活细胞就是干细胞？

sunsong7

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Douglas A. Melton博士和Chad Cowen博士在Essentials of Stem Cell Biology中讨论干细胞定义时认为“a working definition of a stem cell is a clonal, self-renewing entity that is multipotent and thus can generate several differentiated cell types. Admittedly, this definition is not applicable in all instances and is best used as a guide to help describe cellular attributes.”（具有实际意义的干细胞定义是一种无性繁殖的自我更新体，它有多潜能性并能够形成数种分化的细胞类型。必须承认，这个定义不是在所有情况下都是能够被接受的，但这是帮助描述细胞属性的最佳方式。）( @, A( a5 ^- w  z

6 x. b* c4 J. Q9 k; ]# \3 n1 k这和老狼界定“活细胞就是干细胞”的意思并不矛盾：死细胞是不可逆地丧失了复制能力的细胞，反过来，活细胞就是在合适条件下能够增殖的细胞（dying cells have irreversibly lost their capability of growth and multiplication，In contrast, viable cells have the ability to proliferate in suitable conditions .）。
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根据细胞的 定义“能进行独立繁殖的有膜包围的生物体的基本结构和功能单位。一般由质膜、细胞质和核（或拟核）构成，是生命活动的基本单位。”准确地讲，成熟的红细胞不具备完整的细胞结构，根本称不上为细胞，叫做“红血球”更为合适。0 e& A* w: i& h. ]% y! i7 y* t
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神经细胞、心肌细胞等高度分化的终末细胞，仍具备完整的细胞结构并进行“新陈代谢”，至于它们能不能被称为“死细胞”，关键在于其细胞分裂功能的丧失是不是“可逆的”，如果将来有一天发现这些细胞“在合适的条件下”仍然具有增殖能力，不妨再为这些“植物人”细胞其正名。人们对“死亡”的认识需要一个过程，过去习惯上把呼吸、心脏功能的永久性停止作为人死亡标志，目前“脑死亡”的概念逐渐被人们所接受。
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a86856635

末端分化的细胞算干细胞吗

belovedF

干细胞的特征
. Q0 t1 m# v! }- f看了这个链接，或许对干细胞的理解更容易。活细胞并不一定可以多向性的分化，有一部活细胞只能分化为与它一样的细胞，而干细胞具有不定性。所以干细胞是活细胞，活细胞不一定是干细胞。

laputave

4 V' Q0 B+ @/ H& i/ Z0 k, Z
: c. j4 E/ A0 `8 F
也来凑凑热闹。。哈哈
6 y# p8 T6 x+ K$ b1 D  T" Y! Y( z. z6 p—————————————————一以下个人见解，十分有限，大家见笑———————————————————————————6 w' Q& H6 l1 X% w, _

) }) Q9 U; E) c4 I$ u首先，灰常同意也行哥的观点，干细胞的概念既要有形态上直观的描述，也要有分子水平本质上的阐明。% |$ A$ `/ y0 C- M, Q# G
其次，关于老狼对“活细胞既是干细胞”这一结论的推理过程，有以下几点
, W# d' n$ {5 J( f      1.可复制即可分裂，可分化即可不对称分裂，这两点毋庸置疑，不在赘述。
, Z8 e8 f4 a5 x6 G      2.活细胞可分为三类：a.终身可分裂的细胞 b.具有暂时脱离细胞分裂期进入G0期，并执行一定生物学功能的细胞 c.永久脱离分裂期，细胞形态和功能与分裂期相比发生剧烈改变的终末分化的细胞。如心肌细胞、神经细胞等类似的高度特化的细胞。“此间有一疑问，关于哺乳动物成熟的红细胞的归属问题，她是否还属于细胞的行列。。”
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1 J; E1 y/ z. Y6 q) h      3.在第2点的基础上，我认为这里可以总结，目前所认识的干细胞是a类细胞，至于现在比较火热的IPSCs则是由b类中的细胞在人工诱导下产生，这类情况在生物体内应该也有发生。而鉴于未见到关于诱导c类细胞进入的分裂期的报道，所以不敢武断的下结论。。
; r8 {& c# O1 _3 E8 ?0 w      4.老狼提到“因此所有活细胞都具有不对称分裂的潜能，就是说活细胞都是可分化的，都具有“可塑性”；”, H9 X" V, W) L1 X  z' s
这句话的结论我认为有些武断:是否所有活细胞都具有不对称分裂的潜能，这一点并没有强有力的实验证据来支持，至少目前我没了解到，还请各位指教；即使所有活细胞都具有该潜能，也只能说明所有活细胞都具有可分化的潜能【从时间维度上讲，潜能是一种滞后的不确定的显现】，而干细胞则是在当下时空关系下确定表现出可分化的能力的细胞。【嘿嘿，听上去有点在玩文字游戏的味道~~^^】
  d! {4 K9 a) j/ `5 Y: _# W& E+ O       因此“活细胞”是“干细胞”的必要不充分条件，而非充要条件。
1 f% A9 E+ b  H4 E$ Z# p9 t' F( @       那么，究竟干细胞的本质是什么，如何给干细胞下一个确定的定义，这一点还需要继续探索。。生命的奥秘是无穷的。。) a4 }8 S7 Z; B! L) B

sunsong7

. H$ X( t' p  P  }  D6 g2 i' N. `/ x5 ^6 n2 G
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7 Q; r& d8 \' a& E+ B+ C: @( `9 m
* J% W7 C, p, j( O% J. w' R- |$ U关于“活细胞就是干细胞”推论问题老狼从微生物学角度引入了“不可逆地丧失复制能力”“细胞死亡”的界定方式，下面将借鉴一下植物学中“分生组织细胞”概念来继续探讨终末细胞是否属于“活细胞”的问题。
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分生组织细胞（meristem cell）是植物体一定部位具有持续或周期性分裂能力的细胞。分裂所产生的细胞，一小部分仍保持高度分裂的能力，大部分则陆续长大并分化为具有一定形态特征和生理功能的细胞，构成植物体的其他各种组织，使器官得以生长或新生。植物的分生组织包括原分生组织、初生分生组织和次生分生组织，位于根、茎、叶、韧皮、木质部及其分枝顶端等部位。植物的“分生组织细胞”与动物的干细胞有些类似:0 L; ]# B2 `7 x: L8 ~" h" I
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原分生组织细胞：由来源于胚的、没有任何分化、始终保持分裂能力的胚性细胞，相当于动物的胚胎干细胞；
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, M. x4 A" j8 ]) Q' L) y1 h/ N初生分生组织细胞：由原分生组织衍生的细胞，形态上已出现了最初的分化，但仍具有很强的分裂能力；相当于动物的多潜能干细胞； # ^+ U3 v5 |) a' R

+ Z  o; X2 U1 e2 l次生分生组织细胞：由成熟组织细胞，经历生理上和形态上的变化，脱离原来的成熟状态（即脱分化），重新恢复细胞分裂能力而转变成的分生组织细胞。这种现象类似于自然发生的“重编程干细胞（iPS）；7 u0 u5 a3 M: W3 C

; s+ V" x3 E5 g' e+ w- m植物细胞具有全能性（totipotency）：植物体内的分生组织细胞及分化成熟细胞由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。可是它们的遗传潜力并没有丧失，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来，由单个细胞形成愈伤组织（callus）然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。因此，植物的每个细胞具备发育成完整植株的遗传能力，即在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。
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老狼以为“死细胞”就是不可逆地丧失了复制能力的细胞，反过来，“活细胞”就是在合适条件下能够增殖的细胞。关于终末细胞问题，前面已经说明由于成熟的红细胞不具备完整的细胞结构，准确地说不能称之为细胞，那么，神经细胞、心肌细胞等高度分化的终末细胞是否可归为“活细胞”，关键在于其细胞分离功能的丧失是否颈部“不可逆性（irreversible）”，或许只是目前人们尚未找到“合适的条件（suitable microenvironment）”令终末细胞增殖？        % w& Y$ w& V) f9 i  T

# `0 M; a  {8 C5 L/ D1902年，德国植物学家哈伯兰特预言植物体的任何一个细胞，都有长成完整个体的潜在能力，这种潜在能力就叫植物细胞的“全能性”。此后，经过科学家们50余年的不断试验，植物分化细胞的全能性才得到充分论证。
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" C  S& }' D% c( q/ Q人类胚胎干细胞的体外分离、纯化、培养、扩增仅仅只有十余年历史，具有完整细胞结构的终末细胞是否“可增殖”还有待时日进行验证。9 M6 x* W& g* O
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sunsong7

【扩展阅读】植物细胞全能性的验证：' v8 A: M2 L. ^
植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株。4 W3 X; b( @, r& K
1902年，德国植物学家HabeaHandt就指出，植物的体细胞含有母细胞的全部遗传信息，具有发育成完整植株个体的潜能。因而每个植物细胞都像胚胎一样，经离体培养能再生出完整植株。: C: T# i% g0 O+ I
以后许多科学家为证实这一论断做了不懈的努力。1958年，Steward等将高度分化的胡萝卜根的韧皮部组织细胞放在合适的培养基上培养，发现根细胞会失去分化细胞的结构特征，发生反复分裂，最终分化成具有根、茎、叶的完整的植株；1964年，Cuba和 Mabesbwari利用毛叶曼陀罗的花药培育出单倍体植株；1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子培养成了完整的单倍体植株；1970年Steward用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株。
  U( |* |+ f+ x& \- o3 x, E' ~8 @6 w$ T' b. E" V) Q1 o& z6 b* R: }
至此，植物分化细胞的全能性得到了充分论证，建立在此基础上的组织培养技术也得到了迅速发展。

marrowstem

       记得上个世纪八十年代，中国有个老教授提出“全息生物学”这样一个概念，也有相关的书籍和文章刊发，但一直没有多少人响应。后来在1997年，英国的体细胞克隆羊Dolly出来后，认为这是对“全息生物学”最好的一个佐证。据说老教授为此”含恨而死“。
" i$ W6 \, B/ e( h* L9 h" q       请sunsong7 兄谈谈你的”活细胞就是干细胞“与“全息生物学”有何区别或相关性。

marrowstem

植物细胞具有全能性这恐怕是一个不争的事实，而且一些低等的多细胞生物也表现为具有很强的再生能力，如把一条蚯蚓一切为二，很快就会发现，失去尾的一段可再生一个蚯蚓身体的下半部分出来，而切去头的部分则可再生一个头出来；其实即使把一条蚯蚓切成二十段，那么每一段也都能重构一个完整的有头有尾的个体出来，而如果把头段和尾段、或任意两段接合，则会长出躯体的其它缺失部分，表皮和内脏器官分毫不差。
' {- {/ ~0 J+ o. B4 R     而蚂蝗的再生能力则更显得神奇，即使把它碎尸万段，每一段都能重新长成一个完整个体。蚂蝗的生物学名词是水螅，它是自然界中最高再生能力的典范。生活中的水螅只对水蚤等生物具有威胁性，如果一个强有力的对手把它撕成碎片，碎尸万段的它能忠实地再生失去的部分，同时发育产生成千上万只水螅。实验证明，即使用消化酶把水螅消化分解成一个个单细胞，则每个细胞都能在最原始的条件下，完成一个完整个体的重建。若反复地纵切头部或以肿瘤促进物处理水螅，可产生多头的水螅。因此蚂蝗全身的每一个细胞都可被认为具有全能性。, @; y, ]" L+ ?9 s: t* u
    这些实验都是上个世纪前半叶所做的热门实验，也是人们最感兴趣的研究问题，而为什么高等哺乳动物却失去了这种再生能力，至今没有人能说得清，我想不是不感兴趣，而是我们对再生机制的不了解。对这个问题我想光在细胞水平研究还不行，而是要提高到组织水平来研究才会有线索可寻。

sunsong7

' G" D. B' W: {, t; q# E7 P3 E- }

a86856635 发表于 2011-5-15 07:32
4 Q0 r0 K/ @5 h& \8 r末端分化的细胞算干细胞吗

% j$ |+ _% N# N

2 \' y# V. L0 R首先我们先看一下细胞（cell）的定义：. K# m& Z7 ?# e$ {# C, D* Y4 |
Stephen R. Bolsover 和 Jeremy S. Hyams等在《细胞生物学》将细胞定义为“cell: fundamental unit of life. A membrane-bound collection of protein, nucleic acid, and other components that is capable of self-replication using simpler building blocks.（CELL BIOLOGY SECOND EDITION Published by John Wiley & Sons, Inc.,2004）”，（细胞是生命活动的基本单位，一个由膜包裹蛋白质、核酸以及其他部件的集合，具有利用更简单的行为模块进行自我复制的能力。）! ?# h) u+ |' Z$ b- B

7 U4 c4 S& a0 O# a" \/ g全国科学技术名词审定委员对细胞的定义是：“能进行独立繁殖的有膜包围的生物体的基本结构和功能单位。一般由质膜、细胞质和核（或拟核）构成，是生命活动的基本单位。（《中国科技术语》2009年 第4期）”
& [; F( A7 a4 a5 \2 F) E  D+ Z0 e; G# N, i+ O" A
学术界虽然对细胞并没有统一的定义，细胞的“可复制能力”或“可增殖能力”应该是一个必要因素。' _+ T( {) z" T0 F

9 y7 i) w3 A. D- _终末细胞一般具有细胞的基本结构（红血球、血小板等除外），但是准确地说，如果终末细胞不能进行“复制”或“增殖”还不能被定义为“细胞”，也谈不上是“活细胞”或干细胞。 换句话，如果终末细胞在合适条件下能够增殖，说明也具有分化潜能，就可被称为“干细胞”。
' \9 ^- s6 Q2 O+ ]+ i0 x# l/ e6 m8 H/ S6 b) W1 K+ O3 ?
不过现阶段人类对终末细胞丧失增殖能力机制的认识还不清楚，不排除某些终末细胞在“合适条件下”恢复增殖能力的可能性。

kittybruce

marrowstem 发表于 2011-5-15 20:04 ' d4 }$ G( s0 D) {1 [
植物细胞具有全能性这恐怕是一个不争的事实，而且一些低等的多细胞生物也表现为具有很强的再生能力，如把一 ...

% w$ K, h! }+ I# `曾经被忘了是哪个所发表的一项研究雷到，他们出发点是蝾螈肢体能再生而高级哺乳动物不能，一定是后者缺乏某种前者身上的物质，所以他们提取了蝾螈创面的蛋白进行分析，找出一种关键蛋白认为它就是组织再生的关键。其实蝾螈有的人身上都有，但通过演化，人身上多了太多蝾螈没有的东西，要找关键蛋白也应该是从阻止再生的机制入手。