第十三十五章细胞分化、干细胞..ppt

第十三章 细胞分化 第一节 细胞分化的基本内容 一、概念 一种类型的细胞转变为在形态结构、生理功能和生化特性等方面发生稳定改变的其他类型细胞的过程。 本质：基因表达差异，遗传物质未改变 少数终末分化细胞遗传物质丢失 二、特点 时空性：细胞分化潜能随个体发育逐渐变小，与细胞分裂密切相关 细胞分裂次数 ↑ 细胞分化能力 ↓ 稳定性：保持分化后细胞结构和功能的稳定，遗传的稳定性 可逆性和全能性：受细胞周围环境影响 克隆羊试验 注：少数细胞遗传物质丢失—终末细胞（不可逆） 间介中胚层和侧中胚层的分化 二、 细胞分化的决定因素 2. 基因选择表达决定细胞分化 （1）同源盒基因排列顺序决定个体发育和细胞分化 （2）染色质结构与修饰决定细胞分化 DNA的缺失、重排、甲基化修饰 组蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化 分化主导基因表达控制 人类主要组织相容性复合体（MHC）基因 TCR β链基因重排 三、细胞分化的影响因素 细胞间相互作用 激素内分泌系统 环境因素 （一）细胞间相互作用 胚胎诱导：胚胎发育过程中，细胞间相互作用改变细胞分化方向 胚胎诱导的分子基础是旁分泌此外，相互之间的连接及基质，甚至挤压也会影响胚胎发育 第二节 细胞分化与疾病 细胞分化与肿瘤 细胞分化与再生 一、 细胞分化与肿瘤 肿瘤细胞表现为低分化、高增殖特性 肿瘤细胞是异常分化细胞，表现为高度异质性（基因突变、染色体畸变） 丧失接触抑制 诱导分化可抑制肿瘤生长：反式维甲酸 治疗 急性早幼粒细胞白血病(APL) 二、细胞分化与再生 生长：幼体发育成为成体，体形增大的过程 机体各部分生长速度有差异，头部生长慢，四肢生长快。 再生：机体某部分损伤或丧失后的修复过程 血细胞、皮肤上皮、消化道上皮细胞的衰老与更新较快，其他器官组织再生能力较差， 越高等的生物，再生能力越差 再生的分类 微变态再生：含去分化——再分化过程，如两栖类动物再生肢体。 变形再生：已存在组织的重组分化，基本没有新的生长, 例如水螅的再生。 补偿性再生：细胞分裂，产生相似细胞，如哺乳动物肝脏再生。 参与再生过程的细胞 干细胞或祖细胞：最常见的再生机制，干细胞一般通过中间类型细胞及定向逆分化为祖细胞再分化为终末分化细胞 已分化细胞：已分化细胞去分化或转分化，然后再分化，形成失去的组织或器官 第十五章 干细胞 干细胞（stem cell）：具有自我更新能力和分化潜能的细胞。 干细胞分类： 按细胞来源分类: 胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESc）：受精卵、卵裂球、内细胞团、原始生殖干细胞 成体干细胞（somatic stem cell ）：皮肤、肠、肌肉、神经、造血、基质 一、 干细胞的分类 按分化潜能分类：可分为三种类型 （1）全能性干细胞(totipotent stem cell)：具有形成完整个体的分化潜能。（卵裂球细胞） （2）多能性干细胞（pluripotent stem cell) ：具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体。如胚胎干细胞（ES细胞），原肠胚三胚层细胞。 （3）专能干细胞（mutipotent stem cell)（也称偏能干细胞）：只能向一种相应组织类型细胞分化。 二、干细胞的形态及生化特征 （一）形态特征：幼稚、原始细胞特征 多呈圆形或椭圆形， 体积小 核质比例大 膜性细胞器不发达 （二）生化特征： 细胞增殖相关基因活跃 端粒酶活性高 有特殊的生化标志（免疫标志） 三、增殖特征 增殖的缓慢性： 通过过渡细胞增殖 自稳定性 干细胞数目维持相对稳定——连续分裂，长时间静止 两种增殖方式： 对称分裂——子代两个细胞都是干细胞或分化细胞 不对称分裂——子代两个细胞一个是干细胞，另一个为分化细胞 四、分化特征 多分化潜能性 分化特定功能的细胞 受分化前干细胞的数目和分裂次数控制 分化潜能有时空限制 有一定的可塑性 在适当条件可以发生转分化和去分化 五、干细胞微环境 干细胞的维持需要严格的局部条件和微环境 干细胞巢（stem cell niche）：干细胞与周围细胞及基质组成的动态平衡局部环境 二、 胚胎干细胞 卵裂球 细胞 囊胚：内细胞团（Inner cell mass, ICM) 滋养层细胞(Trophoblast) 胚胎生殖细胞（ embryonic germ stem cell,EGc）:原始生殖细胞（primary germ cell, PGc） 胚胎癌细胞（ embryonic carcinoma cell,ECc）：畸胎瘤细胞 标志： 阶段特异性胚胎抗原（SSEA） 碱性磷酸酶 三、 成