干细胞与细胞分化：机制、应用与挑战

# 干细胞与细胞分化
## 细胞分化
### 基本概念
- 定义
  - 细胞类型稳定性差异形成过程
- 实质
  - 组织特异性基因差异性表达
- 特点
  - 伴随细胞增殖与凋亡
  - 最终归宿为衰老和死亡
- 细胞癌变
  - 分化机制失控的表现
### 细胞分化的分子机制
- 管家基因
- 组织特异性基因
- 组合调控机制
  - 多种调控蛋白共同参与
- 单细胞生物细胞分化
  - 直接适应环境
- 多细胞生物细胞分化
  - 遗传程序控制
### 细胞谱系
- 定义
  - 从受精卵到终末细胞的发育史
- 价值
  - 了解细胞与器官发育机制
### 转分化与再生
- 转分化
  - 一种分化细胞转变为另一种分化细胞
- 去分化
  - 分化细胞失去特有结构与功能
- 重编程
  - DNA与组蛋白修饰改变
- 再生
  - 生物体缺失部分后重建
### 影响细胞分化的因素
- 受精卵细胞质不均一性
- 信号分子
- 细胞位置信息
- 细胞记忆与决定
- 染色质变化与基因重排
## 干细胞
### 概念及分类
- 定义
  - 自我更新与多向分化潜能的细胞
- 分类
  - 全能干细胞
  - 多潜能干细胞
  - 多能干细胞
  - 单能干细胞
- 来源
  - 胚胎干细胞
  - 成体干细胞
### 胚胎干细胞
- 来源
  - 囊胚期内细胞团
- 特征
  - 全能性
  - 能分化成多种细胞类型
- 应用
  - 再生医学
### 成体干细胞
- 定义
  - 存在于成体组织中的未分化细胞
- 特征
  - 自我更新
  - 产生有限类型成熟细胞
- 分类
  - 造血干细胞
  - 神经干细胞
  - 肠干细胞
- 微环境
  - 干细胞巢
### 细胞命运重编程
- 定义
  - 已分化细胞重编程为多潜能干细胞
- 方法
  - 基因转入
    - 如Oct4、Sox2、c_myc、KLF4
  - 化学诱导
    - 小分子组合诱导
- 应用
  - 细胞治疗
  - 疾病模型
### 干细胞领域关键问题
- 建立全能性干细胞
- 维持多潜能干细胞体外扩增稳定性
- 实现干细胞分化精细调控
- 产生功能成熟细胞或组织应用于治疗
## 总结
- 细胞分化是多细胞生物发育基础
- 干细胞在细胞分化与个体发育中起关键作用
- 干细胞应用前景广阔
- 面临诸多挑战