细胞增殖与细胞周期精选课件.ppt

关于细胞增殖与细胞周期第一页，本课件共有98页细胞分裂细胞分裂第二页，本课件共有98页细胞分裂的类型细胞分裂的类型无丝分裂无丝分裂(amitosis)有丝分裂有丝分裂(mitosis)减数分裂减数分裂(meiosis)第三页，本课件共有98页无丝分裂无丝分裂又称又称直接分裂直接分裂，由，由R.Remark（1841）首）首次发现于鸡胚血细胞。次发现于鸡胚血细胞。表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，其间胞质分裂，其间不涉及纺锤体形成及染色不涉及纺锤体形成及染色体变化体变化。无丝分裂可存在无丝分裂可存在原核原核生物及生物及高等高等动植物动植物(植植物的胚乳细胞、动物的胎膜，间充组织及物的胚乳细胞、动物的胎膜，间充组织及肌肉细胞等肌肉细胞等)。第四页，本课件共有98页无丝分裂无丝分裂第五页，本课件共有98页有丝分裂有丝分裂真核生物细胞分裂的基本形式真核生物细胞分裂的基本形式,也称间接分裂。也称间接分裂。特点特点:1,出现由许多纺锤丝构成的纺锤体，出现由许多纺锤丝构成的纺锤体，2,染色质集缩成棒状的染色体染色质集缩成棒状的染色体,3,分裂中期形成临时性细胞结构：有丝分裂器分裂中期形成临时性细胞结构：有丝分裂器4,子染色体被平均分配到子细胞，子染色体被平均分配到子细胞，5,该分裂方式普遍见于高等动植物。该分裂方式普遍见于高等动植物。第六页，本课件共有98页有丝分裂分期有丝分裂分期为了便于描述为了便于描述,人为地划分为六个时期：人为地划分为六个时期：间期（间期（interphase）；）；前期前期(prophase)；前中期前中期(premetaphase)；中期中期(metaphase)；后期后期(anaphase)；末期末期(telophase)。其中间期包括其中间期包括G1期、期、S期和期和G2期，主要进行期，主要进行DNA复制、中心体复制、细胞体积增大等准备工作。复制、中心体复制、细胞体积增大等准备工作。第七页，本课件共有98页前期前期染色质凝缩染色质凝缩分裂极确立与纺锤体开始形成分裂极确立与纺锤体开始形成:分裂极的确分裂极的确立即细胞分裂方向的确定，由纺锤体形成立即细胞分裂方向的确定，由纺锤体形成的方向决定，与的方向决定，与中心粒中心粒（centriole）的活）的活性有关性有关核仁解体核仁解体核膜消失核膜消失第八页，本课件共有98页第九页，本课件共有98页Twocentrosomes,andtheirformingradialarraysofastralmicrotubulesseparatingonthesurfaceofanearlyprophasenewtlungcellnucleus.第十页，本课件共有98页中心粒与中心体中心粒与中心体中心粒中心粒在细胞周期中合成期（在细胞周期中合成期（S期）期）已完成复制，在前期移向两极，两对中心已完成复制，在前期移向两极，两对中心粒之间形成纺锤体微管，核膜解体时，中粒之间形成纺锤体微管，核膜解体时，中心粒已到达两极，并形成纺锤体；心粒已到达两极，并形成纺锤体；中心粒由中心粒由9组组3联微管构成；联微管构成；两个相互垂直的中心粒构成两个相互垂直的中心粒构成中心体中心体中心体（中心体（centrosome）周围是一些无定形）周围是一些无定形或纤维形、高电子密度的物质，叫做外中或纤维形、高电子密度的物质，叫做外中心粒物质（心粒物质（PCM，pericentriolarmaterial）第十一页，本课件共有98页外中心粒物质外中心粒物质中中心心体体结结构构模模型型第十二页，本课件共有98页前中期前中期核膜解体到染色体排列到赤道面核膜解体到染色体排列到赤道面(equatorialplane)上上第十三页，本课件共有98页中期中期1.染色体排列到赤道面上；染色体排列到赤道面上；2.纺锤体中心粒染色体有丝分纺锤体中心粒染色体有丝分裂器（临时性细胞结构）裂器（临时性细胞结构）第十四页，本课件共有98页有丝分裂器有丝分裂器第十五页，本课件共有98页纺锤体微管纺锤体微管纺锤体的三种纺锤体的三种微管微管结构：结构：极体微管（极体微管（polarmt）两极间的微管，）两极间的微管，在纺锤体中部重叠，重叠部位结合有分子在纺锤体中部重叠，重叠部位结合有分子马达。马达。着丝点微管（着丝点微管（kinetochoremt）:与染与染色质的色质的着丝粒着丝粒相连相连,是从着丝点到另一极的是从着丝点到另一极的微管；微管；星体微管（星体微管（astralmt），由中心粒放），由中心粒放射出来的微管。射出来的微管。第十六页，本课件共有98页纺锤体微管纺锤体微管星体微管星体微管着丝点微管着丝点微管极体微管极体微管第十七页，本课件共有98页着丝粒着丝粒(centromere)位于染色体主缢痕的染色质部位（大多数位于染色体主缢痕的染色质部位（大多数为异染色质）；为异染色质）；染色体中的一部分特异的核苷酸顺序染色体中的一部分特异的核苷酸顺序；DNA顺序是高度重复的顺序是高度重复的,富含富含AT碱基；碱基；其上有特异的着丝点蛋白与之相结合；其上有特异的着丝点蛋白与之相结合；有丝分裂中期以前有丝分裂中期以前,两条染色单体靠着丝粒相两条染色单体靠着丝粒相连连,后期开始时后期开始时,着丝粒的分离两条姐妹着丝粒的分离两条姐妹染色单体分开。染色单体分开。第十八页，本课件共有98页着丝粒着丝粒-动粒复合体动粒复合体纺锤丝微管束通过两个三层盘状结构纺锤丝微管束通过两个三层盘状结构,即即动动粒粒(Kinetochore)与着丝粒染色质相结合与着丝粒染色质相结合动粒内层紧贴动粒内层紧贴着丝粒异染色质着丝粒异染色质,外层主要与外层主要与微管束相联微管束相联由着丝粒和动粒共同组成的功能单位称由着丝粒和动粒共同组成的功能单位称着丝着丝粒粒-动粒复合体动粒复合体(Centromere-kinetochorecomplex,CKC).第十九页，本课件共有98页着丝粒着丝粒-动粒复合体结构动粒复合体结构动粒动粒结构域结构域中心结构域中心结构域配对结构域配对结构域卫星卫星DNA染染色色单单体体染染色色单单体体马达蛋白马达蛋白马达蛋白马达蛋白动粒动粒动粒动粒第二十页，本课件共有98页后期后期姊妹染色体单体分开并移向两极姊妹染色体单体分开并移向两极第二十一页，本课件共有98页末期末期从子染色体到达两极，至形成两个新细胞从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为止的时期。涉及子为止的时期。涉及子核的形成核的形成和和胞质分裂胞质分裂两个方面。两个方面。第二十二页，本课件共有98页末期子核的形成与胞质分裂末期子核的形成与胞质分裂末期子核的形成，经历了染色体解聚末期子核的形成，经历了染色体解聚缩，核仁出现和核膜重新形成缩，核仁出现和核膜重新形成。核分裂与胞质分裂（核分裂与胞质分裂（cytokinesis）是相）是相继发生的，属于两个分离的过程继发生的，属于两个分离的过程.细胞的胞质分裂是通过胞质收缩环的收缩细胞的胞质分裂是通过胞质收缩环的收缩实现实现;收缩环处于细胞质的周边收缩环处于细胞质的周边,由由微丝微丝(大量平行排列的大量平行排列的肌动蛋白肌动蛋白)组成组成.第二十三页，本课件共有98页第二十四页，本课件共有98页有丝分裂期细胞发生分裂障碍有丝分裂期细胞发生分裂障碍有丝分裂期细胞发生分裂障碍有生理和病理两种有丝分裂期细胞发生分裂障碍有生理和病理两种情况情况:病理状态下分裂障碍的细胞有可能触发有丝病理状态下分裂障碍的细胞有可能触发有丝分裂危象分裂危象(mitoticcatastrophe);有丝分裂危象是有丝分裂危象是由异常的有丝分裂所导致的细胞死亡的一种形式，由异常的有丝分裂所导致的细胞死亡的一种形式，细胞可呈多倍体、非整倍体，可出现多核（奇数核）细胞可呈多倍体、非整倍体，可出现多核（奇数核）、巨核，胞浆移动障碍，额外的中心体及微核形成、巨核，胞浆移动障碍，额外的中心体及微核形成等等.生理状态的分裂障碍大多为胞质分裂滞后或无胞生理状态的分裂障碍大多为胞质分裂滞后或无胞质分裂质分裂.如大多数昆虫的卵，核可进行多次分裂而如大多数昆虫的卵，核可进行多次分裂而无胞质分裂，某些藻类的多核细胞可长达数尺，无胞质分裂，某些藻类的多核细胞可长达数尺，以后胞质才分裂形成单核细胞。另外以后胞质才分裂形成单核细胞。另外,许多真核生许多真核生物的血细胞也有上述特点物的血细胞也有上述特点.第二十五页，本课件共有98页减数分裂（减数分裂（Meiosis）特点：特点：DNA复制复制一次一次，细胞连续分裂，细胞连续分裂两次两次，形成，形成单倍体单倍体的精子和卵子，通过受精作用又恢的精子和卵子，通过受精作用又恢复复二倍体二倍体分裂过程中同源染色体间发生分裂过程中同源染色体间发生交换交换，使配，使配子的遗传多样化，增加了后代的适应性，子的遗传多样化，增加了后代的适应性，是保证生物物种染色体数目稳定的机制，是保证生物物种染色体数目稳定的机制，也是物种适应环境变化不断进化的机制也是物种适应环境变化不断进化的机制。第二十六页，本课件共有98页减数分裂前期减数分裂前期I减数分裂的特殊过程主要发生在前期减数分裂的特殊过程主要发生在前期I该期人为划分为该期人为划分为5个时期：个时期：细线期（细线期（leptotene）偶线期（偶线期（zygotene）粗线期（粗线期（pachytene）双线期（双线期（diplotene）终变期（终变期（diakinesis）第二十七页，本课件共有98页细线期细线期染色体呈细线状染色体呈细线状，持续时间最长，占减数，持续时间最长，占减数分裂周期的分裂周期的40%。细线期虽然染色体已经。细线期虽然染色体已经复制，但光镜下分辨不出两条染色单体。复制，但光镜下分辨不出两条染色单体。第二十八页，本课件共有98页偶线期偶线期同源染色体配对的时期，这种配对称为同源染色体配对的时期，这种配对称为联联会会(synapsis)；这一时期同源染色体间形；这一时期同源染色体间形成成联会复合体联会复合体(synaptonemalcomplex，SC)；在光镜下可以看到两条结合在一起的染色在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体，称为体，称为二价体二价体（bivalent）；）；每一对同源染色体都经过复制，含四个染每一对同源染色体都经过复制，含四个染色单体，所以又称为色单体，所以又称为四分体四分体（tetrad）。）。第二十九页，本课件共有98页偶线期图偶线期图联会复合体联会复合体联会复合体联会复合体第三十页，本课件共有98页联会复合体（联会复合体（SC）由两条同源染色体沿纵轴形成，外观呈由两条同源染色体沿纵轴形成，外观呈梯子梯子状状；能够帮助能够帮助交换交换的完成：粗线期的完成：粗线期SC上有上有重组节重组节（与（与SC宽度相近，为电子致密球状小体），宽度相近，为电子致密球状小体），是交换发生（是交换发生（DNA重组）的部位；重组）的部位；主要由碱性蛋白质和主要由碱性蛋白质和RNA组成，并含有少量组成，并含有少量DNA；形成于偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期形成于偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期第三十一页，本课件共有98页联会复合体联会复合体姐妹染色单体姐妹染色单体和（父本的）和（父本的）姐妹染色单体姐妹染色单体和（母本的）和（母本的）中央成分中央成分侧体侧体第三十二页，本课件共有98页粗线期粗线期染色体变短，结合紧密，染色体变短，结合紧密，光镜下只在局部可以区分同源染色体，光镜下只在局部可以区分同源染色体，同源染色体的非姊妹染色单体之间存在交叉同源染色体的非姊妹染色单体之间存在交叉（片断交换）；联会复合体上的重组节与（片断交换）；联会复合体上的重组节与DNA的重组有关。的重组有关。第三十三页，本课件共有98页粗粗线线期期图图第三十四页，本课件共有98页双线期双线期联会的同源染色体相互排斥、开始分离，联会的同源染色体相互排斥、开始分离，但在交叉点但在交叉点(chiasma)上还保持着联系上还保持着联系交叉端化交叉端化(terminalization)联会复合体开始消失联会复合体开始消失二价体二价体（四分体）（四分体）第三十五页，本课件共有98页终变期终变期二价体显著变短，并向核周边移动，在核二价体显著变短，并向核周边移动，在核内均匀散开；内均匀散开；交叉端化过程发展交叉端化过程发展交叉数目减少，多只交叉数目减少，多只有一二个交叉；有一二个交叉；核仁开始消失；核仁开始消失；核被膜解体核被膜解体。第三十六页，本课件共有98页减数分裂分期减数分裂分期中期中期I后期后期I二价体的两条同源染色体分开，分别向两极移动二价体的两条同源染色体分开，分别向两极移动同源染色体随机分向两极，染色体重组，人类染色同源染色体随机分向两极，染色体重组，人类染色体重组概率有体重组概率有2的的23次方个次方个末期末期I减数分裂间期减数分裂间期减数分裂减数分裂II分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似结果：一个精母细胞形成结果：一个精母细胞形成4个精子；个精子；一个卵母细胞形成个卵子及一个卵母细胞形成个卵子及2-3个极体。个极体。第三十七页，本课件共有98页减数分裂模式图一减数分裂模式图一第三十八页，本课件共有98页减数分裂模式图二减数分裂模式图二减数分裂前的细减数分裂前的细胞胞父本的父本的母本的母本的染色单体染色单体联会联会第三十九页，本课件共有98页减数分裂后重组模式减数分裂后重组模式第四十页，本课件共有98页Chromosome recombination Minimum number of gamete types=2n,In humans,n=23第四十一页，本课件共有98页Chromosome recombination 第四十二页，本课件共有98页有丝分裂与减数分裂的比较有丝分裂与减数分裂的比较减数分裂前期有同源染色体配对（联会）；减数分裂前期有同源染色体配对（联会）；减数分裂遗传物质交换（非姐妹染色单体减数分裂遗传物质交换（非姐妹染色单体片段交换）；片段交换）；减数分裂中期后染色体独立分离，而有丝减数分裂中期后染色体独立分离，而有丝分裂则着丝点裂开后均衡分向两极；分裂则着丝点裂开后均衡分向两极；减数分裂完成后染色体数减半；减数分裂完成后染色体数减半；分裂中期着丝点在赤道板排列有差异：分裂中期着丝点在赤道板排列有差异：减数分裂中同源染色体的着丝点分别排减数分裂中同源染色体的着丝点分别排列于赤道板两侧，而有丝分裂时则整齐地列于赤道板两侧，而有丝分裂时则整齐地排列在赤道板上排列在赤道板上第四十三页，本课件共有98页细胞周期细胞周期第四十四页，本课件共有98页2001年年诺贝尔生理医学生理医学奖获奖者（从左至右）者（从左至右）Leland Hartwell、Tim Hunt和和Paul Nurse。2001的诺贝尔生理医学奖授予了3位研究细胞周期并取得卓越成就的科学家第四十五页，本课件共有98页概念及分期概念及分期概念：概念：由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。所经历的过程。分期：分期：G1期期(gap1)，指从有丝分裂完成到，指从有丝分裂完成到DNA复复制之前的间隙时间。制之前的间隙时间。S期期(synthesisphase)，指，指DNA复制的时复制的时期。期。G2期期(gap2)，指，指DNA复制完成到有丝分裂复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间。开始之前的一段时间。M期期又称又称D期期(mitosisordivision)，细胞，细胞分裂开始到结束。分裂开始到结束。第四十六页，本课件共有98页EucaryoticCellCycle第四十七页，本课件共有98页G1期期细胞生长期，主要进行细胞生长期，主要进行RNA和蛋白质的和蛋白质的生物合成生物合成,为为S期的期的DNA合成做准备合成做准备,特特别是合成别是合成DNA的前身物质、的前身物质、DNA聚合酶聚合酶和合成和合成DNA所必不可少的其他酶系所必不可少的其他酶系,以以及储备能量；及储备能量；整个细胞周期中时间变化最大，各种细整个细胞周期中时间变化最大，各种细胞的周期时间的不同，其主要差别在于胞的周期时间的不同，其主要差别在于G1期长短不一期长短不一第四十八页，本课件共有98页S期期从从G1期进入期进入S期是细胞增殖的关键时刻，期是细胞增殖的关键时刻，与与S期激活因子期激活因子(SPF)有关；有关；S期最主要的特征是期最主要的特征是DNA的合成的合成，进行，进行DNA分子的复制，且其合成与组蛋白合分子的复制，且其合成与组蛋白合成强度同步；成强度同步；DNA复制具有严格的程复制具有严格的程序性控制序性控制通常只要通常只要DNA的合成一开始的合成一开始,细胞增殖活细胞增殖活动就会进行下去动就会进行下去,直到分成两个子细胞直到分成两个子细胞第四十九页，本课件共有98页G2期期G2期又称期又称“有丝分裂准备期有丝分裂准备期”,主要为主要为后面的后面的M期做准备；期做准备；DNA的合成已终止的合成已终止,仍有仍有RNA和蛋白质的和蛋白质的合成合成,但其合成量逐渐减少但其合成量逐渐减少:1.微管蛋白的合成微管蛋白的合成,为为M期纺锤体微管的组期纺锤体微管的组装提供原料装提供原料2.M期促进因子期促进因子(MPF)的活化的活化第五十页，本课件共有98页M期期细胞周期中占时最短细胞周期中占时最短有丝分裂期是一个连续的过程；有丝分裂期是一个连续的过程；细胞有极明显的形态变化：细胞有极明显的形态变化：1.染色质浓缩成染色体染色质浓缩成染色体2.有丝分裂器形成有丝分裂器形成3.S期复制的两套期复制的两套DNA分子均分到两个子分子均分到两个子细胞中细胞中第五十一页，本课件共有98页细胞周期室细胞周期室cellcyclecompartment除了除了DNA含量变化的因素外，决定细胞周期过程的因含量变化的因素外，决定细胞周期过程的因素还应考虑：素还应考虑：RNA及染色质凝集程度等及染色质凝集程度等根据上述因素（物质条件）的不同，处于根据上述因素（物质条件）的不同，处于G1、S、G2期的细胞均可以分别处于增殖活性、静止或分化等期的细胞均可以分别处于增殖活性、静止或分化等状态；例如状态；例如RNA及触发蛋白的含量可决定及触发蛋白的含量可决定G1期细胞期细胞是否能由是否能由G1A态进入态进入G1B态（增殖活性状态），即态（增殖活性状态），即是否能继续进行增殖是否能继续进行增殖Zynkiewicz在上述理论的基础上提出：在上述理论的基础上提出：细胞周期室细胞周期室的概念的概念第五十二页，本课件共有98页细胞周期室细胞周期室G1DG0G1AG1B第五十三页，本课件共有98页细胞周期调控细胞周期调控-cyclins-CDKs-CKIs系统系统第五十四页，本课件共有98页细胞周期的调控因子细胞周期的调控因子cyclin:细胞周期蛋白，细胞周期蛋白，CDK：周期蛋白依赖性激酶：周期蛋白依赖性激酶,cyclin与与CDK结合形成激酶复合体结合形成激酶复合体,cyclin为调节亚基为调节亚基,CDK为催化亚基为催化亚基CKI：CDK激酶抑制物激酶抑制物,CDK的负调节的负调节因子，可使因子，可使CDK失活失活第五十五页，本课件共有98页细胞周期蛋白细胞周期蛋白(cyclin)第五十六页，本课件共有98页种类种类:高等动物的高等动物的cyclin分为分为A1A2B1B2B3CD1D2D3E1E2FGH特点：特点：（1）均含有一段相当保守的氨基酸序列）均含有一段相当保守的氨基酸序列-周期蛋白框周期蛋白框（Cyclinbox）,介导周期蛋白与介导周期蛋白与CDK结合。不同的结合。不同的周期蛋白框识别不同的周期蛋白框识别不同的CDK，组成不同的周期蛋白，组成不同的周期蛋白CDK复合体，表现出不同复合体，表现出不同CDK激酶活性。激酶活性。（2）M周期蛋白的分子结构含有另一特点，在近周期蛋白的分子结构含有另一特点，在近N端含端含有一段有有一段有9个氨基酸组成的特殊序列，成为个氨基酸组成的特殊序列，成为破坏框破坏框（destructionboxRXXLGX1X1N（x代表可变性氨代表可变性氨基酸）参与基酸）参与泛素介导泛素介导的周期蛋白的周期蛋白A和周期蛋白和周期蛋白B的的降解。降解。（3）G1周期蛋白分子中不含破坏框，但其周期蛋白分子中不含破坏框，但其C端含有一端含有一段特殊的段特殊的PEST序列序列（Pro-Glu-Ser-Thr,与其稳定性与其稳定性有关）有关）第五十七页，本课件共有98页细胞周期蛋白的降解盒与降解途径细胞周期蛋白的降解盒与降解途径第五十八页，本课件共有98页蛋白酶体蛋白酶体(Proteasome)的结构示意图的结构示意图第五十九页，本课件共有98页CDK（cyclindependentkinase）第六十页，本课件共有98页种类种类:cdc2(CDK1)，CDK2，CDK3，CDK4CDK8特点特点:(1)在整个细胞周期里，在整个细胞周期里，CDK的量保持在一个的量保持在一个稳定的水平，但在单独存在时没有酶活性；稳定的水平，但在单独存在时没有酶活性；(2)CDK只有与周期蛋白结合后才能发挥蛋白只有与周期蛋白结合后才能发挥蛋白激酶的功能激酶的功能;(3)由于周期蛋白的合成与降解，导致由于周期蛋白的合成与降解，导致CDK蛋蛋白激酶活性在细胞周期各个时相内的转换。白激酶活性在细胞周期各个时相内的转换。第六十一页，本课件共有98页不同类型的周期蛋白不同类型的周期蛋白激酶复合体激酶复合体脊椎动物脊椎动物第六十二页，本课件共有98页cyclinCDK对细胞周期进程的调控作用对细胞周期进程的调控作用第六十三页，本课件共有98页生长因子刺激细胞生长因子刺激细胞G1期期cyclinD表达，与表达，与CDK4、CDK6结合结合下游的蛋白质如下游的蛋白质如Rb磷酸化磷酸化磷酸化的磷酸化的Rb释放出转录因子释放出转录因子E2F促进许多基因的转录，如编码促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和和CDK1的基因的基因（一）（一）第六十四页，本课件共有98页CyclinD与与CDK结合使结合使Rb释放结合的转录因子释放结合的转录因子E2F第六十五页，本课件共有98页（二）（二）G1-S期，期，cyclinE与与CDK2结合，促进结合，促进细胞通过细胞通过G1/S限制点而进入限制点而进入S期；期；细胞内注射细胞内注射CyclinE抗体能使细胞停滞于抗体能使细胞停滞于G1期细胞进入期细胞进入S期需要期需要CyclinE的参与；的参与；将将CyclinA的抗体注射到胞内能抑制细的抗体注射到胞内能抑制细胞的胞的DNA合成推测合成推测CyclinA为为DNA复制复制所必需。所必需。第六十六页，本课件共有98页（三）（三）G2-M期，期，cyclinA、cyclinB与与CDK1结结合合结合后结合后CDK1可使底物蛋白磷酸化可使底物蛋白磷酸化组蛋白组蛋白H1磷酸化染色体凝缩磷酸化染色体凝缩核纤层蛋白磷酸化核膜解体等下核纤层蛋白磷酸化核膜解体等下游细胞周期事件游细胞周期事件第六十七页，本课件共有98页（四）（四）期中期，期中期，MPF活性达到最高活性达到最高通过一种未知的途径，激活后期促进因子通过一种未知的途径，激活后期促进因子APC泛素连接在泛素连接在cyclinB上上cyclinB被蛋白酶体（被蛋白酶体（proteasome）降解）降解一个细胞周期完成一个细胞周期完成第六十八页，本课件共有98页Cyclin-dependentkinaseinhibitors，CKI第六十九页，本课件共有98页种类及特点种类及特点Ink4：如如P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特异性抑制，特异性抑制cdk4cyclinD1、cdk6cyclinD1复合物复合物Kip：包括：包括P21cip1、P27kip1、P57kip2等，能抑制大多数等，能抑制大多数CDK的激酶活的激酶活性，性，P21cip1还能与还能与DNA聚合酶聚合酶的辅助因的辅助因子子PCNA（proliferatingcellnuclearantigen）结合，直接抑制）结合，直接抑制DNA的合成的合成第七十页，本课件共有98页P21cip1抑制抑制CDK和和PCNA(增殖细胞核抗增殖细胞核抗原原)DNA聚合酶聚合酶的辅助因子的辅助因子第七十一页，本课件共有98页细胞周期调控细胞周期调控-细胞周期检验点细胞周期检验点第七十二页，本课件共有98页细胞要分裂，必须细胞要分裂，必须正确复制正确复制DNA和和达到一达到一定的体积定的体积(获得获得足够物质支持足够物质支持)；细胞周期的运行，是在一系列称为检验点细胞周期的运行，是在一系列称为检验点（checkpoint）的严格检控下进行的；）的严格检控下进行的；当当DNA发生损伤发生损伤，复制不完全复制不完全或或纺锤体形纺锤体形成不正常成不正常，细胞将不能通过检验点，而使，细胞将不能通过检验点，而使周期周期被被阻断阻断;多种因素可以对检验点进行调控：例如作多种因素可以对检验点进行调控：例如作用于用于G1S检验点的抑素检验点的抑素(S因子因子)可阻止细可阻止细胞进入胞进入S期期；作用于；作用于G2M检验点的抑素检验点的抑素(M因子因子)可阻止可阻止G2期细胞进入期细胞进入M期期第七十三页，本课件共有98页检验点包括检验点包括1.G1/S检验点检验点:在哺乳动物中称在哺乳动物中称R点点(restrictionpoint)，控制细胞由静止状态的，控制细胞由静止状态的G1进入进入DNA合成合成期，相关的事件包括：期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？境是否适宜？细胞体积是否足够大？2.S期期检验点：检验点：DNA复制是否完成？复制是否完成？3.G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大是否损伤？细胞体积是否足够大？4.中中-后期后期检验点（纺锤体组装检验点）：任何一检验点（纺锤体组装检验点）：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制后个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制后期促进因子期促进因子(APC)的活性，引起细胞周期中断。的活性，引起细胞周期中断。第七十四页，本课件共有98页细胞周期四个主要的检验点细胞周期四个主要的检验点第七十五页，本课件共有98页细胞的类型（根据是否有细胞的类型（根据是否有R点限制）点限制）继续增殖细胞：表皮生发层细胞、部分骨髓继续增殖细胞：表皮生发层细胞、部分骨髓细胞细胞暂不增殖细胞：但在适当的刺激下可重新进暂不增殖细胞：但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。入细胞周期，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。不再增殖细胞：指不可逆地脱离细胞周期，不再增殖细胞：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、不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等肌肉、多形核细胞等第七十六页，本课件共有98页细胞周期的研究方法细胞周期的研究方法细胞同步化细胞同步化细胞周期调控研究方法细胞周期调控研究方法3H-TdR掺入法掺入法标记有丝分裂百分率法标记有丝分裂百分率法第七十七页，本课件共有98页细胞同步化细胞同步化(synchronization)处于细胞周期不同阶段的细胞处于细胞周期不同阶段的细胞,共同共同进入进入周期某一特定阶段的过程周期某一特定阶段的过程分类分类:自然同步化自然同步化人工同步化人工同步化:选择同步化选择同步化诱导同步化诱导同步化两者的结合两者的结合第七十八页，本课件共有98页选择同步化选择同步化有丝分裂选择法：有丝分裂选择法：M期细胞与培养皿的附期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。着性低，振荡脱离器壁收集。优点：操作简单，同步化程度高，细胞不优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。受药物伤害。缺点：获得的细胞数量较少（分裂细胞约缺点：获得的细胞数量较少（分裂细胞约占占1%2%）第七十九页，本课件共有98页诱导同步化诱导同步化DNA合成阻断法：合成阻断法：DNA合成抑制剂可逆地合成抑制剂可逆地抑制抑制S期细胞期细胞DNA合成合成-细胞同步于细胞同步于S期。期。中期阻断法中期阻断法秋水仙素等药物秋水仙素等药物-抑制纺锤体微管的抑制纺锤体微管的聚合聚合-细胞阻断于有丝分裂中期。优点是细胞阻断于有丝分裂中期。优点是无非均衡生长现象，缺点是可逆性较差。无非均衡生长现象，缺点是可逆性较差。第八十页，本课件共有98页细胞周期调控研究方法细胞周期调控研究方法免疫组化法免疫组化法:特异性抗体检测细胞周期特异性抗体检测细胞周期调控相关蛋白的表达调控相关蛋白的表达显微注射法显微注射法:将需要研究的物质注入周将需要研究的物质注入周期特定阶段的细胞期特定阶段的细胞,了解上述物质在周了解上述物质在周期调控中的作用期调控中的作用细胞融合细胞融合:了解与细胞周期某一特定活了解与细胞周期某一特定活动相关的调节因素动相关的调节因素,在时间及亚细胞水平在时间及亚细胞水平的定位的定位第八十一页，本课件共有98页标记有丝分裂百分率法（标记有丝分裂百分率法（percentagelabeledmitoses，PLM）一种常用的测定细胞周期时间的方法；一种常用的测定细胞周期时间的方法；原理：原理：对测定细胞进行脉冲标记对测定细胞进行脉冲标记、定时定时取材取材、利用、利用放射自显影技术放射自显影技术显示标记细显示标记细胞，通过胞，通过统计标记统计标记有丝分裂细胞有丝分裂细胞百分数百分数的办法来测定细胞周期。的办法来测定细胞周期。第八十二页，本课件共有98页3H-TdR掺入法掺入法细胞用含细胞用含3H-TdR的培养基培养的培养基培养,用放射自用放射自显影方法分析细胞中银粒量的多少及分显影方法分析细胞中银粒量的多少及分布位置布位置:1.推断细胞周期各时相的动态变化推断细胞周期各时相的动态变化2.研究同步化的研究同步化的S期细胞期细胞DNA合成的动合成的动态过程态过程第八十三页，本课件共有98页细胞增殖细胞增殖(cellproliferation)概念概念:细胞通过生长和分裂使细胞数目增加，细胞通过生长和分裂使细胞数目增加，使子细胞获得和母细胞相同遗传特性使子细胞获得和母细胞相同遗传特性的过程是细胞生命活动的基本特征的过程是细胞生命活动的基本特征之一之一第八十四页，本课件共有98页调节：调节：1.cyclins-CDKs-CKIs系统系统2.环境因子环境因子3.遗传因子遗传因子第八十五页，本课件共有98页环境因子环境因子1.抑素抑素2.环核苷酸信使系统环核苷酸信使系统3.S期激活因子期激活因子(SPF)和期促进因子和期促进因子(MPF)4.生长因子生长因子(多肽类物质多肽类物质)第八十六页，本课件共有98页生长因子对细胞增殖的调节作用生长因子对细胞增殖的调节作用第八十七页，本课件共有98页生长因子生长因子PDGFG0期向期向G1期期EGFG1/SILTGF第八十八页，本课件共有98页遗传因子遗传因子细胞分裂周期基因：如细胞分裂周期基因：如cdc8为与为与DNA复制复制有关的基因有关的基因,cdc31与中心粒复制有关与中心粒复制有关癌基因癌基因编码一些生长因子或其受体类似物编码一些生长因子或其受体类似物抑癌基因：如抑癌基因：如p53基因，基因，p16/MTS1,Rb第八十九页，本课件共有98页细胞周期和其他的一些细胞生理过程就像多米诺骨牌细胞周期和其他的一些细胞生理过程就像多米诺骨牌第九十页，本课件共有98页细胞周期与医学细胞周期与医学第九十一页，本课件共有98页VEGF:血管内皮生长因子血管内皮生长因子-增殖性疤痕内增殖性疤痕内VEGF蛋白及蛋白及VEGFmRNA表达明显升高，表达明显升高，VEGF蛋白的表达与疤痕组织表皮细胞增殖、蛋白的表达与疤痕组织表皮细胞增殖、血管新生高度相关；血管新生高度相关；EGF:表皮生长因子表皮生长因子,它的主要作用是促进它的主要作用是促进皮肤细胞的增殖、分化皮肤细胞的增殖、分化,加速新陈代谢加速新陈代谢,提高提高新细胞在皮肤中所占的比例；目前临床中新细胞在皮肤中所占的比例；目前临床中已用于已用于创伤组织的修复治疗创伤组织的修复治疗.细胞周期与组织再生细胞周期与组织再生第九十二页，本课件共有98页细胞周期与肿瘤细胞周期与肿瘤第九十三页，本课件共有98页肿瘤细胞的增殖周期肿瘤细胞的增殖周期特点特点:1.肿瘤细胞周期的时间与正常细胞肿瘤细胞周期的时间与正常细胞相同相同甚或甚或延长延长,但其但其细胞群体中细胞群体中处于增殖状态的细胞占大多数处于增殖状态的细胞占大多数2.无增殖极限无增殖极限a.细胞增殖周期失控细胞增殖周期失控(cyclins-CDKs-CKIs系统紊乱系统紊乱)b.无接触抑制无接触抑制c.核质分裂不协调核质分裂不协调:细胞的纺锤体形成过早细胞的纺锤体形成过早,可导致核分裂提前可导致核分裂提前完成完成,而胞质分裂还未准备好而胞质分裂还未准备好,最终可能导致胞质分裂后的最终可能导致胞质分裂后的两个子细胞的两个子细胞的DNA含量出现差异含量出现差异d.染色体运动及分配紊乱染色体运动及分配紊乱f.非正常状态的检测不力不能阻断异常状态下非正常状态的检测不力不能阻断异常状态下细胞的周期进程细胞的周期进程第九十四页，本课件共有98页细胞周期与肿瘤治疗细胞周期与肿瘤治疗细胞增殖周期理论与临床合理用药细胞增殖周期理论与临床合理用药:在一个在一个肿瘤细胞群中，细胞分别处于不同时相，肿瘤细胞群中，细胞分别处于不同时相，而不同的药物作用于细胞周期的不同时相，而不同的药物作用于细胞周期的不同时相，故单个药物很难完全杀灭肿瘤细胞，而故单个药物很难完全杀灭肿瘤细胞，而多多个药物联合应用个药物联合应用可增加杀伤肿瘤细胞的强可增加杀伤肿瘤细胞的强度和广度。度和广度。第九十五页，本课件共有98页需要掌握的内容需要掌握的内容有丝分裂及减数分裂的特点及二者的比较有丝分裂及减数分裂的特点及二者的比较细胞周期及细胞周期室的概念细胞周期及细胞周期室的概念细胞周期各时相的特点细胞周期各时相的特点细胞周期的调控（细胞周期的调控（cyclins-CDKs-CKIs系系统）及研究方法统）及研究方法细胞增殖的概念细胞增殖的概念联会复合体的概念及特点联会复合体的概念及特点细胞周期检验点细胞周期检验点第九十六页，本课件共有98页Thanksforyourattention!第九十七页，本课件共有98页感感谢谢大大家家观观看看第九十八页，本课件共有98页