细胞分化细胞生物学课件.ppt

 第十三章 细胞分化  第一节 细胞分化与个体发育 第二节 细胞分化与组织更新 第三节 细胞分化与基因表达的时空调节 第四节 细胞分化与肿瘤 干细胞的应用： 细胞疗法 器官工厂 组织工程学 基因治疗  1997年2月24日：克隆羊培育成功。 随后几年中，克隆牛、克隆鼠、克隆猴相继面世。 2001年11月25日，美国先进细胞技术公司宣布，利用克隆技术首次培育出人类早期胚胎。 多名研究人员宣布克隆人计划 克隆（clone)的概念 “西游记”中的美猴王擅长克隆：拔根汗毛变出小美猴王 克隆就是无性生殖 体细胞克隆 治疗性克隆与生殖性克隆 表皮细胞的分化 真核细胞基因表达调节的多重性 第四节 细胞分化与肿瘤 肿瘤发生是细胞去分化或分化阻断的结果，其分子基础是基因突变或表达异常。 分化、增殖状态不同的三类细胞： 持续增殖细胞：造血干细胞、表皮基底细胞、骨原细胞 暂时不增殖细胞：肝细胞、初级卵母细胞 不增殖细胞（终末细胞）：神经元、红细胞、 表皮角质细胞、骨细胞 更新速度不同的三类细胞： 不更新、接近机体寿命：神经元、骨细胞、脂肪细胞 缓慢更新：肝细胞、胃壁细胞、肾皮质细胞 快速更新：表皮细胞、红细胞、白细胞 细胞分化的基本特点 分化状态的稳定性和可逆性(去分化、转分化) 细胞分化的时空性 一次性和持续性分化 细胞分化与细胞增殖的关系 二、细胞分化与基因表达调节 细胞分化是基因选择性表达的结果:　基因按一定时空顺序, 在特定环境信号作用下发生差异表达（differential expression)。 表达选择性： 转录水平的调节 特异性蛋白质在细胞中出现。 组织特异型基因（tissue-specific genes)［又称奢侈基因，luxury genes]与管家基因(house-keeping genes)。 分化是不同的奢侈基因被表达的结果。 细胞决定的本质是一部分基因的关闭和另一部分基因的开放。 依次诱导 第二节 细胞分化与组织更新 保持亲代干细胞的特性 增殖、分化 成体干细胞 终末分化细胞 死亡 已存在的细胞通过增殖形成相同 类型的子细胞，如肝细胞 成体干细胞产生新的分化， 如表皮细胞 成体产生新的分化细胞 单能干细胞：表皮的基底细胞 成体干细胞 多能干细胞：造血干细胞 过渡型增殖细胞 处于从干细胞到分化细胞的过渡时期，通过这些细胞的分裂，一个 干细胞所产生的子代分化细胞得到了大大的增加。 造血干细胞的分化过程 第三节 细胞分化与基因表达的 时空调节 一、不同类型的细胞合成不同的蛋白 管家基因（huose keeping gene）：编码维持细胞最低限度的功能所不可缺少的蛋白质的基因，如组蛋白、细胞周期蛋白的基因，这些基因不参与细胞分化的定向，对细胞分化只有协助作用。 奢侈基因(luxury gene)：有些蛋白和分化细胞的特殊性状 密切相关，但不是细胞基本生命活动必不可少的，编码此类蛋白的基因称为奢侈基因，与各种分化细胞的特殊性状 有直接关系。 细胞分化是奢侈基因按一定时空顺序表达的结果 细胞分化是基因按一定时空顺序 表达的结果，这种在个体发育过程 中不同的基因按照一定的时空顺序 被激活的现象称为“基因的差异表达”。 成纤维细胞被加入肌源 蛋白后分化为肌细胞 1.基因组合调控产生多种调节模式 组合调控（combinational control） 一些基因调节蛋白通过一定的组合形成一系列的调节模块，依次结合到调节序列上，在正确的时间和空间，表达正确的基因模式。该机制可以使为数不多的基因调节蛋白产生众多的细胞类型。 基因组合调控对发育的重要作用 2. DNA甲基化是一种可