细胞分化ppt—医学课件

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1、第十四章细胞分化CELLDIFFERENTIATION不同生物具有不同的发育模式，但都涉及：①细胞增殖②细胞分化③细胞间的相互作用。细胞分化（differentiation）是指细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。第一节细胞分化的特点一、细胞的分化潜能细胞分化能力的强弱称为分化潜能。动物受精卵的分化潜能称为全能性。干细胞：有分化潜能的动物细胞。分为：全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。单能干细胞只能分化为一种类型的细胞，也称为祖细胞，自我更新能力有限。FertilizedovumhastotipotencyWelldifferentiatedpl

2、antcellskeeptheirtotipotencyStrachanT,ReadA2003干细胞的特征：①终生保持未分化或低分化特征；②在机体的中的数目、位置相对恒定；③具有自我更新能力；④能无限制的分裂增殖；⑤具有多向分化潜能；⑥分裂的慢周期性，绝大多数处于G0期；⑦可行不对称分裂。根据个体发育过程中出现的次序，干细胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞（ESC）是从胚胎内细胞团或原始生殖细胞筛选分离出的具有多能性或全能性的细胞。ESC的用途主要有：①动物克隆；②动物转基因；③组织工程。二、细胞分化的特点1.时空性细胞分化的实质是在细胞质（信

3、号系统）和细胞核（基因组）共同作用下，选择性地表达特定的基因，称为差别基因表达。已分化细胞的胞质RNA与核DNA杂交率低于10％。细胞表达的基因分为：管家基因、组织特异性基因或奢侈基因。高度分化的动物细胞也具有完整的基因组。证明方法：原位杂交、核移植。Briggs和King（1952，1960），豹蛙（Ranapipiens）核移植。Gurdon等（1975），成蛙蹼上皮细胞核移植。童第周等20世纪60年代，鱼类核移植。IanWilmut（1997）克隆Do11ysheeep。2.定向性随着细胞的分裂和分化，发育方向逐渐被限定，称为决定（determin

4、ation）。决定意味着基因活动模式改变。例：哺乳动物桑椹胚的内细胞团和外围细胞，前者形成胚胎、后者形成滋养层。无脊椎动物早期的卵裂球已经决定，每个卵裂球只能形成身体的一部分。3.稳定性动物细胞发生分化之后，其遗传表型保持稳定，通常是不可逆的。例：果蝇幼虫的成虫盘移植到成虫体内不发生细胞分化，可继续增殖或移植。如将其再移植回变态期幼虫体内则又能按原来已决定的命运分化。4.条件可逆性在特定条件下，分化细胞的基因活动模式可发生可逆的变化，又回到未分化状态，称为去分化。例1：植物愈伤组织。例2：果蝇触角成虫盘经多次移植后，部分成虫盘可分化为成体的腿、翅或口器，

5、这种现象称为转决定。5.普遍性个体一生中都进行着细胞分化。干细胞是细胞更新和组织修复的基础。一种组织的成体干细胞倾向于分化成该组织的各种细胞，但特定条件下，可分化成其它组织的功能细胞，称为转分化或横向分化。高度分化的细胞不再分裂，对电离辐射敏感性低，而各种干细胞则不然。三、细胞分化和增殖的关系增殖信号和分化信号同时作用于干细胞，表现为边分化边增殖（反之亦然）；增殖和分化分别独立进行，一些干细胞只增殖不分化，另一些同类干细胞进入终末分化；细胞分化与分裂平行进行，干细胞进行不对称分裂，产生的子细胞一个保持原有干细胞特性，一个则进入终末分化。第二节细胞分化的主

6、要机制autonomousmechanism：胚胎发育的早期细胞分裂由受精卵中的细胞质控制，不涉及细胞通信。inductivemechanism：随着胚胎发育的进行细胞之间主要通过信号系统协调分裂、分化和细胞的行为，称为。细胞的分化命运主要取决于：细胞的内部特性，外部环境。卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。卵细胞中贮存有大量mRNA，是母源基因的产物，维持卵细胞和早期胚胎代谢；呈非均匀分布，决定胚胎发育的图式（pattern）。合子基因在卵裂后期才发挥作用。一、细胞分裂的不对称性用放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育能进行至囊胚期；嘌呤霉素处理，受精卵停止发

7、育。果蝇母源基因在滋养细胞中转录后，输入卵细胞，沿微管转运到特定部位。基因产物沿卵的前后和背腹轴形成浓度梯度，决定胚胎形态，称为成形素（morphogen）。卵裂后的细胞质特性决定了子细胞的分化命运。二、诱导机制诱导（induction）是一部分细胞诱导其它细胞向特定方向分化的现象，也叫胚胎诱导。对其它细胞起诱导作用的细胞称诱导者(inductor)，如脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经板，神经沟和神经管。响应诱导信号的同类细胞叫做形态发生场。三、分化抑制分化成熟的细胞可以产生“抑素”，抑制相邻细胞发生同样的分化。如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚

8、不能发育出正常的心脏。“抑素”是TGF-β家族的成员。如myostatin是肌肉