第十三十五章 細(xì)胞分化、干細(xì)胞課件

第十三章細(xì)胞分化第一節(jié)細(xì)胞分化的基本內(nèi)容一、概念

一種類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵谛螒B(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生化特性等方面發(fā)生穩(wěn)定改變的其他類型細(xì)胞的過程。

本質(zhì)：基因表達(dá)差異，遺傳物質(zhì)未改變

少數(shù)終末分化細(xì)胞遺傳物質(zhì)丟失第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、特點時空性：細(xì)胞分化潛能隨個體發(fā)育逐漸變小，與細(xì)胞分裂密切相關(guān)

細(xì)胞分裂次數(shù)↑細(xì)胞分化能力↓穩(wěn)定性：保持分化后細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，遺傳的穩(wěn)定性可逆性和全能性：受細(xì)胞周圍環(huán)境影響

克隆羊試驗注：少數(shù)細(xì)胞遺傳物質(zhì)丟失—終末細(xì)胞（不可逆）第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞細(xì)胞分化的時空性↓第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞間介中胚層和側(cè)中胚層的分化Lateralmesoderm第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、細(xì)胞分化的決定因素細(xì)胞決定：細(xì)胞發(fā)育及分化程度決定細(xì)胞分化第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞2.基因選擇表達(dá)決定細(xì)胞分化第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（1）同源盒基因排列順序決定個體發(fā)育和細(xì)胞分化第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞珠蛋白基因甲基化與基因表達(dá)調(diào)控第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（2）染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與修飾決定細(xì)胞分化

DNA的缺失、重排、甲基化修飾組蛋白的乙?；?、甲基化、磷酸化分化主導(dǎo)基因表達(dá)控制

第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞人類主要組織相容性復(fù)合體（MHC）基因

第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞TCRβ鏈基因重排第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞

三、細(xì)胞分化的影響因素

細(xì)胞間相互作用激素內(nèi)分泌系統(tǒng)環(huán)境因素第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（一）細(xì)胞間相互作用胚胎誘導(dǎo)：胚胎發(fā)育過程中，細(xì)胞間相互作用改變細(xì)胞分化方向第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞

胚胎誘導(dǎo)的分子基礎(chǔ)是旁分泌

此外，相互之間的連接及基質(zhì)，甚至擠壓也會影響胚胎發(fā)育第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第二節(jié)細(xì)胞分化與疾病細(xì)胞分化與腫瘤細(xì)胞分化與再生第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞一、細(xì)胞分化與腫瘤腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)為低分化、高增殖特性腫瘤細(xì)胞是異常分化細(xì)胞，表現(xiàn)為高度異質(zhì)性（基因突變、染色體畸變）喪失接觸抑制誘導(dǎo)分化可抑制腫瘤生長：反式維甲酸治療急性早幼粒細(xì)胞白血病(APL)

第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、細(xì)胞分化與再生生長：幼體發(fā)育成為成體，體形增大的過程

機體各部分生長速度有差異，頭部生長慢，四肢生長快。再生：機體某部分損傷或喪失后的修復(fù)過程血細(xì)胞、皮膚上皮、消化道上皮細(xì)胞的衰老與更新較快，其他器官組織再生能力較差，越高等的生物，再生能力越差第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞再生的分類微變態(tài)再生：含去分化——再分化過程，如兩棲類動物再生肢體。變形再生：已存在組織的重組分化，基本沒有新的生長,例如水螅的再生。補償性再生：細(xì)胞分裂，產(chǎn)生相似細(xì)胞，如哺乳動物肝臟再生。第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞參與再生過程的細(xì)胞干細(xì)胞或祖細(xì)胞：最常見的再生機制，干細(xì)胞一般通過中間類型細(xì)胞及定向逆分化為祖細(xì)胞再分化為終末分化細(xì)胞已分化細(xì)胞：已分化細(xì)胞去分化或轉(zhuǎn)分化，然后再分化，形成失去的組織或器官第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十五章干細(xì)胞干細(xì)胞（stemcell）：具有自我更新能力和分化潛能的細(xì)胞。干細(xì)胞分類：按細(xì)胞來源分類:

胚胎干細(xì)胞（embryonicstemcell,ESc）：受精卵、卵裂球、內(nèi)細(xì)胞團、原始生殖干細(xì)胞成體干細(xì)胞（somaticstemcell）：皮膚、腸、肌肉、神經(jīng)、造血、基質(zhì)第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞一、

干細(xì)胞的分類

按分化潛能分類：可分為三種類型（1）全能性干細(xì)胞(totipotentstemcell)：具有形成完整個體的分化潛能。（卵裂球細(xì)胞）（2）多能性干細(xì)胞（pluripotentstemcell)：具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個體。如胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞），原腸胚三胚層細(xì)胞。（3）專能干細(xì)胞（mutipotentstemcell)（也稱偏能干細(xì)胞）：只能向一種相應(yīng)組織類型細(xì)胞分化。第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、干細(xì)胞的形態(tài)及生化特征（一）形態(tài)特征：幼稚、原始細(xì)胞特征多呈圓形或橢圓形，體積小核質(zhì)比例大膜性細(xì)胞器不發(fā)達(dá)（二）生化特征：

細(xì)胞增殖相關(guān)基因活躍端粒酶活性高有特殊的生化標(biāo)志（免疫標(biāo)志）第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞三、增殖特征增殖的緩慢性：

通過過渡細(xì)胞增殖自穩(wěn)定性干細(xì)胞數(shù)目維持相對穩(wěn)定——連續(xù)分裂，長時間靜止兩種增殖方式：對稱分裂——子代兩個細(xì)胞都是干細(xì)胞或分化細(xì)胞不對稱分裂——子代兩個細(xì)胞一個是干細(xì)胞，另一個為分化細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞四、分化特征多分化潛能性分化特定功能的細(xì)胞受分化前干細(xì)胞的數(shù)目和分裂次數(shù)控制分化潛能有時空限制有一定的可塑性

在適當(dāng)條件可以發(fā)生轉(zhuǎn)分化和去分化第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞五、干細(xì)胞微環(huán)境干細(xì)胞的維持需要嚴(yán)格的局部條件和微環(huán)境干細(xì)胞巢（stemcellniche）：干細(xì)胞與周圍細(xì)胞及基質(zhì)組成的動態(tài)平衡局部環(huán)境第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、胚胎干細(xì)胞卵裂球細(xì)胞

囊胚：內(nèi)細(xì)胞團（Innercellmass,ICM)

滋養(yǎng)層細(xì)胞(Trophoblast)胚胎生殖細(xì)胞（embryonicgermstemcell,EGc）:原始生殖細(xì)胞（primarygermcell,PGc）胚胎癌細(xì)胞（embryoniccarcinomacell,ECc）：畸胎瘤細(xì)胞標(biāo)志：階段特異性胚胎抗原（SSEA）堿性磷酸酶第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞三、成體干細(xì)胞造血干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞皮膚干細(xì)胞腸干細(xì)胞肝干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（一）造血干細(xì)胞最早認(rèn)識的專能干細(xì)胞哺乳動物造血器官卵黃囊——主動脈——性腺——中腎區(qū)——胎肝和脾臟——骨髓標(biāo)志：CD34第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞造血干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（二）間充質(zhì)干細(xì)胞骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymalstemcells,MSC）:主要來源于骨髓腔主要分化為骨、肌腱、肌肉和骨髓基質(zhì)可誘導(dǎo)分化為其他類型細(xì)胞

優(yōu)點：來源多、取材方便第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、間充質(zhì)干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymalstemcell，MSC）：個體發(fā)育中的骨髓腔可分化為骨、肌腱、肌肉和骨髓細(xì)胞

分子標(biāo)志：SH2、SH3、CD44、CD71第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞：腦室旁、海馬、嗅球、腦干標(biāo)志：nestin表皮干細(xì)胞：皮膚生發(fā)層底部、毛囊底部

標(biāo)志：角蛋白（keratin）19、5、14肌肉中的成肌細(xì)胞（或叫衛(wèi)星細(xì)胞）：腸干細(xì)胞：隱窩底層標(biāo)志：TcF4、中間纖維、角蛋白K8、K18、K19第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（三）特殊干細(xì)胞精原干細(xì)胞：睪丸曲細(xì)精管內(nèi)皮癌干細(xì)胞（cancerstemcell,CSc）:

又稱腫瘤干細(xì)胞，腫瘤的起始細(xì)胞有干細(xì)胞標(biāo)志和原始胚胎細(xì)胞標(biāo)志第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第二節(jié)干細(xì)胞的應(yīng)用細(xì)胞治療胚胎干細(xì)胞個體和器官的克隆基因功能研究成體干細(xì)胞白血病、血液病的干細(xì)胞治療神經(jīng)疾病、損傷修復(fù)的治療其他疾病的治療組織工程藥物篩查和療效評價第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞細(xì)胞工程細(xì)胞規(guī)?；囵B(yǎng)：蛋白表達(dá)、抗體制備細(xì)胞融合：單克隆抗體制備、腫瘤疫苗核移植：克隆動物、轉(zhuǎn)基因動物細(xì)胞基因轉(zhuǎn)移：工程化細(xì)胞、生物工程藥物、疫苗制備、細(xì)胞模型第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞單克隆抗體制備第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十六章腫瘤細(xì)胞概念：異常增殖細(xì)胞，高度異質(zhì)性基本特征：無限增殖、遷移性、失去接觸抑制分類：良性腫瘤：生長緩慢、有包膜、邊界清楚、無侵襲和轉(zhuǎn)移，分化良好、排列規(guī)則惡性腫瘤：生長快速、無包膜、邊界不清、侵襲與轉(zhuǎn)移，細(xì)胞排列規(guī)則，核質(zhì)比列高、多形核、染色質(zhì)核周聚集，失去接觸抑制第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞正常腸粘膜結(jié)腸癌（與正常組織交界）第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞二、腫瘤細(xì)胞基本特征（一）異常形態(tài)結(jié)構(gòu)細(xì)胞骨架：微絲減少，微觀變短，骨架紊亂細(xì)胞核：核質(zhì)比列高、多形核、染色質(zhì)核周聚集，假包涵體細(xì)胞質(zhì)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體畸形，線粒體腫脹、嵴減少，細(xì)胞連接：細(xì)胞間連接減少，第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（二）生物學(xué)行為異常增殖自主、低分化，失去接觸抑制生存獨立：失去錨定依賴性，旁分泌、自分泌侵襲和轉(zhuǎn)移性：分泌基質(zhì)蛋白酶，破壞基膜和細(xì)胞連接，遷移性增強，逃逸免疫監(jiān)視第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞良性或惡性息肉狀乳頭狀蕈傘狀菜花狀潰瘍狀良性腫瘤結(jié)節(jié)狀分葉狀囊狀（邊界清楚常有包膜）

惡性腫瘤不規(guī)則結(jié)節(jié)狀樹根狀蟹足狀第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞腫瘤外形和生長方式圖第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞光鏡下才能見到的微浸潤癌兩歲男孩體重11㎏腰圍達(dá)77㎝腹膜后巨大畸胎瘤達(dá)5.5㎏第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞原發(fā)瘤血道轉(zhuǎn)移淋巴道轉(zhuǎn)移種植性轉(zhuǎn)移直接蔓延浸潤性生長第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞原發(fā)癌癌細(xì)胞沿輸入淋巴管到達(dá)淋巴結(jié)

癌細(xì)胞先聚集在邊緣竇形成轉(zhuǎn)移癌癌細(xì)胞經(jīng)輸出淋巴管流出

癌細(xì)胞經(jīng)輸入淋巴管逆行轉(zhuǎn)移

第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞（三）生化代謝異常細(xì)胞膜改變：膜脂膜糖改變：糖基轉(zhuǎn)移酶活性降低，糖鏈變短，簡單糖脂堆積膜蛋白改變：跨膜連接蛋白、纖粘連蛋白減少，含唾液酸和巖藻糖的糖蛋白增加（負(fù)電荷），癌胚抗原、抗原腫瘤相關(guān)移植抗原（TATA）表達(dá)代謝異常：糖酵解增加端粒酶：活性增高第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞腫瘤

第五節(jié)良性腫瘤與惡性腫瘤的區(qū)別

良性腫瘤惡性腫瘤

分化好、異型性小緩慢

膨脹性或外生性生長不轉(zhuǎn)移

術(shù)后少復(fù)發(fā)

較小主要為局部壓迫或阻塞

分化低、異型性大

迅速

浸潤性或外生性生長

可轉(zhuǎn)移

術(shù)后易復(fù)發(fā)

嚴(yán)重壓迫和阻塞、破壞組織引起惡病質(zhì)及死亡

分化程度生長速度生長方式轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)對機體影響

第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞

在致瘤病毒、人體和動物腫瘤中發(fā)現(xiàn)的可以導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片斷。稱為癌基因。病毒癌基因、原癌基因（或者細(xì)胞癌基因）

一、癌基因的概念第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞病毒癌基因

(virus-oncogene；v-onco)

指病毒核酸能夠使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的片斷。原癌基因

(proto-oncogene，pro-onco)

在人類、哺乳動物如大鼠、小鼠，乃至酵母、果蠅中發(fā)現(xiàn)的與腫瘤病毒癌基因的同源順序。這種基因是正常的細(xì)胞基因，其表達(dá)產(chǎn)物的功能在于維持細(xì)胞的正常生長發(fā)育。第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞根據(jù)癌基因編碼蛋白質(zhì)功能、性質(zhì)進(jìn)行分類。1.蛋白激酶類

酪氨酸蛋白激酶：src、fgr、yes。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶：raf、mos、2.生長因子類

sisPDGF-2；int-2EGf的相似物；erb-BEGf受體3.GTP結(jié)合蛋白類產(chǎn)物具有GTP酶的活性ras(H-ras；K-ras)4.核蛋白類

產(chǎn)物與DNA結(jié)合，與復(fù)制啟動有關(guān)myc；fos；jun；erb-A三、病毒癌基因的分類第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞癌基因的激活機制第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞1點突變（pointmutation）

單個堿基突變而改變了編碼蛋白質(zhì)的功能使癌基因激活.K-ras，

N-ras，

H-ras，12、13、61codon突變第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞2啟動子插入（promoterinsertion）

接種4－12個月

ALV雞（1日齡）B.C淋巴瘤（

ALV---鳥類白細(xì)胞組織增生病毒,含有LTR,具有啟動子,一旦整合到細(xì)胞癌基因c-MYC旁可使之激活）第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞3基因擴增（geneamplification）細(xì)胞學(xué)：均質(zhì)染色區(qū)（HSR）—染色體某個節(jié)段、相對解旋、淺染區(qū),染色體增長。雙微體（DM）—擴增的DNA脫離染色體、分散、成雙的染色質(zhì)小體分子水平：基因拷貝倍增。神經(jīng)母細(xì)胞瘤N-myc第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞

染色體的易位類似于啟動子的插入。染色體的易位導(dǎo)致癌基因的重排，從而激活癌基因。最為典型的是t(9q34；22q11)

t(8q24；9q32)4.易位激活第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞腫瘤抑制基因/抑癌基因

（TumorSuppressorGene，TSG）

正常細(xì)胞中存在的一類調(diào)節(jié)細(xì)胞生長增殖分化的基因，具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖作用。當(dāng)其一對基因拷貝失活、喪失功能后，形成隱性狀態(tài)才失去抑制腫瘤發(fā)生的作用，故亦稱隱性癌基因。第十三十五章細(xì)胞分化、干細(xì)胞五、抑癌基因又稱為抗癌基