简明干细胞生物学

北京协和医学院基础学院为研究生开设“干细胞”课程已历经数个年头了，我们积累了一定的教学与教材编写的经验。值此期间，我们翻译了数种国外有关的优秀专著，如美国冷泉港实验室出版社出版的、由著名干细胞生物学家DRMarshak,RLGardner和DGottlieb主编的“Stem Cell Biology”以及由Wiley公司出版的、由著名细胞培养专家英国格拉斯哥大学资深研究员RIFreshney以及GNStacy和JMAuerbach主编的“Culture of Human Stem Cell”。在此基础上，我们整理与编写了这本简明教材，并十分荣幸地交予化学工业出版社出版。
我们认定，学习《干细胞生物学》的莘莘学子已具备最基本的细胞生物学、生物化学和分子生物学以及解剖学、胚胎学和组织学等学科的知识，因此，本教材不再论述细胞生物学以及相关学科的基本概念及基础理论，而开宗明义，单刀直入，唯以干细胞为中心，介绍它们的生物学性质、操纵以及利用。因此，本书的对象是那些希望学习与掌握有关干细胞知识与技能的生物学与医学的硕士生、博士生、高年级大学生、生物医学工程人员和对实验室科学感兴趣、更想让干细胞转化为临床应用的医生们。为此，本教材具有以下几方面的特点：
① 知识的新颖性。干细胞生物学是当前生命科学中一支发展最为快速的学科。自1998年Thomson和Gearhart分别建立了2个人胚胎干细胞系始，至2006年Yamanaka等创建诱导多能干细胞（iPS cell)系，并于2012年获诺贝尔医学与生理学奖，人们对干细胞的研究如火如荼，至今方兴未艾。这种态势，在我们的这本教材中，得到一定程度的反映。
② 启发性。既然干细胞生物学是一门新兴学科，因此必然有不少难题未能解决，比如干细胞为什么可保持其不对称的分裂？微环境是怎样调控干细胞增殖与分化的？等等。为此，在我们的教材中不避讳并如实告知学生这些我们尚不全了解的内容。但我们或许会指出可能的研究方向与途径，我们这样做，旨在培养他们的独立思考能力，鼓励他们在科学道路上“敢登攀”。
③ 实践性。研究生教育很重要的一个方面是培养他们的动手能力，因此，在我们的这本教材中，有几章节专门介绍干细胞培养的技术，如胚胎干细胞的培养、iPS细胞的建系、干细胞的诱导分化实验，等等。我们认为，一个有作为的科研教学人才，必须手脑并用，缺一不成才，缺一难有作为。
最后，我们在前面谈过，国外已有不少优秀专著，也有不少好教材，但国内似乎未见较为普遍适用于大多数院校的干细胞教材，“嘤其鸣矣，求其友声”，我们不揣浅陋，以此内容付梓，诚望得到试用者的评估与指正，旨在力求本教材能纠正错误，补充不足，以求日臻完美，为我国干细胞研究的发展尽绵薄之力。

 章静波 刘星霞
 于北京协和医学院
  2014年9月

章静波，中国医学科学院基础医学研究所，教授、博导，作为课题负责人，曾申请到“八五”国家医学科技攻关项目一项，以及国家自然科学、卫生部和北京市科技基金数项，参加973课题一项。迄今在国内外发表论文80余篇。获国家自然科学进步奖以及卫生部科学技术进步奖数项。

本书为协和医学院研究生教学用书。全书以干细胞为中心，介绍其生物学性质、操纵以及利用。本书编写过程中强调知识的新颖性、启发性和实践性，具体体现在
  书中反映了当前生命科学中这支发展最为快速的学科——干细胞生物学的研究成果。
  书中如实告知了干细胞为什么可保持其不对称的分裂、微环境是怎样调控干细胞增殖与分化的等尚未解决的难题。
  本书有几章专门介绍干细胞培养的技术，如胚胎干细胞的培养、iPS细胞的建系、干细胞的诱导分化实验等。
  本书可作为生物学、医学基础等专业的本科或研究生教材，可供希望学习与掌握有关干细胞知识与技能的生物学与医学的硕士生、博士生、高年级大学生、生物医学工程人员以及对实验室科学感兴趣、更想让干细胞转化为临床应用的医生们参阅。

第一章绪论/ 1
第一节干细胞的研究历史2
第二节干细胞的概念及分类4
第三节干细胞生物学的研究内容7
第四节干细胞研究的意义14
第二章胚胎干细胞/ 19
第一节胚胎干细胞的概念及分离建系19
第二节胚胎干细胞的生物学特性21
第三节胚胎干细胞的自我更新25
第四节胚胎干细胞的定向分化28
第五节胚胎干细胞的应用前景31
第六节胚胎干细胞引起的伦理学的争议33
第三章诱导多能干细胞/ 37
第一节诱导多能干细胞的概念及研究过程37
第二节诱导多能干细胞的制备40
第三节诱导多能干细胞的生物学特征45
第四节诱导多能干细胞的应用前景及展望46
第四章 成体干细胞/ 50
第一节成体干细胞的概念及研究历史50
第二节成体干细胞与胚胎干细胞的比较51
第三节成体干细胞的可塑性及机制53
第四节成体干细胞的应用57
第五章间充质干细胞/ 61
第一节不同组织来源的间充质干细胞61
第二节间充质干细胞的分离及表面标志63
第三节间充质干细胞的生物学特性65
第四节间充质干细胞的免疫学特性66
第五节间充质干细胞的应用69
第六章造血干细胞/ 75
第一节造血干细胞的概念与造血发生75
第二节造血干细胞的生物学特性77
第三节造血干细胞的调控83
第四节造血干细胞的归巢和动员87
第五节造血干细胞的可塑性89
第六节造血干细胞的研究技术90
第七节造血干细胞的临床应用96
第七章神经干细胞/ 101
第一节神经干细胞的概念及来源102
第二节神经干细胞的分离与鉴定104
第三节神经干细胞的分化106
第四节神经干细胞的研究现状与临床应用107
第八章表皮干细胞/ 112
第一节表皮干细胞的特征113
第二节表皮干细胞的蛋白质表达115
第三节表皮干细胞的分离与鉴定116
第四节表皮干细胞的分化调控118
第五节表皮干细胞的应用前景119
第九章肌肉干细胞/ 121
第一节三类肌肉细胞概述121
第二节肌肉干细胞的生物学特性123
第三节肌肉干细胞的增殖与分化调控124
第四节体外培养的不同类型肌肉细胞的鉴定125
第十章 脂肪干细胞/ 129
第一节脂肪干细胞的生物学特性和多系分化能力130
第二节脂肪干细胞的分离、培养与鉴定132
第三节脂肪干细胞的应用前景134
第十一章肝脏干细胞和胰腺干细胞/ 137
第一节肝脏干细胞137
第二节胰腺干细胞141
第十二章肠黏膜干细胞/ 150
第一节肠黏膜干细胞的概念150
第二节小肠黏膜干细胞的分离与鉴定152
第三节小肠黏膜干细胞的分化153
第四节肠黏膜干细胞的研究及其应用154
第十三章干细胞因子/ 157
第一节干细胞因子的基因、结构及其性质157
第二节干细胞因子及其受体介导的细胞内信号转导159
第三节干细胞因子的临床应用162
第十四章肿瘤干细胞/ 165
第一节肿瘤干细胞的特征166
第二节肿瘤干细胞与肿瘤的发生168
第三节肿瘤干细胞的信号通路170
第四节肿瘤干细胞与肿瘤耐药170
第五节肿瘤干细胞的分离培养与鉴定171
第六节干细胞与肿瘤干细胞的关系174
第七节肿瘤干细胞研究的意义与展望176
第十五章干细胞与再生医学/ 179
第一节再生医学的概念与研究概况180
第二节干细胞与再生医学的发展动向181
第十六章干细胞研究的相关实验技术/ 188
第一节干细胞培养的基本技术与方法188
第二节各类干细胞的分离、培养与鉴定189
第十七章干细胞研究的前景及面临的问题/ 195
第一节干细胞研究的现状195
第二节干细胞研究的前景202
第三节干细胞研究面临的问题205
附录/ 208
一、常用培养基及基本特性208
二、常用网站一览209
三、中英文专业名词对译表210