第十讲 分化.ppt

第一节 细胞分化 细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。 每个人的一生中都在进行着细胞分化。 细胞分裂的不对称性和细胞间的相互作用是细胞分化的两个基本机制。 一、细胞分化潜能 全能性：totipotency 细胞经分裂和分化后的具核细胞仍会具有产生完整的生命体的潜能或特性。如受精卵、早期的胚胎细胞，植物细胞。 60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移殖，90年代末多利羊的诞生都证明了分化细胞具有完整的DNA。 多能性 pluripotency 随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能。 干细胞 stem cell 多潜能性的细胞 多能干细胞 单能干细胞（定向干细胞） 仅具有分化形成某一类型能力细胞 此分化过程称 终末分化 二、细胞分化的机理 二、细胞分化的机理 The classical ABC model 影响花器官发生的同源异型突变 TYPE1：影响第一和第二轮器官（花被） TYPE2: 影响第二和第三轮器官改变。 TYPE3：影响第三和第四轮器官（生 殖器官）伴随最内两轮器官数量和轮数的增加。 二、细胞分化的机理 卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。 北极或动物极：极体释放的部位； 南极或植物极：相对北极而言，母体物质主要储存在于植物极。 动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布； 用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行至囊胚期 用蛋白质翻译抑制剂嘌呤霉素处理受精卵，受精卵停止发育。 卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。 昆虫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。 （二）细胞间的相互作用 1、胚胎诱导(embryonic induction) ： 胚胎发育过程中，一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。 诱导者(inductor) ：对其它细胞起诱导作用的细胞： 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； 视胞可诱导其外面的外胚层形成晶体，而晶体又可诱导外胚层形成角膜。 2、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，则蛙胚不能发育出正常的心脏。 3、细胞数量效应 小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功能的胰腺组织，但如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织，如果再把分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。 4、细胞外基质的影响 干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞； 在I型胶原和纤粘连蛋白上形成纤维细胞； 在II型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。 5、激素的作用 如昆虫的保幼激素和蜕皮激素。 （三）细胞核与细胞分化 1、染色体结构的变化 1）基因删除：原生动物、昆虫、甲壳动物。 2）基因扩增：果蝇多线染色体。 3）基因重排：免疫球蛋白基因（106~108种抗体）。 4）DNA的甲基化与异染色质化：胞嘧啶的甲基化使基因失活。 2、基因与细胞分化 无论是母体mRNA的作用还是细胞间的相互作用，其结果是启动特定基因的表达。 根据对果蝇、家蚕等实验动物的研究表明： 卵受精后，首先表达的是母体基因；母体基因的产物是转录因子，沿胚的前后轴形成一个浓度梯度，决定了胚的前后位置和头尾区域；控制其它基因的表达： 母体基因→ 间隙基因→ 成对基因→体节极性基因→同源异形基因（homeotic gene，Hox） Gene and Development (四)外界环境对发育的影响 三、成体中的细胞分化 ①已存在的细胞功能由弱、强、减退到丧失。经历了新生→成熟→衰老→死亡的过程。 ②已有的分化细胞通过分裂产生两个功能相同的细胞，如血管内皮细胞。 ③干细胞的分裂与分化，如多能造血干细胞。 四、再生 指生物的器官损伤后，剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象，广义来看再生是生命的普遍现象，从分子、细胞到组织器官都具有再生现象。 1.?生理性再生：即细胞更新，如人的红细胞。 2.? 修复性再生：壁虎的尾、蝾螈的断肢、螃蟹的肢。沃尔夫晶体再生 3.? ? 无性繁殖 人类对肿瘤的认识历史 流行病学研究 人类对肿瘤的认识历史 流行病学研究 人类对肿瘤的认识历史 人类对肿瘤的认识历史 人类对肿瘤的认识历史 肿瘤（tumor）在致瘤因素作用下，细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致异常增生。 良性肿瘤：生长缓慢，与周围组织边界明显。 恶性肿瘤：癌症(cancer)，生