细胞分化与癌细胞10

1、会计学1细胞分化与癌细胞细胞分化与癌细胞10几种生物的细胞数目与类型几种生物的细胞数目与类型物种 细胞数 细胞类型 团藻 海绵 水螅 涡虫 人 102 103 105 109 1014 2 510 1020 100 200 一、一、 细胞分化细胞分化(Cell differentiation)(Cell differentiation)（四）细胞分化的机理（四）细胞分化的机理1.1.细胞的全能性细胞的全能性(totipotency)(totipotency)植物细胞具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株植物细胞具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株 1. Plant cells在动

2、物体中，随细胞分化程度的提高，细胞分化潜能越在动物体中，随细胞分化程度的提高，细胞分化潜能越来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部遗传物质。来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部遗传物质。 动物细胞核移植动物细胞核移植(Nuclear transfer)实验证明细胞核具有发育全能性实验证明细胞核具有发育全能性The sheep star: DollyDolly: A lamb with no father 克隆能给人类带来什么？克隆能给人类带来什么？克隆动物是未来的制药厂克隆动物是未来的制药厂克隆的爱因斯坦会懂克隆的爱因斯坦会懂“相对论相对论”吗吗分子杂交技术检测基因及其表达分子杂交技术检

3、测基因及其表达组织特异性基因与当家基因组织特异性基因与当家基因2 2、干细胞、干细胞stem cellstem cell(1) Embryonic stem cells 嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞单核细胞单核细胞嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞红细胞红细胞巨嗜细胞巨嗜细胞嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞B细胞细胞T细胞细胞(2) Adult stem cells干细胞分化是个连续的过程：干细胞干细胞分化是个连续的过程：干细胞- -祖细胞（发育和分化中丧失自我更新能力保留多祖细胞（发育和分化中丧失自我更新能力保留多细胞谱系分化潜能）细胞谱系分化潜能）- -前体细胞（分化命运已经决定功能尚未成熟）前体细胞（分化命运

4、已经决定功能尚未成熟）- -不再分化的终不再分化的终末细胞末细胞按照发生学来源：胚胎干细胞和成体干细胞按照发生学来源：胚胎干细胞和成体干细胞按照分化潜能的大小，分为三种：按照分化潜能的大小，分为三种： 全能干细胞全能干细胞(embryo stem cell)(embryo stem cell)：具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能 多能干细胞：分化出多种组织细胞的潜能，但其发育潜能受到限制，失去了发育成多能干细胞：分化出多种组织细胞的潜能，但其发育潜能受到限制，失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。完整个体的能力，如造血干细胞。 单能干细胞（单能干细

5、胞（monopotential cell）只分化出某一细胞类型的干细胞，如表皮干细）只分化出某一细胞类型的干细胞，如表皮干细胞。胞。（二）干细胞的基本特征（二）干细胞的基本特征（1）形态特征：一般呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比较大。）形态特征：一般呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比较大。（2）生化特征：端粒酶活性高，一般具有较异的细胞表面标志。）生化特征：端粒酶活性高，一般具有较异的细胞表面标志。（3）增殖特征：细胞增殖较为缓慢，有时具有自我更新能力。）增殖特征：细胞增殖较为缓慢，有时具有自我更新能力。（三）胚胎干细胞及其应用（三）胚胎干细胞及其应用For repairing tissue d

6、amage caused by disease or injury, including: Diseases that impair brain function, such as Alzheimers disease and Parkinsons disease Spinal cord injuries Blood diseases, including leukemias Burns 细胞移植、基因治疗、细胞移植、基因治疗、药物筛选和毒性检测、药物筛选和毒性检测、促进对生物发育机制的促进对生物发育机制的研究研究Production of differentiated cells from

7、mouse ES cells in culture.ES细胞：来源于胚泡期内细胞团，具有无限增殖能力，理论上分化为细胞：来源于胚泡期内细胞团，具有无限增殖能力，理论上分化为200多种细胞多种细胞，形成生物体各组织器官的能力。，形成生物体各组织器官的能力。Stem cells migrate to sites of organ damage and differentiate to cell types competent to participate in tissue regeneration.利用干细胞可塑性利用干细胞可塑性二二 癌细胞癌细胞(Cancer cell)(Cancer cel

8、l)黑色素肉瘤侵袭正常肝黑色素肉瘤侵袭正常肝组织组织（一）（一）癌细胞的主要特征癌细胞的主要特征前列腺前列腺肾脏肾脏白血病白血病胰腺胰腺卵巢卵巢脑脑黑色素黑色素直肠直肠结肠结肠淋巴癌淋巴癌乳腺癌乳腺癌体外培养的恶性转化细胞的特征体外培养的恶性转化细胞的特征正常细胞以单层方式生长正常细胞以单层方式生长癌细胞层叠生长癌细胞层叠生长（二）、致癌因子及癌基因学说（二）、致癌因子及癌基因学说化学致癌因子化学致癌因子物理致癌因子物理致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子苯并芘苯并芘去氨基化去氨基化食物感染食物感染吸烟吸烟去氨基化去氨基化体内反体内反应，如应，如肝代谢肝代谢阳光照射阳光照射基因芯片技术技术在癌症诊

9、基因芯片技术技术在癌症诊断中的应用断中的应用图示两种白血病的表达深蓝色代表低表达；深红色代表高表达；列代表不同的样本数据急性淋巴母细胞白血病急性淋巴母细胞白血病急性骨髓性白血病急性骨髓性白血病在导致结肠癌发生的细胞谱系中，各种可能的遗传改变顺序之一。癌癌正常结正常结肠细胞肠细胞细胞生细胞生长加速长加速早期腺早期腺瘤瘤中期腺中期腺瘤瘤晚期腺晚期腺瘤瘤转移转移(三三)、癌症产生是基因突变积累和自然选择的结果、癌症产生是基因突变积累和自然选择的结果 癌基因（癌基因（oncogenesoncogenes）：）：v-v-onc onc and c-and c-onconc 抑癌基因（抑癌基因（tumor

10、-suppressor genetumor-suppressor gene）Rb p53Rb p53 特特 点点 原癌基因原癌基因 抑癌基因抑癌基因 基因属性基因属性 细胞增殖必需 细胞分化必需 致癌方式致癌方式 基因突变激活、异常表达 基因缺失或失活Rous(1911)发现鸡的致癌RNA病毒；1963年发现RSV突变株：tsRSV 鸡成纤维细胞40C37C细胞正常 病毒正常繁殖细胞癌变 病毒正常繁殖tdRSV 鸡成纤维细胞40C37C细胞正常 细胞正常 病毒正常繁殖病毒正常繁殖 v-oncogenetdRSV3端缺失15002000bp;不影响病毒复制，但影响细胞转化1976年发现，正常鸡细

11、胞核DNA中，具有与V-onc的同源序列，称正常细胞中的同源序列为原癌基因（protooncogene）,或C-oncogene.v-onc和和c-onc的关系的关系：c-onc来自来自v-onc. 理由如下:1、v-onc对病毒复制和生存都是不必要的；而c-onc对细胞重要功能和活动不可缺少；提示c-onc是进化中保存下来的细胞重要结构元件。2、发现的30种c-onc是依靠病毒的v-onc探针找到的；并不是所有c-onc都有对应的同源v-onc。3、v-src缺失3/4不能致癌的RSV,注入鸡体内，发现缺失的v-src与c-src发生重组，v-src回复并致癌。抑癌基因（tumor supp

12、ressor gene）Harris(1968):癌细胞系与同组织正常细胞融合杂交细胞无恶性表型，也不致癌； 随着染色体丢失则可能恢复致癌（Rb13q14.1）.调节区调节区原癌基因原癌基因突变或缺失突变或缺失基因编码的蛋白发基因编码的蛋白发生结构或功能改变生结构或功能改变原癌基因原癌基因编码的蛋编码的蛋白白重排的重排的DNA调控调控序列改变序列改变下游基因下游基因表达表达基因编码蛋基因编码蛋白合成增加白合成增加突变或缺失突变或缺失基因编码蛋白合成增加基因编码蛋白合成增加合成的蛋白含有合成的蛋白含有其他基因的编码其他基因的编码片段，这样的融片段，这样的融合蛋白不再受到合蛋白不再受到正常的调控正

13、常的调控蛋白质编码的基因蛋白质编码的基因有关重排与原癌基有关重排与原癌基因片段融合，形成因片段融合，形成一个融合基因一个融合基因突变的肿瘤突变的肿瘤抑制基因抑制基因肿瘤抑制基肿瘤抑制基因的两个同因的两个同源拷贝都发源拷贝都发生突变生突变生长失控生长失控细胞正常生长细胞正常生长细胞正常生长细胞正常生长细胞正细胞正常生长常生长细胞正常生长细胞正常生长原癌基因原癌基因细胞正常生长细胞正常生长原癌基因原癌基因突变为癌突变为癌基因基因生长失控生长失控(四四)、癌症能治疗吗、癌症能治疗吗1何谓细胞分化？为什麽说细胞分化是基因选择性表达的结果？2组织特异性基因的表达是如何调控的？3影响细胞分化的因素有哪些？

14、请予说明。4说明癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。5为什麽说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果？6如何理解真核细胞基因表达调控的复杂性？7真核细胞基因表达调控有哪些不同环节，各有何作用？教学要求：教学要求：掌握基因差异表达与细胞分化，肿瘤的发生机制，以及真核细胞基因表达的调控过程。细胞分化的基本概念（管家基因，组织特异性基因）和实质，影响和调节因素，及与发育过程的关系。癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因，肿瘤发生的起因与过程。真核细胞基因表达的三个彼此相对独立的调控水平：转录水平的调控；加工水平的调控；翻译水平的调控。各调控系统的特征及生物学作用。（四）细胞分化的机理（四）细胞分化的机理在动物体中，随细胞分化程度的提高，细胞分化潜能越在动物体中，随细胞分化程度的提高，细胞分化潜能越来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部遗传物质。来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部遗传物质。 动物细胞核移植动物细胞核移植(Nuclear transfer)实验证明细胞核具有发育全能性实验证明细胞核具有发育全能性嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞单核细胞单核细胞嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞红细胞红细胞巨嗜细胞巨嗜细胞嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞B细胞细胞T细胞细胞(2) Adult stem cells在导致结肠癌发生的细胞谱系中，各种可能的遗传改变顺序之一。癌癌正