同濟(jì)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課件-第十九章細(xì)胞的分化

1、第十九章 細(xì)胞的分化一、細(xì)胞分化的概念 細(xì)胞分化(cell differentiation)是指由受精卵產(chǎn)生的同源細(xì)胞在形態(tài)、功能和蛋白質(zhì)合成方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。第一節(jié) 細(xì)胞分化的概念及其特點二、細(xì)胞分化的特點（一）細(xì)胞分化的穩(wěn)定性（二）細(xì)胞分化的可逆性 去分化（dedifferentiation）（三）細(xì)胞分化的普遍性第二節(jié) 細(xì)胞決定與分化潛能的變化一、細(xì)胞決定的概念 細(xì)胞在發(fā)生可識別的形態(tài)特征變化之前，分化的方向就已由細(xì)胞內(nèi)部的變化及周圍環(huán)境的影響，受到了約束，確定了未來的發(fā)育命運，并向著特定方向分化，稱為細(xì)胞決定(cell determination)。 早期原腸胚進(jìn)行異位移植，在

2、新的位置上分化為當(dāng)?shù)亟M織。表明：早期原腸胚外胚層分化方向尚未決定。早期原腸胚進(jìn)行異位移植，在新的位置上分化為錯位組織。表明：從早期原腸胚到晚期原腸胚，外胚層內(nèi)部發(fā)生變化，其未來發(fā)育命運已經(jīng)決定。細(xì)胞決定的移植實驗二、細(xì)胞分化的潛能變化（一） 胚胎發(fā)育過程：全能細(xì)胞多能細(xì)胞穩(wěn)定型單能細(xì)胞（處于三胚層期，細(xì)胞發(fā)育方向已定）（受精卵）（器官、組織細(xì)胞）全能細(xì)胞：全能細(xì)胞（totipotent cell）是指一個具有能夠表達(dá)其基因組中任何一種基因，并能分化出該生物體內(nèi)任何一種類型細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育為該生物體相同的一個完整個體能力的細(xì)胞。受精卵就是全能性細(xì)胞。（二）干細(xì)胞 根據(jù)細(xì)胞分化潛能的大小分兩類：一類

3、是單能干細(xì)胞，如：表皮干細(xì)胞、精原細(xì)胞另一類為多能干細(xì)胞，如：骨髓造血干細(xì)胞干細(xì)胞能無限增殖，并有進(jìn)一步分化為成熟細(xì)胞的能力表皮結(jié)構(gòu)不均等分裂示意圖第四節(jié) 細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)細(xì)胞分化是編碼那些特異蛋白的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。全能細(xì)胞核 動物受精卵子代細(xì)胞的全能性隨其發(fā)育過程逐漸減退，盡管一些體細(xì)胞在表型上已“失去”全能性，但在細(xì)胞核中仍然保留著與受精卵相等的全套基因，即高等動物體細(xì)胞核在一定條件下，可表現(xiàn)出全能性即該核是全能性細(xì)胞核（totipotent nuclear）。將已分化細(xì)胞的核植入去核的卵,結(jié)果發(fā)育為一個正常的個體一、奢侈基因(luxury gene)和奢侈蛋白 (luxury p

4、rotein) 是指編碼分化細(xì)胞中各種特異性蛋白的基因，喪失這類基因?qū)?xì)胞的生存并無直接影響，但對細(xì)胞的分化起著極為重要的作用。這類基因所表達(dá)的特異性蛋白是細(xì)胞向特異類型分化的物質(zhì)基礎(chǔ)。細(xì)胞分化是奢侈基因表達(dá)的結(jié)果。二、管家基因(house keeping gene)和管家蛋白 (house keeping protein)： 管家基因是編碼維持細(xì)胞生命活動所必需的蛋白質(zhì)的基因及一些不編碼蛋白質(zhì)卻參與蛋白質(zhì)合成tRNA.rRNA基因等。這類基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是各類細(xì)胞普遍共有的，維持細(xì)胞最基本的生命活動所必需的蛋白質(zhì)。三、基因的差次表達(dá)(differetial expression): 在胚胎發(fā)

5、育的不同階段和不同組織中，按嚴(yán)格時空順序，使特定基因按一定的程序相繼活化表達(dá)，稱基因的差次表達(dá)。人類珠蛋白肽鏈的發(fā)育演變四、基因差次表達(dá)的調(diào)節(jié)基因差次表達(dá)是在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)。 第三節(jié) 影響細(xì)胞分化的因素 一、細(xì)胞質(zhì)對早期胚胎細(xì)胞決定的作用 二、外界環(huán)境影響細(xì)胞決定與分化小鼠胚胎合并實驗 兩個不同基因型的8-細(xì)胞期小鼠胚胎融合產(chǎn)生一個嵌合體小鼠畸胎癌細(xì)胞與正常囊胚細(xì)胞融合產(chǎn)生嵌合體小鼠三、細(xì)胞之間的相互作用對細(xì)胞分化的影響 胚胎誘導(dǎo)：在胚胎發(fā)育的過程中，一部分細(xì)胞對鄰近的另一部分細(xì)胞產(chǎn)生影響，并決定其分化方向的作用。四、激素對細(xì)胞分化的影響 如：甲狀腺素是蝌蚪變成蛙的必要激素。第六節(jié) 細(xì)胞分化與癌變癌細(xì)胞是一種不受控的惡性增殖和具有廣泛轉(zhuǎn)移能力的異常分化細(xì)胞。根據(jù)惡性程度分為高分化、低分化和未分化，高分化保留了來源