干细胞毒理学

课程编码：083001M05004H 英文名称：Stem Cell Toxicology 课时：30 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：Francesco Faiola等

（一）课程目的

近年来，新型持久性环境污染物数量逐年递增，而相应的毒理学效应尚不明确，因此给环境毒理学研究带来了严峻的挑战。与此同时，越来越多的研究者意识到，建立一个切实有效的人类健康相关的综合性毒理学分析方法迫在眉睫。但传统毒理学研究多依赖于动物模型，尽管近年来该方法已经取得长足进展，却依然面临着成本过高、费时费力、备受动物伦理争议以及种属差异的局限性等诸多问题。相对于传统体外毒理学研究模型的局限性，干细胞技术在毒理学研究中的应用为该领域带来了全新的思路和优势：1）干细胞在污染物的急性毒性测试中往往比普通体细胞更加敏感；2）干细胞在污染物作用下分化的异常表型可以作为胚胎发育毒性的最佳判断标准，可以用来模拟人体胚胎发育的早期阶段；3）干细胞可分化为各种终末端的体细胞，用于不同类型的功能性分析；4）污染物对人类生殖能力的影响普遍受到关注，而多能性干细胞是体外研究污染物对生殖系统影响的最佳模型。干细胞毒理学提供了一个不依赖于动物实验的评价体系，可以完成污染物的各种毒性评价，包括急性毒性、胚胎毒性、发育毒性、器官毒性、生殖毒性和功能毒性评价，同时还可直接对人体健康影响进行多方位分析及评估。干细胞毒理学研究的成果有望为环境污染物的检测、处置与管理提供有效的科学参考。通过本课程的学习使学生对干细胞毒理学的理论体系以及研究水平、研究内容、研究方法有比较完整和系统的了解,形成对干细胞毒理学研究思路的整体架构，引导学生关注干细胞毒理学研究的前沿动态。



（二）基本要求

The course consists of 15 lectures. The very first one will cover basic toxicology concepts. The following few ones will focus on the basic biology of mouse and human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells, human adult mesenchymal stem cells, and teratoma assays. The main focus will be on the applications of stem cell biology in toxicology with few examples to emphasize how stem cell toxicology can be a powerful technology towards the goal of an animal free toxicology.

无

第一章 In vitro toxicology: definition and features 2学时 Francesco Faiola
第1节 体外毒理学：定义及特点
第二章 Embryonic stem cell biology 2学时 Francesco Faiola
第1节 胚胎干细胞生物学基础知识
第三章 Induced pluripotent stem cell biology 2学时 Francesco Faiola
第1节 诱导多能干细胞生物学基础知识
第四章 Stem cell toxicology: features and development (part 1) 2学时 Francesco Faiola
第1节 干细胞毒理学：特点及发展史（第一部分）着重介绍干细胞毒理学的由来、必要性及对生物学的意义
第五章 Stem cell toxicology: features and development (part 2) 2学时 Francesco Faiola
第1节 干细胞毒理学：特点及发展史（第二部分）着重讲解干细胞毒理学定义、特色和应用
第六章 Stem cell toxicology: features and development (part 3) 2学时 Francesco Faiola
第1节 干细胞毒理学：特点及发展史（第三部分）讲解如何使用干细胞毒理学多种平台
第七章 Modern toxicology methods and techniques (part 1) 2学时 Francesco Faiola
第1节 现代毒理学方法与技术（第一部分）重点讲解毒物进入人体的过程及ADME四相反应
第八章 Modern toxicology methods and techniques (part 2) 2学时 Francesco Faiola
第1节 现代毒理学方法与技术（第二部分）分脏器介绍毒物对人体造成的毒性
第九章 Modern toxicology methods and techniques (part 3) 2学时 Francesco Faiola
第1节 现代毒理学方法与技术（第三部分）干细胞毒理学在多种脏器毒性中的应用实例及实验设计讲解
第十章 Somatic/adult stem cells toxicology 2学时 Francesco Faiola
第1节 成体干细胞毒理学基础知识
第十一章 Stem cell toxicology: examples (part 1) 2学时 Francesco Faiola
第1节 如何使用干细胞毒理学设计环境毒理学相关实验，结合实例为学生讲解如何在未来实验设计中应用
第十二章 Stem cell toxicology: examples (part 2) 2学时 Francesco Faiola
第1节 利用干细胞毒理学研究双酚类环境污染物毒性的知识讲解
第十三章 Stem cell toxicology: examples (part 3) 2学时 Francesco Faiola
第1节 利用人多能干细胞诱导产生神经结构预测神经毒性的知识讲解
第十四章 Review class 2学时 Francesco Faiola
第1节 干细胞毒理学重点知识汇总讲解
第十五章 Final exam 2学时 Francesco Faiola
第1节 考试

（一）首席教授
Francesco Faiola：中国科学院生态环境研究中心研究员，博士生导师，国际干细胞毒理学领域知名专家，环境化学与生态毒理学国家重点实验室干细胞毒理学研究组组长。他将干细胞技术与环境毒理学交叉融合，在国际上开创性地建立了干细胞毒理学研究平台，引领了环境毒理学新的发展方向。他于2015年入选中国科学院“百人计划”，2019年入选中国科学院“特需外国人才”，2021年获国家自然科学基金委首批“外国资深学者”项目资助。相关研究成果发表于Nature、PNAS、Molecular Cell、Stem Cell Reports、ES&T等权威学术期刊。
（二）主讲教师
殷诺雅副研究员：环境化学与生态毒理学国家重点实验室副研究员，硕士生导师。2015年博士毕业于中国科学院生态环境研究中心。长期从事神经生物学、干细胞毒理学相关研究工作，目前工作重点为人源干细胞相关技术在环境健康中的应用，建立并发展了人源干细胞的研究平台与多向分化模型，致力于揭示环境外源物质影响人源干细胞生物效应与健康风险的机理。相关研究成果已在Journal of Hazardous Materials、Stem Cell Reports、Small、ES&T等国际高水平学术期刊发表，2021年获中国测试学会CAIA特等奖一项。