幹細胞生物學基礎

內容簡介

《幹細胞生物學基礎》（原著第三版）由諾貝爾生理學和醫學獎獲得者Martin Evans作序，美國著名幹細胞生物學家Robert Lanza等主編，200多位全世界各研究機構的專家學者共同拜炒炒編寫，是一本手冊式的生物學著作。涵蓋成體幹細胞和胚胎幹細胞，內容涉及基本的幹細胞生物學特性、調控機制、外胚層、中胚層、內胚層、幹細胞在治療人類疾病中的套用、作用機制與倫理、未來的臨床套用前景等。

本書可供從事幹細胞生物學和再生醫學領域的研究者、細胞生物學領域的高校師生閱讀參考。

圖書目錄

第一部分　幹細胞總論

第1章　幹細胞的研究意義與進展　/ 002

1.1　幹細胞技術的起源　/ 002

1.2　提倡並支持幹細胞研究的組織機構　/ 002

1.3　幹細胞在醫學領域的套用　/ 003

1.4　幹細胞套用所面臨祝淚棕的挑戰　/ 003

深入閱讀　/ 004

第2章　“乾性”的定義、規範與標準　/ 005

2.1　什麼是幹細胞？　/ 005

2.2　自我更新　/ 005

2.3　潛能　/ 006

2.4　克隆性　/ 006

2.5　定義　/ 006

2.6　幹細胞的來源　/ 006

2.7　早期胚胎幹細胞　/ 006

2.8　成體幹細胞發育　/ 008

2.9　如何對幹細胞進行鑑定、分離和特徵分析？　/ 009

2.10　胚胎幹細胞　/ 009

2.11　成體幹細胞　/ 010

2.12　乾性——向幹細胞的分子定義發展　/ 010

致謝　/ 011

深入閱讀　/ 011

第3章　脊椎動物胚胎多能幹細胞——當前進展和未來挑戰　櫃蜜嘗/ 012

3.1　簡介　/ 012

3.2　ES和ESL細胞的生物學原理　/ 017

3.3　幹細胞療法　/ 020

3.4　總結　/ 021

深入閱讀　/ 022

第4章　胚胎幹細胞的前景　/ 023

4.1　胚胎幹細胞的發展趨勢　/ 023

深入閱讀　/ 025

第5章　表皮幹細胞概念的發展　/ 026

5.1　簡介　/ 026

5.2　幹細胞的定義　/ 027

5.3　幹細胞的等級系統　/ 028

5.4　皮膚幹細胞　/ 029

5.5　小腸幹細胞系統　/ 032

5.6　舌幹細胞組織戀櫃烏妹　/ 034

5.7　普遍法則　/ 034

5.8　總結　/ 035

深入閱讀　/ 035

第二部分　基礎生物學/機制

第6章　幹細胞微環境　/ 038

6.1　幹細胞微環境假說　/ 038

6.2　果蠅種系幹細胞微環境　/ 039

6.3　果蠅卵巢種系幹細胞微環境　/ 039

6.4　果贈盼狼蠅精巢種系幹細胞微環境　/ 040

6.5　種系幹細胞和體幹細胞維持與增殖的協同調控　/ 041

6.6　微環境的結構組成　/ 042

6.7　哺乳動物組織內的幹細胞微環境　/ 043

6.8　總結　/ 049

致謝　/ 050

深入閱讀　/ 050

第7章　幹細胞的自我更新機制　/ 051

7.1　多能幹細胞的自我更新　/ 051

7.2　抑制分化　/ 056

7.3　維持幹細胞的多能性　/ 057

7.4　維持端粒長度　/ 058

7.5　X染色體射燥嬸轎失活　/ 058

7.6　總結　/ 059

深入閱讀　/ 059

第8章　幹細胞細胞周期調控因子　/ 060

8.1　引言　/ 060

8.2　幹細胞在體內的細胞周期動力學　/ 060

8.3　幹細胞回輸體內後的擴增　/ 061

8.4　哺乳動物細胞周期調控和周期蛋嘗頁白依賴性激酶抑制因子　/ 062

8.5　周期蛋白依賴性激酶抑制因子在幹細胞調控中的作用　/ 063

8.6　p21在幹細胞調控中的作用　/ 063

8.7　p27在幹細胞調控中的作用　/ 064

8.8　幹細胞調控中的其他細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子和成視網膜細胞瘤通路　/ 064

8.9　周期蛋白依賴性激酶抑制因子和轉化生長因子β-1的關係　/ 065

8.10　CKI和Notch　/ 066

8.11　總結和未來方向　/ 066

致謝　/ 066

深入閱讀　/ 067

第9章　細胞如何改變表型　/ 068

9.1　化生和轉分化　/ 068

9.2　轉分化的例子　/ 069

9.3　巴雷特化生　/ 071

9.4　再生　/ 071

9.5　骨髓向其他類型細胞的轉化　/ 072

9.6　去分化為轉分化的先決條件　/ 072

9.7　如何通過實驗改變細胞表型？　/ 072

9.8　總結　/ 073

致謝　/ 074

深入閱讀　/ 074

第三部分　組織和器官發育

第10章　早期發育中的分化　/ 076

10.1　植入前發育　/ 076

10.2　細胞緊密過程中的極化　/ 076

10.3　小鼠胚胎植入前體軸的確定　/ 078

10.4　小鼠早期胚胎的發育潛能　/ 079

10.5　小鼠胚胎植入前發育過程中的重要基因　/ 080

10.6　由植入到原腸胚形成　/ 082

10.7　小鼠滋養外胚層和原始的內胚層細胞　/ 082

10.8　小鼠內細胞團向上胚層的發育　/ 084

10.9　人類胚胎　/ 084

10.10　植入　/ 085

10.11　胚外組織在小鼠胚胎塑型中的作用　/ 086

深入閱讀　/ 086

第11章　來自羊水的幹細胞　/ 088

11.1　羊水——功能、來源和成分　/ 088

11.2　羊水間充質幹細胞　/ 089

11.3　羊水幹細胞　/ 091

11.4　結論　/ 096

深入閱讀　/ 097

第12章　臍血幹細胞和祖細胞　/ 098

12.1　解決臍血移植時間延遲和失敗問題　/ 098

12.2　低溫儲藏CB細胞　/ 099

12.3　誘導CB來源的多能幹細胞　/ 100

12.4　總結　/ 100

深入閱讀　/ 100

第13章　神經系統　/ 101

13.1　引言　/ 101

13.2　神經發育　/ 101

13.3　神經幹細胞　/ 103

13.4　小鼠ES細胞的神經分化　/ 104

13.5　人類和非人靈長類ES細胞的神經分化潛能　/ 110

13.6　發展前景　/ 111

13.7　治療前景　/ 111

13.8　帕金森病　/ 111

13.9　亨廷頓病　/ 112

13.10　腦卒中　/ 113

13.11　脫髓鞘病變　/ 113

13.12　總結　/ 113

深入閱讀　/ 114

第14章　眼睛和耳朵的感覺上皮　/ 115

14.1　引言　/ 115

14.2　視網膜內的幹細胞和祖細胞　/ 115

14.3　視泡產生不同種類的轉分化細胞　/ 115

14.4　孵化後小雞體內的神經形成　/ 117

14.5　哺乳動物睫狀體邊緣的視網膜神經球的生長　/ 118

14.6　視網膜中幹細胞治療的前景　/ 120

14.7　內耳起源組織的發育與再生　/ 121

14.8　胚後期動物體內的神經生長　/ 121

14.9　耳祖細胞的體外擴增　/ 123

14.10　治療前景　/ 124

致謝　/ 125

深入閱讀　/ 125

第15章　表皮幹細胞　/ 126

15.1　小鼠皮膚發育概況　/ 126

15.2　表皮幹細胞聚集於毛囊膨脹凸起處　/ 127

15.3　表皮幹細胞激活模型　/ 129

15.4　球囊部幹細胞標誌物的分子圖譜　/ 131

15.5　參與皮膚表皮幹細胞分化的信號通路　/ 132

15.6　總結和展望　/ 133

深入閱讀　/ 134

第16章　造血幹細胞　/ 135

16.1　胚胎幹細胞與胚胎造血　/ 135

16.2　血細胞在EB中的形成　/ 136

16.3　BCR/ABL引起EB來源的造血幹細胞的轉化　/ 136

16.4　STAT5與HOXB4促進造血植入　/ 137

16.5　胚胎形態發生素促進體外造血形成　/ 138

深入閱讀　/ 139

第17章　外周血幹細胞　/ 140

17.1　引言　/ 140

17.2　外周血幹細胞的來源與類型　/ 140

17.3　內皮祖細胞　/ 141

17.4　間充質幹細胞　/ 145

17.5　外周血幹細胞的治療套用　/ 146

17.6　結論與展望　/ 149

深入閱讀　/ 149

第18章　多能成體祖細胞　/ 150

18.1　多能幹細胞——胚胎幹細胞　/ 150

18.2　後生組織特異性幹細胞——不僅僅是多能幹細胞？　/ 151

18.3　多能性能後天獲得嗎？　/ 151

18.4　嚙齒類成體多能祖細胞的分離　/ 152

18.5　MAPC的分離　/ 153

18.6　進展　/ 154

致謝　/ 155

深入閱讀　/ 155

第19章　間充質幹細胞　/ 156

19.1　MSC的定義　/ 156

19.2　MSC的幹細胞特性　/ 156

19.3　哪些組織含有MSC？　/ 157

19.4　MSC的分離技術　/ 157

19.5　MSC的免疫調節作用　/ 158

19.6　MSC再生骨組織　/ 158

19.7　MSC再生非骨骼組織　/ 160

19.8　結論　/ 161

致謝　/ 161

深入閱讀　/ 162

第20章　骨骼肌幹細胞　/ 163

20.1　引言　/ 163

20.2　原始肌幹細胞——衛星細胞　/ 164

20.3　肌幹細胞的功能和生化異質性　/ 166

20.4　骨骼肌的異位發生　/ 166

20.5　肌幹細胞龕　/ 168

20.6　結論　/ 169

致謝　/ 170

深入閱讀　/ 170

第21章　幹細胞與心臟再生　/ 171

21.1　引言　/ 171

21.2　招募循環幹細胞儲備　/ 171

21.3　難以捉摸的心臟幹細胞　/ 173

21.4　再生概念的發展　/ 174

深入閱讀　/ 175

第22章　胚腎中的細胞譜系和幹細胞　/ 176

22.1　腎臟發育解剖學　/ 176

22.2　控制早期腎臟發育的基因　/ 178

22.3　建立額外的細胞譜系　/ 181

22.4　什麼是腎幹細胞？　/ 184

致謝　/ 185

深入閱讀　/ 185

第23章　成體肝臟幹細胞　/ 186

23.1　哺乳動物肝臟的組織結構及功能　/ 186

23.2　肝臟幹細胞　/ 187

深入閱讀　/ 196

第24章　胰腺幹細胞　/ 197

24.1　簡介　/ 197

24.2　幹細胞和前體細胞的定義　/ 197

24.3　胰腺前體細胞在胚胎時期形成　/ 198

24.4　成熟胰腺祖細胞　/ 199

24.5　誘導其他組織產生胰腺組織表型　/ 202

24.6　體外研究　/ 203

24.7　總結　/ 203

深入閱讀　/ 204

第25章　消化道幹細胞　/ 205

25.1　引言　/ 205

25.2　胃腸道黏膜的多能性　/ 206

25.3　上皮細胞譜系起源於普通的前體細胞　/ 206

25.4　單個腸道幹細胞再生出包括所有上皮細胞譜系的整個隱窩　/ 207

25.5　聚集嵌合體小鼠顯示腸道隱窩是克隆群　/ 207

25.6　幹細胞中體細胞突變揭示幹細胞的譜系和克隆的連續性　/ 208

25.7　人腸隱窩含有來自單一幹細胞的多種上皮細胞譜系　/ 210

25.8　骨髓幹細胞對腸道損傷後的重建作用　/ 211

25.9　胃腸道幹細胞占據了固有層中被ISEMF占據的微環境　/ 213

25.10　多重分子調控胃腸道發育、增殖和分化　/ 215

25.11　WNT/β-catenin信號轉導通路控制腸幹細胞的功能　/ 215

25.12　轉錄因子決定腸區域的特異性和腸幹細胞的命運　/ 217

25.13　幹細胞群落產生胃腸道腫瘤　/ 219

25.14　總結　/ 221

深入閱讀　/ 222

第四部分　方法

第26章　誘導性多能幹細胞　/ 224

26.1　iPS細胞系的建立　/ 224

26.2　誘導iPS細胞產生的分子機制　/ 227

26.3　疾病本體論與藥物篩選的概述　/ 228

26.4　iPS細胞庫　/ 228

26.5　醫用相關的安全因素　/ 229

26.6　醫學套用　/ 229

26.7　細胞直接重編程　/ 229

26.8　結語　/ 230

深入閱讀　/ 230

第27章　胚胎幹細胞：來源和特性　/ 231

27.1　胚胎幹細胞的來源　/ 231

27.2　胚胎幹細胞的培養　/ 233

27.3　胚胎幹細胞的發展前景　/ 235

27.4　結論　/ 237

深入閱讀　/ 238

第28章　小鼠胚胎幹細胞的分離和維持　/ 239

28.1　引言　/ 239

28.2　胚胎幹細胞的維持　/ 239

28.3　培養基　/ 240

28.4　血清　/ 240

28.5　用於檢測培養條件的集落形成實驗　/ 241

28.6　胚胎幹細胞傳代培養　/ 242

28.7　新胚胎幹細胞系的分離　/ 242

28.8　胚胎幹細胞的分離方法　/ 243

28.9　小結　/ 244

深入閱讀　/ 244

第29章　人胚胎幹細胞產生及維持的方法——具體方案及替代方案　/ 245

29.1　引言　/ 245

29.2　建立實驗室　/ 246

29.3　試劑的準備與篩選　/ 247

29.4　機械法對hES細胞集落進行傳代　/ 251

29.5　hES細胞的產生　/ 253

29.6　建立的hES細胞培養物的維持　/ 256

29.7　hES細胞的凍存　/ 259

29.8　hES細胞的解凍　/ 261

29.9　hES細胞的質控　/ 262

深入閱讀　/ 262

第30章　人胚胎生殖細胞的產生與分化　/ 263

30.1　引言　/ 263

30.2　人胚胎生殖細胞的產生　/ 265

30.3　EB來源的細胞　/ 270

深入閱讀　/ 273

第31章　基因組重編程　/ 274

31.1　引言　/ 274

31.2　生殖細胞中的基因組重編程　/ 274

31.3　體細胞核重編程　/ 278

31.4　結論　/ 279

深入閱讀　/ 280

第五部分　套用

第32章　神經幹細胞在神經退行性疾病方面的治療套用　/ 282

32.1　引言　/ 282

32.2　神經幹細胞的定義　/ 283

32.3　神經幹細胞在治療疾病方面的潛能　/ 284

32.4　神經幹細胞基因療法　/ 287

32.5　神經幹細胞替代療法　/ 287

32.6　神經幹細胞全面性細胞替代療法　/ 289

32.7　在修復功能失調的神經元中神經幹細胞所發揮的內在作用　/ 291

32.8　神經幹細胞將多種治療方法聯繫在一起　/ 293

32.9　總結　/ 294

深入閱讀　/ 296

第33章　成體祖細胞可成為糖尿病潛在的治療方法　/ 297

33.1　β細胞的替代療法治療糖尿病的重要性以及胰島素-生成細胞的短缺　/ 297

33.2　成體乾-祖細胞可成為胰島素-生成細胞的一種潛在來源　/ 297

33.3　β細胞、幹細胞及祖細胞的定義　/ 298

33.4　新的β細胞的生成貫穿成體的一生　/ 298

33.5　什麼是成體胰島新生的細胞來源　/ 298

33.6　非胰島細胞向胰島細胞轉分化　/ 300

33.7　胰腺腺泡細胞的轉分化　/ 301

33.8　骨髓細胞作為胰島素-生成細胞的來源　/ 301

33.9　肝臟細胞作為胰島素-生成細胞的來源　/ 301

33.10　工程學改造其他非β細胞以產生胰島素　/ 301

33.11　通過組成性分泌而非可調節分泌來遞送胰島素的嘗試　/ 302

33.12　小結　/ 302

深入閱讀　/ 302

第34章　燒傷與皮膚潰瘍　/ 303

34.1　引言　/ 303

34.2　燒傷與皮膚潰瘍　/ 303

34.3　表皮幹細胞　/ 303

34.4　幹細胞在燒傷及皮膚潰瘍中的套用　/ 305

34.5　近期和未來的發展　/ 307

致謝　/ 310

深入閱讀　/ 310

第35章　幹細胞與心臟疾病　/ 311

35.1　心臟——自我更新的器官　/ 311

35.2　心臟幹細胞在心臟中的分布　/ 312

35.3　非固有的原始細胞對心肌損傷的修復　/ 313

35.4　固有的原始細胞修復心肌損傷　/ 315

35.5　人類心肌再生　/ 316

深入閱讀　/ 317

第36章　肌營養不良症的幹細胞治療　/ 318

36.1　引言　/ 318

36.2　成肌細胞移植——過去的失敗案例和新的希望　/ 319

36.3　非傳統意義的肌源性祖細胞　/ 320

36.4　多能幹細胞用於未來的細胞治療　/ 324

36.5　對未來的展望　/ 325

致謝　/ 325

深入閱讀　/ 325

第37章　肝實質來源的幹細胞治療肝臟疾病　/ 326

37.1　引言　/ 326

37.2　研究背景　/ 327

37.3　移植後肝細胞的整合　/ 328

37.4　肝細胞的臨床移植　/ 329

37.5　肝細胞橋樑　/ 329

37.6　肝細胞移植在急性肝衰竭患者中的套用　/ 330

37.7　肝細胞移植治療代謝類肝疾病　/ 331

37.8　肝細胞移植的新套用、面臨的挑戰和未來的方向　/ 333

37.9　結論　/ 336

深入閱讀　/ 337

第38章　幹細胞在整形外科中的套用　/ 338

38.1　引言　/ 338

38.2　骨　/ 339

38.3　軟骨　/ 340

38.4　半月板　/ 342

38.5　韌帶和肌腱　/ 343

38.6　脊椎　/ 345

38.7　總結　/ 346

深入閱讀　/ 346

第39章　胚胎幹細胞在組織工程中的套用　/ 347

39.1　引言　/ 347

39.2　組織工程的原理及視角　/ 347

39.3　ES細胞套用於組織工程的限制及障礙　/ 351

39.4　結論　/ 353

深入閱讀　/ 353

第六部分　規則與倫理

第40章　道德考量　/ 356

40.1　引言　/ 356

40.2　毀壞人類胚胎在道德上被允許嗎？　/ 356

40.3　我們是否應該延緩hES細胞研究？　/ 357

40.4　我們能否從他人對胚胎的破壞中獲益？　/ 357

40.5　我們能否為了破壞一個胚胎而創造它？　/ 358

40.6　我們應該複製人類胚胎嗎？　/ 359

40.7　應當用怎樣的倫理準則管理hES細胞和治療性克隆研究？　/ 360

40.8　總結　/ 361

深入閱讀　/ 362

第41章　FDA監管過程概況　/ 363

41.1　本章概述　/ 363

41.2　FDA的立法歷史　/ 363

41.3　法律、法規和指導　/ 364

41.4　FDA組織和司法問題　/ 365

41.5　批准機制和臨床研究　/ 367

41.6　行業、專業組和生產者與FDA的協同會議　/ 368

41.7　特別重要的規則和指南　/ 368

41.8　FDA發展項目標準　/ 374

41.9　諮詢委員會會議　/ 375

41.10　FDA研究和評價路徑科學　/ 376

41.11　其他交流合作　/ 377

41.12　結論　/ 378

深入閱讀　/ 378

第42章　無關好奇，只為治癒——民眾推動幹細胞研究取得進步　/ 381

42.1　選擇生活　/ 381

42.2　判斷的尺度　/ 382

42.3　個人的承諾促進發展　/ 382

42.4　用希望對抗炒作　/ 383

42.5　賦予生命力　/ 384

42.6　民眾推動進步　/ 384

42.7　為所有人提供更好的健康　/ 385

辭彙表　/ 387

索引　/ 405

作者簡介

蘭薩博士，阿斯特拉斯（Astellas）全球再生醫學負責人，阿斯特拉斯再生醫學研究所首席科學官，維克森林大學（Wake Forest University ）醫學院兼職教授。他發表了數百篇論文（含發明專利），撰寫了30多部科學作品。其中《組織工程原理》（Principles of Tissue Engineering）被公認為該領域的重要參考書。《同一個世界:人類物種在21世紀的健康與生存》( The Health & Survival of the Human Species in the 21st Century，前總統吉米·卡特作序)，《幹細胞手冊》（Handbook of Stem Cells）和《幹細胞生物學基礎》（Essentials of Stem Cell Biology），被公認是幹細胞研究方面的重要論著。

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