同济大学细胞生物学课件-第十九章细胞的分化

1、第十九章 细胞的分化一、细胞分化的概念 细胞分化(cell differentiation)是指由受精卵产生的同源细胞在形态、功能和蛋白质合成方面发生稳定性差异的过程。第一节 细胞分化的概念及其特点二、细胞分化的特点（一）细胞分化的稳定性（二）细胞分化的可逆性 去分化（dedifferentiation）（三）细胞分化的普遍性第二节 细胞决定与分化潜能的变化一、细胞决定的概念 细胞在发生可识别的形态特征变化之前，分化的方向就已由细胞内部的变化及周围环境的影响，受到了约束，确定了未来的发育命运，并向着特定方向分化，称为细胞决定(cell determination)。 早期原肠胚进行异位移植，在

2、新的位置上分化为当地组织。表明：早期原肠胚外胚层分化方向尚未决定。早期原肠胚进行异位移植，在新的位置上分化为错位组织。表明：从早期原肠胚到晚期原肠胚，外胚层内部发生变化，其未来发育命运已经决定。细胞决定的移植实验二、细胞分化的潜能变化（一） 胚胎发育过程：全能细胞多能细胞稳定型单能细胞（处于三胚层期，细胞发育方向已定）（受精卵）（器官、组织细胞）全能细胞：全能细胞（totipotent cell）是指一个具有能够表达其基因组中任何一种基因，并能分化出该生物体内任何一种类型细胞，进而发育为该生物体相同的一个完整个体能力的细胞。受精卵就是全能性细胞。（二）干细胞 根据细胞分化潜能的大小分两类：一类

3、是单能干细胞，如：表皮干细胞、精原细胞另一类为多能干细胞，如：骨髓造血干细胞干细胞能无限增殖，并有进一步分化为成熟细胞的能力表皮结构不均等分裂示意图第四节 细胞分化的分子基础细胞分化是编码那些特异蛋白的基因选择性表达的结果。全能细胞核 动物受精卵子代细胞的全能性随其发育过程逐渐减退，尽管一些体细胞在表型上已“失去”全能性，但在细胞核中仍然保留着与受精卵相等的全套基因，即高等动物体细胞核在一定条件下，可表现出全能性即该核是全能性细胞核（totipotent nuclear）。将已分化细胞的核植入去核的卵,结果发育为一个正常的个体一、奢侈基因(luxury gene)和奢侈蛋白 (luxury p

4、rotein) 是指编码分化细胞中各种特异性蛋白的基因，丧失这类基因对细胞的生存并无直接影响，但对细胞的分化起着极为重要的作用。这类基因所表达的特异性蛋白是细胞向特异类型分化的物质基础。细胞分化是奢侈基因表达的结果。二、管家基因(house keeping gene)和管家蛋白 (house keeping protein)： 管家基因是编码维持细胞生命活动所必需的蛋白质的基因及一些不编码蛋白质却参与蛋白质合成tRNA.rRNA基因等。这类基因表达的蛋白质是各类细胞普遍共有的，维持细胞最基本的生命活动所必需的蛋白质。三、基因的差次表达(differetial expression): 在胚胎发

5、育的不同阶段和不同组织中，按严格时空顺序，使特定基因按一定的程序相继活化表达，称基因的差次表达。人类珠蛋白肽链的发育演变四、基因差次表达的调节基因差次表达是在转录水平上调节。 第三节 影响细胞分化的因素 一、细胞质对早期胚胎细胞决定的作用 二、外界环境影响细胞决定与分化小鼠胚胎合并实验 两个不同基因型的8-细胞期小鼠胚胎融合产生一个嵌合体小鼠畸胎癌细胞与正常囊胚细胞融合产生嵌合体小鼠三、细胞之间的相互作用对细胞分化的影响 胚胎诱导：在胚胎发育的过程中，一部分细胞对邻近的另一部分细胞产生影响，并决定其分化方向的作用。四、激素对细胞分化的影响 如：甲状腺素是蝌蚪变成蛙的必要激素。第六节 细胞分化与癌变癌细胞是一种不受控的恶性增殖和具有广泛转移能力的异常分化细胞。根据恶性程度分为高分化、低分化和未分化，高分化保留了来源