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长在人身上的器官 , 几乎都不可复得 , 失去便失去了 。 这主要是因为人类细胞高度分化后其多能性丧失 。
而干细胞(stem cell)是人体中具有增殖和分化能力的一类多潜能细胞 , 在一定条件下 , 可以从单一细胞分化为多种不同细胞 , 让组织、器官的再生修复成为可能 。
如今 , 先进的组织模型、染色及显微技术 , 让神秘的干细胞创建了一些最迷人的图像 。 在这里 , 我们搜集了一些美丽的干细胞图像 , 让您从更微观的层面来了解不同组织、器官系统分化起源的窗口 。
一起来欣赏吧!
01
超越胚胎
即使在发育停止后 , 组织仍然需要定期维护 。 这就是“成人干细胞”的工作 。 这些细胞静静地坐在器官的角落和缝隙中 , 等待信号开始分裂和分化 。
02
胚胎干细胞
人类胚胎干细胞 (hESC) 集落在微流体装置的腔室内均匀暴露于 50 ng/ml BMP4 。 菌落自组织成不同细胞命运的放射状模式 。 该图像是由四张图片拼接而成的最大强度投影 , 以20倍放大率成像 。
03
肠道干细胞
小肠上皮是哺乳动物自我更新最快的组织 。 每个绒毛的底部是一个狭窄的管状结构 , 称为隐窝(橙色) , 多能干细胞驻留在其中 。 这些细胞每天分裂 , 将后代送上隐窝和绒毛 , 以取代因食物而不断脱落的细胞 。
04
对抗秃顶
人类头皮每天脱落约50-100根头发 。 那么是什么让你不秃顶呢?当然是干细胞 。 在毛囊的底部 , 一群干细胞包裹在毛囊周围 , 形成一个称为“凸起”的隔室 。 与肠道干细胞一样 , 这些膨出干细胞具有高增殖能力和多能性 。 在移植中 , 这些细胞不仅可以再生脱发 , 还可以再生皮脂腺和表皮 。
05
培育头发
迄今为止 , 很难从培养的细胞中产生新的毛囊 , 这将有助于测试药物或为烧伤患者重建毛茸茸的皮肤 。 这是使用一种新的培养技术产生的实验室生长的小鼠毛发的首批图像之一 , 该技术从干细胞中共同诱导两个胚胎组织层 , 外胚层和中胚层 。 在这个 3D 培养系统中 , 外胚层(红色)与中胚层(此处未显示)相互作用 , 产生囊状结构 , 由多种组织良好的皮肤细胞类型组成 , 称为皮肤类器官 。
06
毛囊再生
哺乳动物毛发在活跃生长阶段(“生长期”)和静止阶段(“休止期”)之间不断循环 。 在生长期 , 膨出的干细胞迅速分裂并促进头发的生长(人类每月增加约1厘米) 。 然后 , 当干细胞停止分裂并且生长停止时 , 毛囊会转变为静止期 。
07
神经元干细胞
几十年来 , 研究人员认为神经元的产生在生命早期就停止了 , 从而使成年大脑的神经元数量有限 。 具有自我更新能力和多能性神经干细胞的发现从根本上改变了这一观点 , 现在人们普遍认为新神经元的诞生会持续到整个成年期 。 成人神经发生发生在两个主要位置:嗅球和海马的中央部分 , 称为树状回 。
08
神经干细胞
在海马体中 , 神经干细胞(绿色)位于其后代颗粒神经元(红色)下方的一层 。 当被外在刺激激活时 , 它们进入有丝分裂并产生神经元祖细胞 , 最终成熟为神经元并迁移到上层 。 海马体中神经干细胞的数量随着时间的推移而减少 , 这可能导致与衰老相关的认知障碍 。 一种假设是 , 经过一系列快速分裂后 , 这些神经干细胞通过转化为星形胶质细胞而消失 。
09
神经元管道
当在体外与生长因子一起培养时 , 神经干细胞可以产生神经元(红色)以及支持它们的细胞——星形胶质细胞(绿色)和少突胶质细胞 。 在培养中 , 神经干细胞聚集成球状簇 , 称为神经球(左下) 。 神经球具有重要的治疗意义 , 因为它们有可能再生和替换在创伤性脑损伤和神经退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病和多发性硬化症)中丢失的神经元 。
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