胚胎发育的细胞增殖和分化

胚胎发育的细胞增殖和分化演示文稿目前一页\总数五十四页\编于二十一点（优选）胚胎发育的细胞增殖和分化目前二页\总数五十四页\编于二十一点概述目前三页\总数五十四页\编于二十一点胚胎发育过程：细胞生长分化识别迁移死亡功能表达组织和器官的形成等目前四页\总数五十四页\编于二十一点

细胞增殖：细胞数量的增加

细胞分裂

细胞分化：不同类型细胞的形成

形态结构和生理功能发生专一性的改变目前五页\总数五十四页\编于二十一点6ProliferationofeukaryoticcellCellgrowthDNAreplicationCelldivisionWhatiscellcycle?细胞周期,---从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。一、细胞增殖目前六页\总数五十四页\编于二十一点7PhasesofthecellcycleG1phaseSphaseG2phaseMphase目前七页\总数五十四页\编于二十一点8Phaseofcellcycle

M-PhaseMitosisCytokinesisInterphaseG1=GapbetweenMandSS=Synthesis(DNAandcentrosomesreplicated)G2=GapbetweenSandM目前八页\总数五十四页\编于二十一点9CellCycleRegulation

Cyclins

CyclinDependentKinases(CDKs)

CyclinDependentKinasesInhibitors(CDKIS)目前九页\总数五十四页\编于二十一点勒兰德·哈特韦尔发现了大量控制细胞周期的基因，其中一种被称为“START”的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。保罗·纳斯的贡献是，在哈特韦尔的基础上，通过基因与分子法发现了调节细胞周期的一种关键物质CDK（细胞周期蛋白依赖激酶），CDK是通过对其他蛋白质的化学作用来驱动细胞周期的。蒂莫西·亨特的贡献是首次发现了调节CDK功能的物质CYCLIN（细胞周期蛋白）。目前十页\总数五十四页\编于二十一点11TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001wasawardedjointlytoLelandH.Hartwell,TimHuntandSirPaulM.Nurse"fortheirdiscoveriesofkeyregulatorsofthecellcycle".LelandH.HartwellTimHuntSirPaulM.Nurse目前十一页\总数五十四页\编于二十一点①连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。

②休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。

③不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。成体细胞分裂目前十二页\总数五十四页\编于二十一点胚胎时期细胞分裂早期：卵裂目前十三页\总数五十四页\编于二十一点目前十四页\总数五十四页\编于二十一点1.细胞在两次分裂之间没有生长期，细胞体积并不增大，基因在早期不表达。2.致密化：细胞核和细胞质的比值迅速增加，细胞之间的粘附加强。3.细胞周期是连续的S期和M期的交替。胚胎时期细胞分裂早期：卵裂目前十五页\总数五十四页\编于二十一点桑葚胚:致密化极性目前十六页\总数五十四页\编于二十一点17Stagesofmouseandhumanpreimplantationdevelopment.(TE:trophectoderm;ICM:innercellmass;EPI:epiblast;PE:primitiveendoderm)目前十七页\总数五十四页\编于二十一点18目前十八页\总数五十四页\编于二十一点19CockburnK,RossantJ.Makingtheblastocyst:lessonsfromthemouse.JClinInvest.2010,120(4):995-1003.目前十九页\总数五十四页\编于二十一点20异常卵裂卵裂时间延迟:植入失败不规则卵裂:胚胎异常发育多精受精:多倍体，最终死亡或畸形单卵双胎或多胎:两个胚泡，单独的羊膜和绒毛膜；两个内细胞群，单独的羊膜，共有绒毛膜和胎盘；两个原条，共有羊膜和绒毛膜目前二十页\总数五十四页\编于二十一点21目前二十一页\总数五十四页\编于二十一点22Siamesetwins目前二十二页\总数五十四页\编于二十一点23早期胚胎发育的调控Beforegenomeactivation母源作用基因(miRNAs,transcriptionalfactors,DNAmethyltransferase,…)Aftergenomeactivation

Transcriptionalfactors(Cdx2,Oct4…)HeatshockproteinsCytokines…目前二十三页\总数五十四页\编于二十一点24目前二十四页\总数五十四页\编于二十一点25Cdx2Oct4Oct-4:许多基因的转录因子特异性表达于全能细胞中目前二十五页\总数五十四页\编于二十一点26当一个细胞分裂有丝分裂产生两个“染色体完全相同的子细胞”。SO,HOWDOTHESECELLSBECOMEDIFFERENTFROMONEANOTHER?目前二十六页\总数五十四页\编于二十一点27二、细胞分化细胞分化是指合子发育成为个体的过程中细胞之间逐渐产生稳定差异的过程。发育生物学研究之核心。目前二十七页\总数五十四页\编于二十一点28在细胞分化的基础上，胚胎逐渐产生出许多不同的组织、器官和系统，协调地组成一个复杂、精巧、能自主生活的生命个体。目前二十八页\总数五十四页\编于二十一点29在细胞之间出现可识别的形态和功能差异之前，细胞已经具备向特定方向分化，最终形成具有一定表型特征细胞的能力，这种细胞的发育选择称为细胞决定。决定先于分化。细胞决定的主要标志是细胞内部开始合成特异性的蛋白质。细胞决定与细胞分化目前二十九页\总数五十四页\编于二十一点30CytoplasmicDeterminantsandInductiveSignalsAnegg’scytoplasmcontainsRNA,proteins,andothersubstancesthataredistributedunevenlyintheunfertilizedegg.Cytoplasmicdeterminantsarematernalsubstancesintheeggthatinfluenceearlydevelopment.Asthezygotedividesbymitosis,cellscontaindifferentcytoplasmicdeterminants,whichleadtodifferentgeneexpression.目前三十页\总数五十四页\编于二十一点31(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermNucleus目前三十一页\总数五十四页\编于二十一点32(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteNucleus目前三十二页\总数五十四页\编于二十一点33(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteMitoticcelldivisionTwo-celledembryoNucleus目前三十三页\总数五十四页\编于二十一点34(b)InductionbynearbycellsSignalmolecule(inducer)SignaltransductionpathwayEarlyembryo(32cells)NUCLEUSSignalreceptor目前三十四页\总数五十四页\编于二十一点35TotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotent→Pluripotent→Unipotent→Differentiated目前三十五页\总数五十四页\编于二十一点36细胞分化的影响因素基因的调控细胞之间的作用激素环境因素目前三十六页\总数五十四页\编于二十一点受精卵发育形成的细胞含有相同基因但在发育中只有5-10%基因表达(人类基因总数约3万--5万)且表达的基因差异较大Why?基因的调控目前三十七页\总数五十四页\编于二十一点38基因的调控管家基因(house-keepinggenes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，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。(Helper)奢侈基因(Luxurygene)：即组织特异性基因（tissue-specificgenes），是指不同类型细胞中特异性表达的基因，指导产生细胞分化时出现的各种特异蛋白。(Determinant)目前三十八页\总数五十四页\编于二十一点39目前三十九页\总数五十四页\编于二十一点40ExampleMyoblastsproducemuscle-specificproteinsandformskeletalmusclecellsMyoDisoneofseveral“masterregulatorygenes”thatproduceproteinsthatcommitthecelltobecomingskeletalmuscleTheMyoDproteinisatranscriptionfactorthatbindstoenhancersofvarioustargetgenes目前四十页\总数五十四页\编于二十一点41EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFF目前四十一页\总数五十四页\编于二十一点42EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)目前四十二页\总数五十四页\编于二十一点43EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoD目前四十三页\总数五十四页\编于二十一点44EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAmRNAmRNAMyosin,othermuscleproteins,andcellcycle–blockingproteinsPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoDAnothertranscriptionfactor目前四十四页\总数五十四页\编于二十一点目前四十五页\总数五十四页\编于二十一点46细胞之间的作用细胞诱导细胞抑制微环境：细胞外基质目前四十六页\总数五十四页\编于二十一点47细胞诱导Inductionistheprocessbywhichonegroupofcellsproducesasignalthatdeterminesthefateofasecondgroupofcells.目前四十七页\总数五十四页\编于二十一点48目前四十八页\总数五十四页\编于二十一点49细胞外基质

Extracellularmatrix(ECM)ECMcancontrolthedifferentiationbyinfluencingtheintracellulargeneexpressionsviasignaltransduction.目前四十九页\总数五十四页\编于二十一点ExogenousECMpreventstheinhibitionofskeletalmuscledifferentiationbyproteoglycansynth