为近端和远端。
2. 不对称细胞质分配：在分裂过程中，特定的细胞质成分（如蛋白质和RNA）分配到子细胞的特定区域。
3. 不对称染色体分配：在某些情况下，染色体也可能不对称地分配到子细胞。
子细胞的特性
非对称分裂产生两个子细胞，具有不同的特性：
干性子细胞：通常位于近端，保留干细胞特征和自我更新能力。
谱系分化子细胞：通常位于远端，分化为更特定的细胞类型。
非对称分裂的重要性
非对称分裂对于维持组织稳态至关重要，因为它：
自我更新干细胞池：产生新的干细胞以替换老化或损伤的干细胞。
产生谱系分化细胞：产生各种类型的细胞，形成组织和器官。
调节组织大小：通过控制干细胞自我更新和分化的平衡来调节组织的大小。
组织再生：修复受损组织，在某些情况下甚至能产生新的器官。
2、干细胞种类特点产生的途径
干细胞种类、特点和产生途径
种类胚胎干细胞（ESCs）：
来源于胚泡期的胚胎内细胞团
全能性：具有分化为所有胚层（外胚层、内胚层、中胚层）细胞的能力
诱导多能干细胞（iPSCs）：
通过将体细胞重新编程为类似于 ESCs 的状态而产生
与 ESCs 具有相似的全能性
成体干细胞：
存在于特定组织和器官中
多能性：仅能分化为该组织或器官内的特定细胞类型
间充质干细胞（MSCs）：
存在于骨髓、脂肪组织和脐带血中
多能性：能分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种细胞类型
特点自我更新：干细胞能够复制自身，产生具有相同潜能的新干细胞。
分化：干细胞能够分化为特定类型细胞，形成不同的组织和器官。
增殖：干细胞具有较高的增殖能力，可以在体外培养中无限增殖。
免疫原性：ESCs 和 iPSCs 具有免疫原性，可能引起移植排斥反应。
产生途径胚胎干细胞（ESCs）：
从胚泡期的胚胎内细胞团中分离培养获得
诱导多能干细胞（iPSCs）：
通过将体细胞（如皮肤细胞或血液细胞）重新编程获得
重新编程方法包括：
基因转染（OCT4、SOX2、KLF4、MYC）
微小 RNA（MiR302、MiR200c）
化学物质（瓦尔丙酸、烟酰胺）
成体干细胞：
直接从特定组织或器官中分离获得
例如：骨髓成体干细胞、脂肪组织成体干细胞、脐带血成体干细胞
间充质干细胞（MSCs）：
从骨髓、脂肪组织或脐带血中分离获得
通过其表型标记（例如 CD73、CD90、CD105）鉴定
3、干细胞的种类及分化方向
干细胞的种类
胚胎干细胞 (ESCs)：存在于早期胚胎 (胚泡) 中，具有无限的分化潜能，可以分化为所有类型的体细胞。
诱导多能干细胞 (iPSCs)：从成熟的体细胞中人工诱导产生的，具有与胚胎干细胞相似的分化潜能。
胎儿干细胞 (FSCs)：存在于胎儿的组织中，具有比 ESCs 更有限的分化潜能，但仍可以分化为多种体细胞类型。
成体干细胞 (ASCs)：存在于成年组织中，通常具有较有限的分化潜能，但可以分化为该组织特异性的细胞类型。
分化方向干细胞可以通过分化（一种称为细胞命运选择的生物过程）产生专门化的细胞类型。分化方向取决于干细胞的类型、环境信号和遗传编程。
胚胎干细胞 (ESCs) 可以分化为所有三个胚层（外胚层、中胚层和内胚层），这三个胚层最终形成身体所有不同的细胞类型。
诱导多能干细胞 (iPSCs) 也具有与 ESCs 相似的分化潜能，但由于它们的诱导过程，它们可能具有不同的分化偏好。
胎儿干细胞 (FSCs) 的分化潜能比 ESCs 更有限，通常可以分化为特定胚层或组织类型的细胞。例如，胎儿肝干细胞可以分化为肝细胞和胆管细胞。
成体干细胞 (ASCs) 通常具有高度特化，只能分化为其所在组织中的特定细胞类型。例如，骨髓间充质干细胞可以分化为成骨细胞（形成骨头）、软骨细胞（形成软骨）和脂肪细胞（形成脂肪）。
环境信号对分化方向的影响
环境信号，例如细胞外基质、生长因子和细胞细胞相互作用，在指导干细胞分化方向中起着至关重要的作用。这些信号可以触发特定基因表达模式，从而导致干细胞承诺特定的命运。
遗传编程对分化方向的影响
干细胞的分化潜能也受到其遗传编程的限制。每个干细胞都携带一套独特的基因，这些基因指导其发育。这些基因表达模式决定了干细胞可以分化为哪些细胞类型。
4、干细胞的不同分类方法
根据发育潜力分类
全能干细胞（ESC）：具有分化为所有胚胎和胎儿细胞类型的潜能，包括胎盘。
多能干细胞（PSC）：具有分化为所有胚胎细胞类型的潜能，但不包括胎盘。
寡能干细胞：具有分化为有限数量细胞类型的潜能。
单能干细胞：只能分化为一种类型的细胞。
根据来源分类
胚胎干细胞（ESC）：从早期胚胎的内细胞团中分离。
胎儿干细胞（FSC）：从流产或终止妊娠的胎儿组织中分离。
脐带血干细胞（UCB）：从出生后脐带中分离。
成人干细胞（ASC）：从各种成人组织中分离，例如骨髓、脂肪和皮肤。
诱导多能干细胞（iPSC）：通过将成熟细胞重编程为类似ESC的细胞而产生。
根据增殖能力分类
自我更新：干细胞保持自身更新并分化出新的干细胞的能力。
有限分裂：干细胞只能分裂有限次，然后失去自我更新能力。
根据特异性分类
体细胞干细胞：具有分化为特定组织或器官细胞类型的潜能。
生殖干细胞：具有产生精子和卵子的潜能。
其他分类方法
形态：基于细胞的形状和大小。
免疫表型：基于细胞表面标记物。
转基因标记：使用转基因进行表征。
功能能力：基于干细胞分化和自更新能力。
