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第一章 绪论1

第一节 干细胞与再生医学概述1

一、干细胞与再生医学概念1

二、干细胞与再生医学在生命科学中的地位2

三、干细胞与再生医学的关键技术与机制研究2

第二节 干细胞与再生医学发展简史2

第三节 再生的一般机制3

一、再生发生于机体的水平3

二、组织水平的再生机制4

三、变形再生与新建再生14

四、再生与纤维化的进化意义14

第四节 再生医学的应用策略14

一、细胞移植15

二、生物化人工组织16

三、原位再生的诱导17

小结19

第二章 干细胞与再生医学20

第一节 干细胞概述20

一、干细胞的定义20

二、干细胞的分类20

三、干细胞的生物学特性21

四、干细胞的应用前景22

第二节 胚胎干细胞23

一、胚胎干细胞具有两大特征23

二、胚胎干细胞的类型24

三、胚胎干细胞的生物学特性26

四、胚胎干细胞的分离和扩增28

五、胚胎干细胞的体外定向分化28

六、胚胎干细胞的应用32

第三节 诱导多能干细胞34

一、诱导多能干细胞系的建立及鉴定35

二、诱导多能干细胞的研究方法36

三、利用疾病诱导多能干细胞系模拟和研究重大疾病38

四、诱导多能干细胞研究面临的挑战和应用前景40

第四节 成体干细胞41

一、成体干细胞研究与发展41

二、成体干细胞的生物学特性42

三、成体干细胞多分化潜能的机制43

四、成体干细胞的应用前景43

五、衰老对成体干细胞的影响48

第五节 间充质干细胞51

一、间充质干细胞的定义52

二、间充质干细胞的分离培养和分化52

三、间充质干细胞的分化机制52

四、间充质干细胞诱导分化的实验方法53

五、几种常见的间充质干细胞54

六、间充质干细胞的临床应用56

小结57

第三章 皮肤组织干细胞与再生医学59

第一节 皮肤的组织结构59

第二节 皮肤干细胞61

一、表皮干细胞62

二、真皮干细胞62

三、毛囊干细胞63

四、汗腺干细胞63

第三节 皮肤干细胞与再生医学64

一、不同来源的干细胞在细胞治疗中的应用65

二、在组织工程以及基因治疗中的应用68

小结69

第四章 视网膜及角膜组织干细胞与再生医学70

第一节 视网膜及角膜的发育和组织结构70

一、视网膜的发生与发育71

二、调控视网膜发生与发育的重要因子71

三、发育成熟视网膜的组织结构73

四、基于发育与结构的视网膜再生的基础75

五、角膜的胚胎发育和组织结构与再生医学77

第二节 视网膜干细胞和视网膜前体细胞79

一、视网膜干细胞79

二、视网膜前体细胞80

第三节 视网膜干细胞与再生医学81

一、视网膜干细胞与视网膜再生81

二、转分化与视网膜再生82

三、MicroRNAs对视网膜干细胞前体细胞的调控及对视网膜再生的影响84

四、利用其他干细胞实现视网膜再生85

五、细胞移植治疗视网膜疾病进展90

第四节 角膜干细胞92

一、角膜缘干细胞92

二、角膜基质干细胞94

三、角膜内皮细胞94

第五节 角膜干细胞与再生医学94

一、基于自身组织的角膜再生95

二、基于自然材料联合细胞的角膜再生治疗96

三、干细胞治疗角膜疾病96

四、基于生物材料的角膜细胞再生97

小结98

第五章 肺组织干祖细胞与再生医学99

第一节 肺发育与分子调节机制99

一、肺的发育99

二、肺发育的调控机制100

第二节 肺组织干祖细胞102

一、常见的肺组织干细胞103

二、肺组织干细胞在肺疾病中的作用108

三、调控肺组织干细胞生物学特性的重要分子110

四、调控肺组织干细胞生物学特性的重要信号通路112

第三节 肺组织修复与再生113

一、肺外干祖细胞参与修复肺组织损伤113

二、肺内干祖细胞参与修复肺组织损伤114

三、药物对损伤肺组织修复与再生的影响116

四、生物人工肺替代治疗修复肺功能118

小结118

第六章 肠管和肝脏及胰腺干细胞与再生医学119

第一节 肠干细胞119

一、肠管的组织结构119

二、肠绒毛的再生120

三、横断肠的再生121

第二节 食管与肠管的再生医学122

一、食管再生122

二、肠管再生122

第三节 肝脏干细胞124

一、肝脏结构与功能124

二、肝脏通过代偿性增生进行再生125

三、肝干细胞129

四、干细胞与损伤诱导的再生130

五、肝细胞大小与再生潜力的异质性131

第四节 肝脏的再生医学131

一、肝细胞移植132

二、体外肝脏辅助装置134

第五节 胰腺干细胞与再生医学135

一、胰腺的形态和结构135

二、胰腺发育136

三、胰腺发育调节136

四、胰腺干细胞138

五、生理和病理生理过程中β细胞的再生138

第六节 胰岛的再生医学140

小结141

第七章 中枢神经组织干细胞与再生医学142

第一节 中枢神经发育与组织结构142

一、中枢神经系统的发育来源142

二、中胚层对神经系统发育和分化的影响143

三、神经管前－后轴的模式化144

四、神经板背-腹轴模式化146

第二节 中枢神经干细胞148

一、神经干细胞148

二、神经干细胞自我更新和分化的调控机制151

三、神经元的分化和成熟154

四、轴突生长与突触的形成157

第三节 中枢神经干细胞与再生医学157

一、成体神经干细胞的起源158

二、成体神经干细胞与神经再生158

三、新皮层的扩增和外层脑室下区159

四、成体神经干细胞的功能160

五、神经干细胞在神经系统疾病治疗中的应用160

六、问题与展望163

小结163

第八章 周围神经组织干细胞与再生医学165

第一节 周围神经发育及组织结构165

一、周围神经组织解剖166

二、周围神经的生理167

第二节 周围神经干细胞168

一、神经干细胞的概念168

二、神经干细胞的分类168

三、神经嵴与神经嵴干细胞168

第三节 周围神经干细胞与再生医学180

一、神经嵴干细胞的治疗应用180

二、影响神经干细胞在再生医学中应用的相关因素181

三、神经嵴干细胞与组织工程182

小结183

第九章 骨和软骨干细胞与再生医学184

第一节 骨和软骨组织的构成及功能184

一、骨组织的结构184

二、软骨的组织学结构、细胞和基质成分186

第二节 骨与软骨的生长发育及其细胞与分子机制188

一、骨生长和发育与重建188

二、软骨细胞分化及其分子调控机制194

三、骨和软骨损伤及疾病的再生生物学195

第三节 骨与软骨组织的再生医学198

一、骨与软骨损伤及再生修复的动物模型198

二、骨和软骨疾病与损伤修复的主要再生医学策略和技术199

小结203

第十章 肌和肌腱组织干细胞与再生医学205

第一节 肌、肌腱的结构和功能205

一、肌肉分类和功能205

二、骨骼肌的结构与功能205

三、肌腱的结构与功能208

第二节 肌和肌腱干细胞209

一、肌和肌腱干细胞的发现209

二、卫星细胞209

三、卫星细胞增殖和分化209

四、卫星细胞的调控210

五、具有肌肉分化潜能的其他成体干细胞211

六、血管内具有肌肉分化潜能的成体干细胞212

第三节 肌和肌腱组织干细胞与再生医学212

一、肌肉病变模型212

二、肌肉退行性疾病——肌营养不良212

三、生物化人工肌肉214

小结215

第十一章 造血干细胞与再生医学217

第一节 造血组织结构与功能217

一、骨髓造血组织结构与功能217

二、髓外造血组织结构与功能221

第二节 造血干细胞222

一、造血干细胞的鉴定222

二、造血干细胞的发生和转移223

三、造血干细胞自我更新能力和多系分化潜能223

四、造血干细胞的命运决定224

五、造血干细胞的调控225

第三节 造血干细胞与再生医学230

一、造血干细胞移植历史230

二、移植用造血干细胞来源231

三、造血干细胞移植的骨髓微环境结构基础231

四、造血干细胞移植的主要步骤232

五、造血干细胞移植的医学应用233

小结234

第十二章 血管和心脏组织干细胞与再生医学235

第一节 血管和心脏发育与组织结构235

一、血管发育与组织结构235

二、心脏发育与组织结构239

第二节 血管和心脏干细胞242

一、血管干细胞242

二、心脏干细胞243

三、可用于细胞治疗的种子细胞244

第三节 血管和心脏的再生医学248

一、血管疾病的再生治疗248

二、心肌梗死的细胞移植治疗249

三、慢性心功能衰竭的细胞移植治疗251

四、扩张型心肌病的细胞移植治疗251

五、瓣膜性心脏病的再生治疗252

六、周围血管疾病的细胞移植治疗252

小结253

第十三章 肾脏干细胞与再生医学254

第一节 肾脏中的肾脏干细胞254

一、肾脏的结构254

二、骨髓干细胞与肾脏干细胞255

第二节 肾脏干细胞微龛256

第三节 肾脏再生的其他干细胞来源257

一、胚胎干细胞257

二、诱导性多能干细胞257

三、间充质干细胞258

第四节 由干细胞培育出的全新肾脏258

第五节 建立自体间充质干细胞来源的自体肾脏259

一、应用间充质干细胞和后续培养系统建立肾单位259

二、人造肾产尿功能260

三、其他肾脏功能的获得261

第六节 肾脏再生中微环境的特征及调控机制261

小结263

第十四章 生殖腺组织干细胞与再生医学264

第一节 生殖腺的发育与生殖细胞的发生264

一、生殖腺的发育264

二、精子的发生266

三、卵子的发生269

第二节 生殖干细胞271

一、精原干细胞271

二、卵巢生殖腺干细胞272

第三节 生殖腺干细胞与再生医学273

一、生殖腺的再生能力273

二、精原干细胞移植和不育症的治疗274

三、卵巢生殖腺干细胞和卵巢组织移植275

小结276

第十五章 牙源性干细胞与再生医学277

第一节 牙齿的发育278

一、牙釉质发育278

二、牙髓-牙本质复合体发育282

三、牙周膜－牙骨质复合体发育284

第二节 牙组织再生286

一、牙釉质再生286

二、牙髓－牙本质复合体再生287

三、牙周膜－牙骨质复合体再生288

四、生物牙根再生290

第三节 牙源性干细胞与神经再生293

一、牙源性干细胞与神经分化293

二、牙源性干细胞与骨髓间充质干细胞294

三、牙源性干细胞成神经分化及修复损伤神经组织机制295

小结295

第十六章 肢体再生的生物学基础和再生医学297

第一节 两栖动物的肢体再生297

第二节 哺乳动物的附肢再生298

一、兔耳的再生298

二、雄鹿的鹿茸再生298

三、胎鼠和人的指尖再生299

第三节 力学刺激与肢体再生的关系299

第四节 牵拉张力对细胞和组织内基因表达变化的调控302

第五节 牵拉成骨过程中新骨的快速塑形与细胞凋亡的关系303

第六节 在牵拉成骨过程中促进骨的钙化的研究306

小结307

第十七章 乳腺组织干细胞与再生医学308

第一节 乳腺组织发育与结构308

一、乳腺组织发育特点308

二、乳腺组织结构312

第二节 乳腺干细胞313

一、乳腺干细胞的存在与起源314

二、乳腺干细胞的鉴定314

三、乳腺干细胞特性与再生316

四、乳腺干细胞微环境及其调控319

第三节 乳腺干细胞与再生医学321

一、乳腺正常组织学特征与再生322

二、乳腺干细胞与乳腺再生322

三、乳腺干细胞与乳腺再生及癌变323

四、乳腺再生医学与临床应用324

小结325

第十八章 羊膜和羊水来源干细胞与再生医学326

第一节 羊膜的发育及组织结构326

一、羊膜的发育326

二、羊膜的组织结构和功能327

三、羊膜的生物学特性和功能328

四、羊膜的免疫学特性329

第二节 羊水的生物学特性330

一、羊水的生物学330

二、羊水的来源330

三、羊水的吸收330

四、母体、胎儿和羊水间的液体平衡331

五、羊水量、细胞数量和性状及成分331

六、羊水的功能331

七、羊水中的细胞分类331

第三节 羊膜干细胞332

一、羊膜细胞的分离和培养332

二、羊膜间充质干细胞332

三、羊膜上皮细胞335

第四节 羊水干细胞337

一、羊水干细胞的获取337

二、羊水干细胞的细胞周期与细胞核型分析338

三、羊水干细胞的鉴定338

四、羊水干细胞的分化339

五、羊水干细胞与其他干细胞的比较340

第五节 羊膜组织与再生医学340

一、羊膜临床应用历史与发展340

二、羊膜组织与再生341

三、羊膜的再生342

四、羊膜的应用343

第六节 羊膜干细胞与再生医学344

一、羊膜间充质干细胞与再生医学344

二、羊膜上皮干细胞与再生医学346

第七节 羊水细胞在再生医学中的应用347

小结350

参考文献351

中英文名词对照索引360