细胞分化课件.pptxVIP

细胞分化;多细胞个体发育过程与细胞分化潜能 概念：细胞分化(cell differentiation) ——个体发育过程中 细胞在结构和功能上 发生差异的过程，包括：胚胎发育、胚后发育 胚胎发育：卵裂、囊胚、原肠胚、神经轴胚期、器官发生 胚后发育：幼体从卵膜孵化出/幼体从母体分娩 后，幼年→成年→老年→衰老死亡 细胞分化 起始于：原肠胚形成后，胚胎期典型，贯穿个体发育整个过程 动物和人类胚胎的三胚层代表不同类型细胞的分化去向 卵裂 cleavage：受精卵 快速反复 有丝分裂 时期 囊胚 blastula：卵裂形成的 中空球状 形体 原肠胚 gastrula：细胞出现可识别差异，出现 —— 内、中、外 三胚层，不同分化去向;细胞分化的基本概念;细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄” 两栖类 囊胚前，哺乳类 8细胞胚 及之前，均能在一定条件下 分化发育成 完整的个体 —— 全能性细胞 totipotent cell 三胚层 形成后，细胞空间位置、微环境的差异，使分化潜能被限制，各胚层细胞 只能向本胚层组织和器官方向 分化发育，成为 —— 多能细胞 pluripotent cell 经过器官发生，各种组织细胞的命运最终确定，呈单能化unipotency 细胞分化的一般规律： 全能→多能→单能 多数植物、少数动物（如 低等水螅）体细胞 仍具“全能性” 高等动物和人类，成体期时，部分组织器官保留部分微分化的组织干细胞，其余均为 终末分化细胞;胚胎干细胞;成体干细胞;终末分化细胞的细胞核具有全能性 细胞分化：全能→多能→单能→终末细胞 细胞核：总是 全能性 → 全能性 细胞核 totipotent nucleus 20世纪60年代，非洲爪蟾 核移植 首次证明：终末分化细胞的核，依旧 具有全能性;细胞分化的基本概念;细胞分化的基本概念;细胞分化方向的决定因素→未知 细胞决定的影响因素：①卵细胞极性、早期胚胎细胞的不对称分裂；②早期胚胎细胞间的相互作用 细胞的不对称分裂，胞质中 mRNA+转录因子(RNP) 分布不均，导致差异 细胞决定具有遗传稳定性 典型的例子是果蝇成虫盘(幼虫体内 已决定尚未分化)细胞的连续多次移 植实验，细胞的决定状态非常稳定， 可以遗传 细胞决定的可逆性 → 转??定 transdetermination 细胞分化的决定机制研究策略：①基因敲除的模式生物，找出相关基因；②研究ES细胞，找到其向三胚层细胞分化的决定因子;细胞分化的基本概念;诱导多能干细胞(iPS)/news/hot/research/102236.html;②特定条件下已分化的细胞可转分化为另一种类型细胞 在高度分化的动物细胞中还可见到另一种现象，即从一种分化状态转变为另一种分化状态，这种情况称为 转分化 transdifferentiation 水母横纹肌＋相关细胞外基质=横纹肌 水母横纹肌－相关细胞外基质=平滑肌+神经元等 神经元+特定条件=血细胞+脂肪细胞 无论是动物还是植物，细胞分化的稳定性是普遍存在的，而分化的可逆性，即发生细胞的转分化或去分化是有条件的;?细胞重编程可以改变细胞的分化状态 细胞重编程 cellular reprogramming：将成熟终末分化细胞 逆转为原始的多能、甚至全能干细胞状态的过程 例子：SCNT 体细胞核移植(动物克隆)；iPS（induced pluripotent stem cell） 细胞分化的时空性 一个细胞在不同的发育阶段可以有不同的形态结构和功能，即时间上的分化；同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的空间位置不同，其环境也不一样，可以有不同的形态和功能，即空间上的分化 细胞分裂与细胞分化 细胞分裂和细胞分化 个体发育过程中的两个重要事件：在细胞分裂基础上 分化；分化发生在G1期，细胞分裂快速 细胞分化减慢，分裂速度慢 细胞分化程度高;基因组的活动模式 基因的选择性表达是细胞分化的普遍规律 细胞分化过程 并不是基因丢失或永久性失活，基因组不改变 基因组活动模式：在个体发育中，基因按照一定时空顺序，差异表达differential expression 奢侈基因 luxury gene：在特定类型细胞表达，以执行此类细胞特定功能的基因 (赋予此类细胞 特定的特征) 管家基因 house-keeping gene：在各类细胞都表达，维持细胞存活、生长的必需基因 细胞分化的本质： 基因的选择性表达，一些基因处于活化状态，同时另一些基因被抑制而不活化;基因组改变是细胞分化的特例 基因扩增：果蝇的唾液腺细胞和卵巢滤泡细胞等，在分化中 特定基因选择性扩增，甚至 染色体多次复制，形成多倍体 polyploid 和多线体 polyteny 染色体丢