第八篇_之_细胞分化.ppt

二、 细胞分化的潜能 单个细胞在一定条件下具有 分化发育成完整个体的能力。 随着细胞分化，细胞的分化潜能进一步受到限制，只有分化形成 某一类型细胞的能力。 三、 细胞分化与基因表达 不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。 又称组织特异性基因(tissue-specific genes) 指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型 细胞特异的形态结构特征与特异的功能； 如红细胞的血红蛋白基因，皮肤的角蛋白基因。 细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活性修饰等不同水平，其中转录因子介导的转录水平调控最为重要。 四、 细胞分化的影响因素 在卵裂期间，不同的细胞质组分被分配到不同类型的细胞内，这些特殊的组分被称为形态发生的决定子，它们支配细胞分化的途径 指一部分细胞对其邻近细胞的形态发生影响，并决定其分化方向。如眼的形成。 是通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤维细胞生长因子，转化生长因子，Wnt家族等。 在胚胎发育中，分化的细胞受到邻近细胞产生的抑制物影响，其作用与诱导相对。 如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正常的心脏。 用含成体蛙脑组织碎片的培养液培养蛙胚，也不产生正常的脑， 说明，已分化的细胞可以产生抑制邻近细胞进行同样的分化的物质，使发育的器官之间相互区别而避免重复发生。 激素是远距离调节细胞分化的信息分子。 包括：甾体激素和肽类激素； 特点：靶细胞的特异性；激素作用的高效性； 如：蝌蚪变态过程中，尾部退化及前肢形成是由于甲状腺分泌的甲状腺素和三碘甲状腺氨基酸的分泌增加所致。 如：卵巢产生雌激素，促进雌性第二性征的发育分化。 细胞粘合是由于同类细胞可以通过表面同样的粘合分子，进行相互识别、黏着、聚集并相互作用，这有利于形态发生以及正常结构的构建和维持。 五、 细胞分化与肿瘤 肿瘤细胞是生物体内的正常细胞演变而来的。 从细胞分化的观点分析肿瘤，可认为，细胞癌变是细胞分化领域中的一个特殊问题, 肿瘤细胞是正常细胞分化机制失控造成的。 细胞生长与分裂失去控制 具有浸润性和扩散性 细胞间相互作用改变 蛋白表达谱系或蛋白活性改变 mＲＮＡ转录谱系改变。 接触抑制现象消失 传统的治疗方法，外科手术切除／化学疗法和放射性治疗都是杀伤性治疗。 研究表明肿瘤细胞可以在高浓度的分化信号作用下，被诱导分化为正常细胞。如，应用维甲酸治疗早幼粒细胞白血病的诱导分化治疗取得了大批病例的成功. 提示了肿瘤治疗的一个新方向。 思考题 管家基因、奢侈基因 什麽是细胞分化？有那些具体特征？ 细胞分化的影响因素有那些？ 为什么说在发育过程中细胞的潜能逐渐变窄？ 一般认为,某以类型的成体细胞中能够表达的基因仅占基因总数的5-10%,其余大部分基因处于抑制状态. 这种抑制状态是可逆的,已分化细胞的基因表达活性可以被改变,其表达与否受基因组中所处的微环境和存在与细胞中的因子所控制。 细节补充： 细胞质影响细胞核的活动,影响细胞核中基因的表达,进而影响细胞的分化 胚胎的正常发育是起始于卵母细胞贮存的信息，这些信息在细胞中定位分布，通过各种途径调节蛋白质的合成。 卵母细胞中除储存营养物质和蛋白外，还含有多种mＲＮＡ，其中多数mＲＮＡ与蛋白质结合，处于非活性状态，成为隐秘mＲＮＡ。随着受精卵早期卵裂，隐秘mＲＮＡ不均一地分配到子细胞中。 动物受精卵并不是均一结构，而是具有高度的异质性；动物卵细胞中，贮存有2-5万种不同核甘酸序列的mRNA，专供受精卵的启动、分化和发育之用，用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，使RNA的合成受到抑制，胚胎发育仍能进行至囊胚期，但如用蛋白质翻译抑制剂嘌呤霉素或亚胺环己酮处理受精卵，结果受精卵完全停止分化发育。卵细胞中的mRNA并非均匀分布的，而是位于特定的空间。因此卵细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运，如昆虫是以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的后端极质部的细胞发育为原始生殖细胞，用紫外线照射这一区域，破坏极质，卵将发育为无生殖细胞的不育个体。 胚胎诱导具有区域特异性和遗传特异性两个显著特点. 在多细胞生物的个体发育过程中，细胞分化的去向与不同胚层细胞间的相互作用有关， 这种近端组织的相互作用是通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤维细胞生长因子，转化生长因子，Wnt家族等。 正常细胞一旦恶化，它的许多生物学行为，包括生化组成，形态结构和功能都发生了显著的变化，可视为细胞的异常分化。 成为不衰老的永生细胞,丧失分化细胞的正常生理功能,在形态学上趋于一致,表现出某些未分化细胞的特征.”去分化” 一般认为，细胞癌变是细胞去分化的结果，即已经分化的细胞回复到未分化的状态