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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