最新第八章之细胞分化PPT文档.ppt

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1、,组织、器官、系统,个体,是指从受精开始的个体发育过程中细胞之间发生稳定性差异的过程。,一、细胞分化(cell differentiation),1.细胞分化表现为细胞间发生稳定性差异。,特点,2.分化方向的确定往往早于形态差异的出现。,-不可逆,-细胞决定,3.细胞生理状态随分化水平提高而变化。,-细胞分裂能力、对环境的反应及抵抗能力的改变,4.细胞分化的时空特异性。,果蝇成虫盘是一些初级分化细胞群，在幼虫变态过程中，不同的成虫盘发育为成虫不同的器官，如腿、翅和触角等。,生殖的,触角,上唇,唇的,单个细胞在一定条件下具有分化发育成完整个体的能力。,二、细胞分化的潜能,1、在发育过程中细胞潜能

2、逐步变窄,全能细胞（totipotent cell),多能细胞（pluripotent cell),分化潜能受限，失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。,随着细胞分化，细胞的分化潜能进一步受到限制，只有分化形成 某一类型细胞的能力。,稳定型单能(unipotency),因此，就其分化潜能来讲，动物细胞的全能性随着细胞分化程度提高，而逐渐“变窄”，此为细胞分化的普遍规律。,2、分化细胞细胞核的全能性,高度分化的植物细胞仍具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株。,证据一：,囊胚,蝌蚪,证据二：动物细胞核移植实验：爪蟾、克隆羊,高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因,

3、植物组织培养技术,克隆个体的产生,1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？,红细胞,血红蛋白基因开启,合成血红蛋白,肌细胞,肌动蛋白基因开启,合成肌动蛋白,细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的差别基因表达,三、细胞分化与基因表达,分子杂交技术检测基因及其表达,不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。,又称组织特异性基因(tissue-specific genes)指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；如红细胞的血红蛋白基因，皮肤的角蛋白基因。,管家基因(house-keepi

4、ng gene)：,是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；如核糖体蛋白，线粒体蛋白，膜蛋白、组蛋白。,奢侈基因(luxury gene),细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活性修饰等不同水平，其中转录因子介导的转录水平调控最为重要。,转录水平的调控-顺式作用元件（包括启动子、增强子、沉默子），促进基因 转录活性，调节基因的组织专一性表达。-反式作用因子（又叫转录因子或调节蛋白），结合特异的顺 式作用元件而激活基因的转录。-包括转录激活和转录抑制两方面。转录后的加工调节-选择性将mRNA移出细胞核-前体mRNA的选择性剪接,在卵裂期间，

5、不同的细胞质组分被分配到不同类型的细胞内，这些特殊的组分被称为形态发生的决定子，它们支配细胞分化的途径,四、细胞分化的影响因素,（一）细胞核对细胞分化的影响,（二）细胞质对细胞分化的影响,细胞核内基因选择性表达,卵细胞中的蛋白质、mRNA并非均匀分布的，而是定位于特定的空间。卵的异质性使卵的分裂必然是不对称的，不同的子细胞得到的“家产”不同，因此具有不同的分化命运。,指一部分细胞对其邻近细胞的形态发生影响，并决定其分化方向。如眼的形成。是通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤维细胞生长因子，转化生长因子，Wnt家族等。,（三）诱导和抑制对分化的影响,在细胞生物中，细胞间相互作用对细胞分

6、化有较大影响。,1.细胞诱导,外胚层,视泡,眼球发育过程的多级诱导作用,蛙胚发育22天时，前脑两侧向外突出，形成视泡。视泡与外面的外胚层上皮接触，诱导后者形成晶状体，随后在视杯和晶状体共同诱导下外面的表皮形成角膜。,在胚胎发育中，分化的细胞受到邻近细胞产生的抑制物影响，其作用与诱导相对。如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正常的心脏。用含成体蛙脑组织碎片的培养液培养蛙胚，也不产生正常的脑，说明，已分化的细胞可以产生抑制邻近细胞进行同样的分化的物质，使发育的器官之间相互区别而避免重复发生。,2.细胞抑制,激素是远距离调节细胞分化的信息分子。包括：甾体激素和肽类激素；特点：靶细胞的特

7、异性；激素作用的高效性；如：蝌蚪变态过程中，尾部退化及前肢形成是由于甲状腺分泌的甲状腺素和三碘甲状腺氨基酸的分泌增加所致。如：卵巢产生雌激素，促进雌性第二性征的发育分化。,（四）激素和细胞粘合分子对细胞分化的作用,细胞粘合是由于同类细胞可以通过表面同样的粘合分子，进行相互识别、黏着、聚集并相互作用，这有利于形态发生以及正常结构的构建和维持。,如：将蝾螈的原肠胚三个胚层的游离细胞体外混合培养，各胚层细胞又将自我挑选，相互黏着，依然形成外胚层在外，内胚层在内，中胚层介于二者之间的胚胎。,五、细胞分化与肿瘤,肿瘤细胞是生物体内的正常细胞演变而来的。从细胞分化的观点分析肿瘤，可认为，细胞癌变是细胞分化

8、领域中的一个特殊问题,肿瘤细胞是正常细胞分化机制失控造成的。,细胞生长与分裂失去控制具有浸润性和扩散性细胞间相互作用改变蛋白表达谱系或蛋白活性改变m转录谱系改变。接触抑制现象消失,（一）肿瘤细胞的基本特征：,传统的治疗方法，外科手术切除化学疗法和放射性治疗都是杀伤性治疗。研究表明肿瘤细胞可以在高浓度的分化信号作用下，被诱导分化为正常细胞。如，应用维甲酸治疗早幼粒细胞白血病的诱导分化治疗取得了大批病例的成功.提示了肿瘤治疗的一个新方向。,（二）肿瘤细胞经诱导分化后可以“改邪归正”,思考题管家基因、奢侈基因什麽是细胞分化？有那些具体特征？细胞分化的影响因素有那些？为什么说在发育过程中细胞的潜能逐渐变窄？,