[医药卫生]第10章细胞分化.pptVIP

细胞分化 细胞分化 多细胞有机体是由各种不同类型的细胞组成，而这些 细胞又都是由一个受精卵细胞经增殖分裂和细胞分化衍生而来。 细胞分化 在个体发育过程中，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，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化（Cell Differentiation） 一、细胞分化(一) 细胞分化的基本概念 细胞分化是基因选择性表达的结果 细胞分化是由于细胞选择性表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞在形态、结构和功能的差异。 分子杂交技术检测基因及其表达 2. 管家基因和奢侈基因 house-keeping genes luxury genes 分化细胞基因组中所表达的基因大致可分为两种基本类型管家基因和奢侈基因 2. 管家基因和奢侈基因 house-keeping genes luxury genes 管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因和糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。 2. 管家基因和奢侈基因 house-keeping genes luxury genes 奢侈基因是指不同的细胞类型进行特异表达的基因，其产物赋予不同类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。 细胞分化的实质是奢侈基因在时间与空间上的差异表达。这种差异表达不仅涉及到基因转录水平和转录加工水平上的精确调控，而且还涉及染色体和DNA水平，翻译和翻译后加工与修饰水平上复杂而严格的调控过程。 3. 组合调控引发组织特异性基 因的表达 通过组合调控的方式，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。 组合调控(combinational control)，每种细胞类型的分化是由多种调控蛋白共同调控完成。 组合调控 3. 组合调控引发组织特异性基 因的表达 在起动细胞分化的各类调控蛋白组合中，其中往往是只有一两种调控蛋白是起决定作用的因子。这样，单一调控蛋白就有可能启动整个的细胞分化过程。 在成肌细胞分化成骨骼肌细胞的过程中，MyoD起关键性的调控作用。如MyoD在体外培养的成纤维细胞中表达，结果使来自皮肤结缔组织的成纤维细胞表现出骨骼肌细胞的特征。 3. 组合调控引发组织特异性基 因的表达 借助组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其他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。 Formation of Eye 4. 转分化与再生 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转分化。 转分化往往经历去分化和再分化的过程。 去分化是指分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化细胞特征的过程。 4. 转分化与再生 生物界普遍存在再生现象，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。一般再生是指生物体缺失一部分后发生重建的过程。 4. 转分化与再生 不同的多细胞有机体其再生能力有明显差异。 再生现象从另一方面反映了细胞的全能性。 (二) 细胞的全能性 细胞的全能性(totipotency)是指细胞经分裂和分化后仍然具有产生完整有机体的潜能或特性。 在整个发育过程中细胞分化的潜能逐渐受到限制，经历由全能(TOTIPOTENT)到多能(PLURIPOTENT)到决定(DETERMINED)的过程。 细胞分化全景 内中外胚层 (二) 细胞的全能性 动物体细胞克隆 Enuleate frog Microinjection Clone pig A Clone Pig B Clone Pig C Birth of Dolly Dolly,1 year old Dolly with Reportor Ainstan Hitler Dolly and Polly Dolly,6 years old Dolly with Wilmut (二) 细胞的全能性 已分化细胞的细胞核仍然具有全能性。 细胞分化并非由于它们丢失了基因或所含基因不同。基因的“开关”是可以“打开”和“关闭”的，分化的细 胞各自选择性地“打开”并表达了不同的基因。 (三)影响细胞分化的因素 胞外信号分子对细胞分化的影响 对细胞分化发生影响的胞外信号分子通过近端组织相互作用或远端组织相互作用两种方式对细胞分化发生影响。 1.胞外信号分子对细胞分化的影响 在胚胎发育过程中，一部分细胞会影响其周围细胞使它们向一定方向分化，这种作用称为胚胎诱导或近端组织相互作用。 胚胎诱导通过细胞旁分泌产生的信号分子如bFGF，TGF及hedgehog家族、Wnt家族、Juxtacrine家族等五大家族因子实现。 眼发育过程 1.胞外信号分子对细胞分化