细胞生物学（第五版）-第14章 细胞分化与干细胞.ppt

作者：momoTian 作者：momoTian 作者：momoTian 作者：momoTian 多莉羊的克隆 动物克隆技术的基本理论问题是体细胞的重编程问题，即已分化的染色质如何通过重新“编程”回到初始未分化的细胞状态，然后才有可能沿正常的发育程序分化成各种类型的细胞 如蛙skin细胞核移植后发育成蝌蚪 Dolly羊的诞生说明高度分化的哺乳动物体细胞核也具有发育全能性 以上证明了即使是哺乳动物终末分化的细胞，也可以通过细胞重编程逆转成为具有全能性的干细胞。 作者：momoTian 二、胚胎干细胞 指从原始生殖细胞或着床前的内细胞团获得的一种具有多潜能性、可发育成为各种细胞、同时可保持不分化状态而持续生长的克隆细胞系。 作者：momoTian 体外培养的人胚胎干细胞 作者：momoTian 人类治疗性克隆与再生医学的设想 基于人胚胎干细胞系的建立和克隆羊的成功，2001年B.Haseltine 提出了再生医学的概念，旨在将治疗性克隆技术与人胚胎干细胞的制备相结合，利用体外构建的自身组织与器官来使患者得以康复的新的治疗理念，极大地促进了干细胞体外定向分化及其相关领域研究的发展。 作者：momoTian 翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版） 翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版） Copyright ? 高等教育出版社 2011 * * * * * 第14章 细胞分化与干细胞 细胞生物学（第5版） 主编 丁明孝 王喜忠 张传茂 陈建国 作者：momoTian 本章主要内容 第一节 细胞分化 第二节 干细胞 作者：momoTian 第一节 细胞分化 多细胞有机体由各种不同类型的细胞组成，这些细胞通常是一个受精卵细胞经增殖分裂和细胞分化衍生而来。 作者：momoTian 细胞分化是指在个体发育中，由一种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，产生不同的细胞类群的过程。 一、细胞分化的基本概念 作者：momoTian 绝大多数细胞分化不是因为遗传物质的丢失，而是由于细胞选择性地表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异 （一）细胞分化是基因选择性表达的结果 作者：momoTian 管家基因 (house-keeping genes)，又称持家基因，是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。管家基因始终保持着低水平的甲基化并且一直处于活性转录状态。 组织特异性基因：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的形态结构特征与特异的生理功能。 （二）管家基因/组织特异性基因 作者：momoTian 组合调控概念：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 （三）组合调控引发组织特异性基因的表达 作者：momoTian 体外培养的成纤维细胞 (来自皮肤结缔组织) 关键性调控蛋白MyoD 成纤维细胞表现出骨骼肌细胞的特征: 表达大量的肌动蛋白和肌球蛋白构成收缩器，并融合成肌细胞样的多核细胞等。 显然在成纤维细胞中已经具备了肌细胞特异性基因表达所需要的其他必要调控蛋白，一旦加入MyoD后，即形成了启动肌细胞分化的特异的调控蛋白组合。 一种在成肌细胞分化为骨骼肌细胞过程中的关键调控蛋白 作者：momoTian 在发育的早期，把果蝇ey基因转入到将发育成腿的幼虫细胞中表达，结果诱导产生构成眼的不同类型细胞的三维组合，最终在腿的中部形成眼。 作者：momoTian （四）单细胞有机体的细胞分化 黏菌繁殖过程示意图 细胞分化并非多细胞有机体独有的特征，单细胞生物甚至原核生物也存在细胞分化。 作者：momoTian 此过程中，许多生物的卵裂按照严格的图式进行，且各类细胞产生的时间、顺序、位置和类型，在发育的早期就已确定。 作者：momoTian （六）转分化与再生 作者：momoTian （五）转分化与再生 作者：momoTian 作者：momoTian （一）受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响 作者：momoTian 作者：momoTian 眼的发生示意图 近旁组织的诱导互相作用 正常情况下，早期的视泡诱导与之接触的外胚层上皮细胞发育成晶状体，随后在视泡和晶状体的共同诱导下，外侧的表皮细胞形成角膜。如果把早期的视泡移植在头部其他部位，也可诱导与之接触的外胚层发育成晶状体 （二）胞外信号分子及细胞的位置信息决定细胞分化 的命运 作者：momoTian 近端组织相互作用主要是通过信号分子改变靶细胞的分化方向。细胞能够接收到哪些类型的信号分子，取决于细胞在胚胎或成体中所处的空间位置。 根据信号细胞和靶细胞的距离，可分为短程诱导(相距5-1