《细胞工程》第2章：细胞生物学基础31.ppt

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1、细胞工程,Cell Engineering,Chapter 2、细胞工程基础(1),22 细胞生物学基础221 细胞空间调控手段222 细胞质量调控手段223 细胞数量调控手段224 癌与AIDS细胞分子生物学比较225 免疫的细胞分子生物学,221 细胞空间调控手段 细胞粘连与细胞迁移（细胞运动）一、细胞外基质（ECM）是在个体发育过程中由细胞合成并分泌到胞外的生物大分子所构成的网络状物质，它与细胞的形态变化、保护、组织器官构建、细胞迁移、增殖、分化等密切相关。,222 细胞质量调控手段细胞生长与细胞分化,一、细胞分化 是指个体发育过程中，细胞特化过程，或形成不同细胞类型的过程，或细胞形态、

2、结构、功能形成稳定性差异的过程；它主要是由特定基因时空次序上进行差异表达的结果。,223 细胞数量调控手段细胞增殖与细胞凋亡,一、概述细胞周期调控的主要方式：,二、概述细胞凋亡主要的分子调控方式：,224 癌与AIDS细胞分子生物学比较,一、癌症（cancer）概况 A、分类 癌：来源于上皮细胞的恶性肿瘤，占80-90%；肉瘤：来源于肌肉、骨、软骨、脂肪或结缔组 织的恶性肿瘤；白血病：来源于白细胞或它们的前体细胞的恶 性肿瘤；淋巴瘤：来源于骨髓细胞并影响淋巴系统的恶 性肿瘤；骨髓瘤：累及到产生抗体的（B淋巴细胞）白 细胞的恶性肿瘤。,B、分子机制：细胞数量调控机制失衡 检验点 CDK（主体）细

3、胞增殖（细胞周期依赖性激酶）+_ 癌基因（辅助）细胞数量正 负调控手段 _ 抑癌基因（辅助）+细胞凋亡 caspase家族（主体）（半胱氨酸酶家族）,C、病因：多病因，多步骤 物理因素：紫外线 皮肤癌；X射线 甲状腺癌；化学因素：苯并芘、蒽、黄曲霉素B，吸烟 肺癌 生物因素：病毒癌基因（ds、ssRNA，ds、ssDNA）RNA反转录病毒白血病、HIV病毒；DNA反转录病毒肝癌 腺病毒、乳头、疱疹类病毒,D、癌基因与抑癌基因：原癌基因，参见下表：,E、癌细胞特性：丧失接触抑制能力、粘着性降低、侵润性。,F、肿瘤发生学说,肿瘤单克隆发育学说认为肿瘤是由单个正常细胞经突变向异常细胞转化而形成的，不

4、是多细胞发生的。即癌前细胞群体是同质的，强调多步骤偶发损害。肿瘤干细胞发生学说认为肿瘤是由成瘤干细胞突变向异常细胞转化而形成的，它可以遗传给子代细胞；如果是非成瘤性的大多数细胞进行的癌变不能遗传，强调多步骤累积。后者是前者的校正或补充。,二、白血病,A、3-4万/10万，欧美，慢性，多 急性 淋巴系 急性淋巴，多见于儿童 亚洲，急性，多 慢性淋巴，多见于老年 慢性 非淋巴系 急、慢性淋巴，30岁以上B、分子机制：B细胞白血病：MYC基因的活化 EB病毒感染；T细胞白血病：T细胞特异性受体基因增强子附近（7q34）染 色体断裂 染色体重排 基因重排 受累转录 因子被过度表达 细胞恶性转化 急性粒

5、细胞白血病（AML）：相关基因 基因重排 累及 CBF-CBF复合物（核心结合因子，正常造血干细胞发育必需）慢性和急性白血病（CML）：ABL融合基因 酪氨酸激酶 引起癌基因活化 慢性粒单核细胞白血病（CMML）：TEL-PDGFR融合基因,三、淋巴瘤,A、分类：霍奇金病（HD）西方儿童HD多，中、日少 男性多 少90%非霍奇金病（NHD）中、日NHD多B、分子机制：弥漫性大细胞淋巴瘤：BCL6活化 大细胞淋巴瘤：NPM-ALK 染色体 病毒EB病毒 外套层细胞淋巴瘤：细胞周期素D 数量结构 环境因素 滤泡型淋巴瘤：BCL2 变化、易位 药物镁缺乏 小分裂细胞淋巴瘤：MYC基因 淋巴浆细胞样淋

6、巴瘤：PAX5,四、肝癌概况：,A、现状：中国乙肝病毒携带者，1.25亿，占全世界1/3，难治，易转化为肝癌；事实上，“西方人怕流感，中国人怕肝炎”；B、乙肝病毒分类、传播途径：大颗粒病毒粒子 HBV引起肝炎、肝硬变、肝癌 小颗粒病毒粒子 管状颗粒病毒粒子 传播 血液：乙（HBV）、丙（HCV）、丁（HDV）可两 已（HFV）、和庚型（HGV）慢性肝炎 分类 肠道：甲（HAV）和戊型（HEV）急性肝炎,乙肝病毒粒子,C、基因分子特征：,HAV（甲）小RNA病毒嗜肝病毒，易变异，复制采用中间体RNA，反转录、整合 HBV（乙）环状双链、但有一单链区的DNA分子，最小，经济高效，重叠基因多，序列多

7、变 rcDNA形成 cccDNA复制（称共价闭合环状DNA,是乙肝病毒原始 复制模板；它的负链完全后合成正链，正链合成不完全，成不对称双DNA分子）早期非选择性整合 S 整合 病毒颗粒装配 C 基因区 易变异 后期选择性整合 X D、分子致病机制：c-myc（原癌基因）+p53、bcl-2、既促进细胞增殖，又促进细胞凋亡。肿瘤坏死因子（TNF）+,E、HBV病毒颗粒结构：,包膜蛋白（HBSAg）e蛋白 二十面体 核心蛋白（HBcAg）抗原性弱 P蛋白 核心 HBVDNA少用于检测 X蛋白 P蛋白反转录中聚合酶 蛋白激酶使HBcAg磷酸化，成寡聚体 F、血清学免疫诊断：HBSAg（目前常用）、H

8、BCAg（中等使用）、HBEAg（目前少用，以前常用）,乙肝病毒结构,乙肝病毒感染与发生过程,G、治疗,低毒性化学治疗化学修饰富勒烯纳米结构物质,五、艾滋病获得性免疫缺陷综合症（AIDS，acquired immunodeficiency syndrome）,A、现状：1981年，首例；2006年，中国36万，死亡 B、传播途径：体液（血液、精液、唾液等）水平传播：吸毒、不良性行为、滥用血制品等，平行传播：可能绿猴等动物 垂直传播：母婴传播 C、病毒起源：本人认为：病毒起源途径多种多样,其中重要方式之一是生物行为中遗传物质泄漏而出现的;病毒也是生物进化的必然材料？D、病毒分类与特性：热敏感，5

9、60C、30 min灭活；易被 乙醚、乙醇、丙酮等灭活 RNA逆转录病毒：HIV-1和 HIV-2（前者致病性和传播力强于后者，99%患者为HIV-1所致；感染者临床表现分急性期1-3个月、慢性期10年、终末期较短）,E、病毒分子结构：（见图）,外膜：脂双层中嵌有病毒糖蛋白gp120、gp41 HIV 基因组：两条相同的RNA链 核心 核心蛋白质：P17、P24、P9、P7 酶类：逆转录酶、蛋白酶、整合酶 F、感染分子机制：（见图）HIV gp120与T4细胞和巨噬细胞表面CD4结合 入侵 潜伏或繁殖 装配使宿主细胞破裂和死亡,G、治疗：鸡尾酒疗法多途径多药物综合治疗 创造者香港何大一（新余人

10、）,疫苗长春百克生物科技股份公司研制的DNA-MVA载体复合型疫苗和 中国疾病预防控制中心和北京生物制品研究所联合研制的DNA-天坛痘苗复合型疫苗,225 免疫的细胞分子生物学,一、免疫概述：先天性免疫（天然）免疫 主动免疫 体液免疫 B淋巴细胞 抗体 后天性免疫 被动免疫 细胞免疫 T淋巴细胞 细胞因子+巨噬细胞+补体 二、参与特异免疫识别和反应的重要分子 A、免疫球蛋白（B细胞表面抗原受体）：IgD、IgA、IgM、IgA、IgG或IgE（H、）damage 未活化B细胞 膜Ig B细胞 成熟B细胞（骨髓或胚肝中发育）浆细胞 分泌Ig,B、分子结构:基因处在14、2、22染色体上；多样性:

11、基因重排、选择性拼接；特异性：V可变区、C不变区，重、轻链 DNA hnRNA snRNA mRNA,C、T细胞表面抗原受体（TCR）与Ig有许多相似点，高度特异性和多样性,D、MHC（人类白细胞抗原HLA体系）最复杂、最具多态性，基因处在第6染色体上；,H、CD分子（白细胞分化抗原）,CD的概念：应用以单克隆抗体为主的聚类分析法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一白细胞分化抗原归为一个分化群，简称CD（cluster of differentiation）CD分子是用单抗识别、归类而命名，范围十分广泛，其中包括了粘附分子组，因此大部分粘附分子已有CD的编号，但也有部分粘附分子尚无CD编

12、号。粘附分子是以粘附功能来归类，粘附分子与CD分子是根据不同角度的命名。粘附分子是介导细胞或细胞间相互接触和结合分子的统称，位于细胞表面或细胞基质中的糖蛋白，并以受体和配体结合的形式发挥作用。粘附分子使细胞与细胞间，细胞与基质间发生粘附，参与细胞的识别，活化和信号传导，细胞增值与分化，细胞的伸展与运动，使免疫应答，炎症发生，凝血，肿瘤转移，创伤愈合等一系列重要生理和病理过程的分子基础。,【习题】1、名词解释，并简要说明它们间关系：肿瘤与癌、病毒癌基因与原癌基因 RNA反转录病毒与DNA反转录病毒、HIV与HTLV 平行传播与垂直传播、HBSAg与HBCAg与HBEAg 抗体与抗原、细胞免疫与体液免疫、TCR与MHC2、癌发生的主要分子机制？试从细胞分子生物学 角度比较白血病与艾滋病？,