胚胎干细胞是全能干细胞还是多能干细胞?

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疑难问题:浙科版选修3《现代生物科技》P42页有“内细胞团的细胞为胚胎,是一种末分化的细胞,具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官”
这里所说的胚胎干细胞具有发育的全能性,而浙科版必修1明确指出胚胎干细胞是是多能干细胞,那么胚胎干细胞是全能干细胞还是多能干细胞?
胚胎干细胞(embryonic stem cell,简称ES。)胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。所以教材上说是具有发育全能性。
实际上,只有受精卵和早期卵裂球细胞具有发育为完整个体的能力,是全能干细胞。当胚胎发育到囊胚时,其干细胞具有分化为各种细胞类型的能力,是多能干细胞。胚胎干细胞的发育全能性指胚胎干细胞具有多能性,在解除分化抑制的条件下能参与包括生殖腺在内的各种组织的发育潜力,但无法独自发育成一个个体。它可以发育成为外胚层、中胚层及内胚层三种胚层的细胞组织。
我们这里理解的发育全能性是可分化成三胚层的任意细胞,而多种潜能细胞则只能分化成为有限的几种细胞。据科学家研究,人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。
据科学家研究成果,ES细胞的全能性主要体现在以下几方面:
①形成畸胎瘤。将ES细胞注入同源动物皮下可形成畸胎瘤,包括三个胚层细胞;
②形成类胚体。培养ES细胞在非粘附底物中悬浮生长,或控制增殖细胞数目。能够使之生成类胚体,它是一个与畸胎瘤相似的多种系混杂的集合体、具有三个胚层组织;
③直系分化。通过控制ES细胞生长环境,或遗传操纵特定基因表达,ES
细胞可直接分化成某特定种系细胞,例如将神经决定基因NeuroD2和NeuroD3转入ES细胞,可使之分化为神经细胞;
④形成嵌合体。将ES细胞注射到同种动物囊胚腔中后,可以形成嵌合体(chimera),ES细胞可以参与嵌合体各个器官包括生殖腺的发育。这是检验一个细胞系是否为ES细胞的标准。
1981年Evans和Kaufrnan及Martin首次由小鼠中分离得到鼠的胚胎干细胞。
至今已分离得到的胚胎干细胞物种有:金黄地鼠(1988)、貂(1993)、猪(1994,1997)、鸡(1996)、恒河猴(1995)、绒猴(1996)。