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细胞潜能

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内细胞群(ICM)中的细胞具有多能性,能够分化成机体的多种结构。
内细胞群(ICM)中的细胞具有多能性,能够分化成机体的多种结构。

细胞潜能(Cell potency)是指一个细胞可以分化为其他种细胞的能力[1][2]。一般来说,一种细胞可以分化成越多种不同类型的细胞,就可以认为这种细胞的细胞潜能越大。细胞潜能从大到小可以分为“全能性”(Totipotency,如受精卵)、“多能性”(Pluripotency,如胚胎干细胞(ESC))[3]、“多潜能性”(Multipotency,如间充质干细胞)、“寡能性”(Oligopotency,如淋巴细胞)、“单能性”(Unipotency)[1]

全能性

全能 (Totipotent)干细胞可以独立发育为一个完整的个体。词根“toti-”源自拉丁语totus,意为“整个”。在动物细胞中,只有受精卵生殖细胞被认为具有全能性[4][3]

多能性

多能(Pluripotent) 干细胞具有分化为三个胚层的细胞的潜能,换言之,这类细胞能够分化成胚胎除了胎盘以外的所有结构。通过内细胞群(ICM)体外培养取得的胚胎干细胞(ESC)即为典型的多能干细胞[5][3]

山中伸弥的团队在2006年发表了通过导入四个外源性基因(Oct3/4Sox2c-Myc、Klf4)使体细胞转化为人工诱导多能干细胞(iPSC)的方法。使用该方法产生的iPSC具有多能性,多方面的性质与胚胎干细胞接近,并且打破了长久以来“动物细胞的分化不可逆”的观点[6]

多潜能

多潜能—或多分化能—(Multipotent)细胞可以分化为多种细胞[7],这一类细胞又称为前驱细胞 (progenitor cell)。间充质干细胞(MSC)这一大类就是典型的多潜能干细胞[8]

目前的研究表明,在一定条件下,专能干细胞能够分化自然条件下无法分化成的细胞[7],如已有课题组将人脐带血造血干细胞诱导分化为神经元[9]。专能干细胞转化为多能干细胞也是干细胞领域研究的热点之一[10]

寡能

寡能 (oligopotent)的细胞能够分化成少数几种细胞。细胞潜能属于寡能的细胞有淋巴细胞以及骨髓干细胞[1]

单能

单能 (unipotent)细胞只能分化为一种细胞,又称为前身细胞(precursor cell)。[11]

参见

参考

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Hans R. Schöler. The Potential of Stem Cells: An Inventory. (编) Nikolaus Knoepffler; Dagmar Schipanski; Stefan Lorenz Sorgner. Human biotechnology as Social Challenge. Ashgate Publishing, Ltd. 2007: 28. ISBN 978-0-7546-5755-2. 
  2. ^ Stem Cell School: Glossary. (原始内容存档于2016-10-07). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Tarik Regad; 等. Principles of Stem Cell Biology and Cancer. Wiley Blackwell. 2015: 3–5. ISBN 978-1-118-67062-0. 
  4. ^ Mitalipov S, Wolf D. Totipotency, pluripotency and nuclear reprogramming. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2009, 114: 185–99. Bibcode:2009esc..book..185M. ISBN 978-3-540-88805-5. PMC 2752493. PMID 19343304. doi:10.1007/10_2008_45. 
  5. ^ Binder, Marc D.; Hirokawa, Nobutaka; Uwe Windhorst (编). Encyclopedia of neuroscience. Berlin: Springer. 2009. ISBN 978-3540237358. 
  6. ^ Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors. Cell. 25 August 2006, 126 (4): 663–676. doi:10.1016/j.cell.2006.07.024. 
  7. ^ 7.0 7.1 Vierbuchen T, Ostermeier A, Pang ZP, Kokubu Y, Südhof TC, Wernig M. Direct conversion of fibroblasts to functional neurons by defined factors. Nature. 2010, 463 (7284): 1035–41. PMC 2829121. PMID 20107439. doi:10.1038/nature08797. 
  8. ^ Kathrin Plath著, 韩忠朝、李宗金等译. 幹細胞的細胞生物學(The Cell Biology of Stem Cell). 科学出版社. 2010: 152. 
  9. ^ Giorgetti A, Marchetto MC, Li M, Yu D, Fazzina R, Mu Y, Adamo A, Paramonov I, Cardoso JC, Monasterio MB, Bardy C, Cassiani-Ingoni R, Liu GH, Gage FH, Izpisua Belmonte JC. Cord blood-derived neuronal cells by ectopic expression of Sox2 and c-Myc. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (31): 12556–61. PMC 3412010. PMID 22814375. doi:10.1073/pnas.1209523109. 
  10. ^ Guan K, Nayernia K, Maier LS, Wagner S, Dressel R, Lee JH, Nolte J, Wolf F, Li M, Engel W, Hasenfuss G. Pluripotency of spermatogonial stem cells from adult mouse testis. Nature. 2006, 440 (7088): 1199–203. PMID 16565704. doi:10.1038/nature04697. 
  11. ^ 胡火珍、税青林等. 醫學細胞生物學(第7版). 科学出版社. 2015: 189. ISBN 978-7-03-042238-5. 
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