南开大学细胞生物学6.pptxVIP

6-11-2009;机体结构;细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。;神经细胞;第一节 细胞分化(Cell differentiation) 一、细胞分化的基本概念—基因的选择性表达 二、影响细胞分化的因素 三、细胞分化与胚胎发育—Hox genes ;（一）细胞分化是基因选择性表达的结果 ;（二）组织特异性基因与管家基因 ;（二）组织特异性基因与管家基因 ;（三）组合调控（combinational control）引发组织特异性基因的表达; 组合调控（combinational control）概念： 有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化的调控机制。即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。;主导基因（master gene）： 在启动细胞分化的各类调节蛋白中，往往存在一两种起决定作用的调控蛋白，编码这种蛋白的基因称为主导基因。 借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成。;（四）单细胞有机体的细胞分化 ;（五）转分化与再生;转分化（trans-differentiation）：一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化。转分化往往经历去分化(dedifferentiation)和再分化(redifferentiation) 的过程 去分化（dedifferentiation）：分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化特征的细胞的过程： 高等动物的克隆 去分化细胞的细胞核必须在卵细胞质中才能完成其去分化的过程。;再生（regeneration）： 再生是指生物体缺失一部分后发生重建的过程。广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。 ;二、影响细胞分化的因素 通过组合调控的方式启动组织特异性基因的表达是细胞分化的基本机制，因此有必要从细胞的基因组入手了解与分析影响细胞分化的因素。 （一）细胞的全能性(totipotency) （二）影响细胞分化的因素 （三）细胞分化与胚胎发育;（一）细胞的全能性（totipotency） 全能性指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。e.g.，受精卵、早期胚胎细胞；现已证实高度分化的细胞也具有全能性。 实验证据： 植物体细胞胚胎发生（plant somatic embryogenesis）; 动物克隆（1997，多莉羊；……） 高度分化的动植物体细胞，在遗传背景（基因组DNA)和功能上均是全能的。高等动物细胞，随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失发育成个体的能力，仅具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能，称为多能性(pluripotency）。;;胚胎干细胞 多能干细胞 成体干细胞 单能干细胞 （定向干细胞） 终末分化;Dolly羊的诞生说明即使是终末分化细胞,其细胞核同样也具有整套的遗传信息, 高度分化的哺乳动物体细胞核也具有发育全能性.;重编程的机制？epigenetics;（二）影响细胞分化的因素 细胞中组织特异性基因的选择性表达主要由调控蛋白所启动，调控蛋白的组合是影响细胞分化的主要的直接因素（内因）。 1.胞外信号分子对细胞分化的影响 2.细胞记忆与决定 3.受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响 4.细胞间的相互作用与位置效应 5.环境对性别决定的影响 6.染色质变化与基因重排对细胞分化的影响; 1. 胞外信号分子对细胞分化的影响 近端因子：细胞接触；旁分泌；自分泌；缝隙连接 远端因子：内分泌（激素） ;2.细胞记忆与决定 信号分子的有效作用时间是短暂的，然而细胞可以将这种短暂的作用储存起来并形成长时间的记忆，逐渐向特定方向分化。 果蝇的成虫盘(imaginal disc)是一些初级分化的细胞群，而在幼虫变态过程中，不同的成虫盘发育为成虫不同的器官，如腿、翅和触角等。人们曾把果蝇的变态前幼虫的成虫盘细胞植入成虫体内，连续移植9年，细胞增殖多达1800代，然后将这种成虫盘细胞再移植回幼虫体内则依然没有失去记亿，照例发育成为相应的器官。细胞记忆保证细胞决定的稳定性和遗传性。;成虫盘(imaginal