第十五章细胞分化与胚胎发育.pptVIP

蛙的胚胎发育过程 现在是1页\一共有33页\编辑于星期五 细胞分化 现在是2页\一共有33页\编辑于星期五 第一节 细胞分化 一、细胞分化的基本概念 二、细胞的全能性与多能干细胞 三、影响细胞分化的因素 现在是3页\一共有33页\编辑于星期五 一、重要的名词 细胞分化； 管家基因/组织特异性基因； 转分化/重编程； 细胞全能性/多能性； 干细胞/诱导多能干细胞； 终末分化； 决定子/“决定早于分化” 现在是4页\一共有33页\编辑于星期五 植物细胞的全能性 现在是5页\一共有33页\编辑于星期五 干细胞（stem cell ） 定义：具有无限制自我更新能力、同时也可分化成特定组织的细胞，在细胞发育过程中处于较原始阶段。 包括： 胚胎干细胞 成体干细胞： 上皮干细胞 造血干细胞 神经干细胞 肌肉干细胞 现在是6页\一共有33页\编辑于星期五 细胞重编程(Reprogrammingv Cells) 指分化的细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态, 或者形成胚胎干细胞系, 或者进一步发育成一个新的个体的过程。 “返老还童” 现在是7页\一共有33页\编辑于星期五 个体中所有不同种类的细胞的遗传背景完全一样； 分化细胞彼此之间在形态、结构、功能方面的不同是由于其拥有不同的蛋白质所致； 细胞分化中最显著的特点是分化状态的稳定性； 虽然细胞分化是一种相对稳定和持久的过程, 但是在一定的条件下, 细胞分化又是可逆的。 二、重要的问题 1、分化细胞的特点？ 现在是8页\一共有33页\编辑于星期五 组合调控的作用机制示意图 2、组合调控引发组织特异性基因的表达。 现在是9页\一共有33页\编辑于星期五 黏菌繁殖过程示意图 现在是10页\一共有33页\编辑于星期五 造血干细胞逐级分化为各种类型的血细胞 3、多能干细胞？ 现在是11页\一共有33页\编辑于星期五 诱导多能干细胞（ iPS ）建系过程的示意图 3、诱导多能干细胞iPS(induced pluripotent stem cells) ？ 现在是12页\一共有33页\编辑于星期五 人体胚胎干细胞(hES) 优点：有潜力在体内发育成任何细胞类型。 缺点： (l)供体卵母细胞的来源困难, ES细胞建系效率低； (2)免疫排斥反应； (3)ES细胞具有成瘤性； (4)体外保持ES细胞全能性的条件非常复杂； (5)伦理学争论。 现在是13页\一共有33页\编辑于星期五 诱导多能干细胞（iPS） 通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）细胞样的多潜能细胞。 iPS细胞不仅在细胞形态、 生长特性、 干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、 基因表达谱、 染色质状态、 形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。 现在是14页\一共有33页\编辑于星期五 iPS优点 与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同，iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞，因此没有伦理学的问题。 利用iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专用的干细胞，所以不会有免疫排斥的问题。 现在是15页\一共有33页\编辑于星期五 iPS缺点 比如，添加4个“重新编程”基因或取代疾病细胞中有缺陷基因的方法都可能有导致癌症的副作用。 现在是16页\一共有33页\编辑于星期五 iPS发展历程 2006年日本京都大学山中伸弥Shinya Yamanaka领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了iPS的研究。 他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这4种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似。 现在是17页\一共有33页\编辑于星期五 现在是18页\一共有33页\编辑于星期五 2007年末，Thompson实验室(美国Wisconsin大学)和山中伸弥实验室几乎同时报道，利用iPS技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。 所不同的是日本实验室依然采用了用逆转录病毒引入Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4 4种因子组