十一章節(jié)細(xì)胞分化

十一章節(jié)細(xì)胞分化第1頁(yè)/共35頁(yè)第十一章

細(xì)胞分化

（differentiation）

第2頁(yè)/共35頁(yè)人類早期個(gè)體發(fā)育示意圖第3頁(yè)/共35頁(yè)第4頁(yè)/共35頁(yè)第5頁(yè)/共35頁(yè)第6頁(yè)/共35頁(yè)第7頁(yè)/共35頁(yè)第8頁(yè)/共35頁(yè)第一節(jié)細(xì)胞分化的基本概念一、細(xì)胞分化的概念細(xì)胞分化是指從受精卵開始的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞之間逐漸產(chǎn)生穩(wěn)定差異的過(guò)程。細(xì)胞分化也可以說(shuō)是細(xì)胞由形態(tài)和功能非專一性（非特化性）狀態(tài)向形態(tài)和功能的專一性（特化性）狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。第9頁(yè)/共35頁(yè)

完整的細(xì)胞分化概念包括時(shí)間和空間兩方面的變化過(guò)程時(shí)間上的分化

指不同的發(fā)育時(shí)間內(nèi)細(xì)胞之間的差異?？臻g上的分化

指處于不同空間位置中的同一種細(xì)胞的后代之間出現(xiàn)的差異。

第10頁(yè)/共35頁(yè)分化的主要標(biāo)志是細(xì)胞內(nèi)開始合成新的特異性的蛋白質(zhì)；

漿細(xì)胞中的γ-球蛋白肌細(xì)胞中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白紅細(xì)胞中的血紅蛋白等第11頁(yè)/共35頁(yè)細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)是細(xì)胞固有基因的正常的、嚴(yán)格有序的表達(dá)；細(xì)胞分化進(jìn)程是細(xì)胞原有的高度可塑性分化潛能逐漸減少和消失的過(guò)程；細(xì)胞分化和分裂有密切的關(guān)系。第12頁(yè)/共35頁(yè)分化進(jìn)程胚泡

桑椹胚（8～16個(gè)細(xì)胞的卵裂球）受精卵卵裂卵裂外胚層中胚層內(nèi)胚層皮膚、眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)等骨骼、血液和肌肉等組織肝、肺和腸以及一些腺體等植入第13頁(yè)/共35頁(yè)二、細(xì)胞的全能性（一）細(xì)胞的全能性單個(gè)細(xì)胞在一定條件下分化發(fā)育成為完整個(gè)體的能力稱為細(xì)胞全能性。這種細(xì)胞可以分化為全身各種類型的細(xì)胞，從而可以形成各種器官。

哺乳動(dòng)物和人類的受精卵；早期的胚胎細(xì)胞（受精卵-8細(xì)胞期）第14頁(yè)/共35頁(yè)第15頁(yè)/共35頁(yè)第16頁(yè)/共35頁(yè)

體細(xì)胞的全能性

體細(xì)胞的全能性只保留在少數(shù)低等動(dòng)物中，如水螅的細(xì)胞可以發(fā)育為一個(gè)完整的個(gè)體。體細(xì)胞核的全能性克隆羊（多利）

第17頁(yè)/共35頁(yè)第18頁(yè)/共35頁(yè)多能性細(xì)胞單能性細(xì)胞個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞分化的規(guī)律全能單能多能第19頁(yè)/共35頁(yè)三、細(xì)胞決定

在胚胎發(fā)育三胚層期，在細(xì)胞之間出現(xiàn)可識(shí)別的形態(tài)和功能差異之前，細(xì)胞已具備按特定的方向分化，最終形成一定表型的細(xì)胞的能力。這種細(xì)胞的發(fā)育選擇叫做細(xì)胞決定。第20頁(yè)/共35頁(yè)細(xì)胞決定是細(xì)胞潛能逐漸受限的過(guò)程，也是有關(guān)分化的基因選擇性表達(dá)前的過(guò)渡階段，

具有高度的遺傳穩(wěn)定性。細(xì)胞分化具有相對(duì)不可逆性

去分化轉(zhuǎn)分化如：表皮細(xì)胞在過(guò)量的維生素A的作用下轉(zhuǎn)分化為粘液細(xì)胞第21頁(yè)/共35頁(yè)第二節(jié)細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)1.奢侈基因

奢侈基因是表達(dá)細(xì)胞分化時(shí)出現(xiàn)的特異蛋白質(zhì)的基因，參與細(xì)胞分化方向的確定。如表達(dá)紅細(xì)胞中血紅蛋白的基因、表達(dá)肌細(xì)胞中肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白基因2.管家基因

管家基因是表達(dá)維持細(xì)胞生存所必須的蛋白質(zhì)的基因，不參與細(xì)胞分化方向的確定，如表達(dá)染色體的組蛋白、膜蛋白、細(xì)胞周期蛋白及酶蛋白的基因等。一、細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果第22頁(yè)/共35頁(yè)二.細(xì)胞分化基因表達(dá)的調(diào)控

轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控;翻譯水平的調(diào)控;蛋白質(zhì)合成后活性水平的調(diào)控。第23頁(yè)/共35頁(yè)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)順式作用元件和反式作用因子順式作用元件反式作用因子結(jié)合啟動(dòng)奢侈基因表達(dá)抑制奢侈基因表達(dá)調(diào)節(jié)細(xì)胞分化第24頁(yè)/共35頁(yè)同源框基因同源框異形域蛋白轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)基因表達(dá)抑制基因表達(dá)

同源框基因（Hox基因）轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)結(jié)合調(diào)節(jié)細(xì)胞分化第25頁(yè)/共35頁(yè)DNA甲基化DNA甲基化（CG）抑制轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)結(jié)合抑制基因表達(dá)調(diào)節(jié)細(xì)胞分化第26頁(yè)/共35頁(yè)果蠅唾腺細(xì)胞染色體膨松區(qū)的生成和消失

血紅蛋白合成的調(diào)控第27頁(yè)/共35頁(yè)第28頁(yè)/共35頁(yè)第三節(jié)影響細(xì)胞分化的因素

一、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的相互作用對(duì)分化的影響。1.細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞質(zhì)的作用2.細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核的影響

爪蟾的腎細(xì)胞核注如到蠑螈的卵母細(xì)胞；

HeLa細(xì)胞和雞紅細(xì)胞融合。第29頁(yè)/共35頁(yè)二、誘導(dǎo)和抑制對(duì)細(xì)胞分化的影響在胚胎發(fā)育過(guò)程中，胚層之間相互促進(jìn)分化的正向作用稱為胚胎誘導(dǎo)或者分化誘導(dǎo)。脊索神經(jīng)板神經(jīng)管角膜中胚層外胚層未分化細(xì)胞神經(jīng)褶腦泡原基神經(jīng)系統(tǒng)1.胚胎誘導(dǎo)晶狀體第30頁(yè)/共35頁(yè)2.分化抑制

完成分化的細(xì)胞可以通過(guò)產(chǎn)生抑素來(lái)抑制附近的細(xì)胞進(jìn)行同樣的分化，這就是分化抑制三、激素和細(xì)胞粘合分子對(duì)分化的影響

四、位置信息對(duì)分化細(xì)胞的影響

第四節(jié)細(xì)胞分化和癌細(xì)胞第31頁(yè)/共35頁(yè)小結(jié)第一節(jié)細(xì)胞分化的基本概念

細(xì)胞分化、全能性、細(xì)胞決定第二節(jié)細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)

奢侈基因、管家基因第三節(jié)影響細(xì)胞分化的因素

胚胎誘導(dǎo)、分化抑制第四節(jié)細(xì)胞分化和癌細(xì)胞

癌細(xì)胞和細(xì)胞分化的關(guān)系第32頁(yè)/共35頁(yè)正常血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)和發(fā)育演變血紅蛋白（hemoglobin,Hb)珠蛋白血紅素血紅蛋白分子是由四個(gè)亞單位構(gòu)成的四聚體每個(gè)亞單位一條珠蛋白肽鏈一條血紅素輔