细胞分化细胞生物学件精选PPT.ppt

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1、关于细胞分化细胞生物学件第1页，讲稿共134张，创作于星期三一个受精卵如何变成一个孩子？一个受精卵如何变成一个孩子？第2页，讲稿共134张，创作于星期三第3页，讲稿共134张，创作于星期三第4页，讲稿共134张，创作于星期三个体发育是通过细胞分化来实个体发育是通过细胞分化来实现的现的第5页，讲稿共134张，创作于星期三受精后受精后8 8天。胚芽完成天。胚芽完成“着陆着陆”，微微，微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞个细胞 第6页，讲稿共134张，创作于星期三第7页，讲稿共134张，创作于星期三受精后受精后6 6星期，人形已隐约可见。这时，胚星期，人形已

2、隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟胎的心跳每分钟140150140150下是母亲心下是母亲心跳的两倍。跳的两倍。第8页，讲稿共134张，创作于星期三何谓细胞分化？何谓细胞分化？第9页，讲稿共134张，创作于星期三 细胞分化细胞分化（DiffDiff rentiation rentiation cellulairecellulaire)由同源细胞逐渐变为在由同源细胞逐渐变为在形态结构形态结构、生生理功能理功能和和生化特征生化特征等方面具有稳定差异等方面具有稳定差异的另一类型细胞的过程。的另一类型细胞的过程。第10页，讲稿共134张，创作于星期三并非所有细胞均能分化并非所有细胞均能分化第11页，讲稿

3、共134张，创作于星期三干细胞干细胞(Stem Cell)是存在于人和动物发育各阶段是存在于人和动物发育各阶段（包括早期胚胎和成熟组织）的一类原始状态（包括早期胚胎和成熟组织）的一类原始状态的未分化细胞，它能够自我更新并始终保持很的未分化细胞，它能够自我更新并始终保持很强的分化潜能，可以产生一种、多种、甚至全强的分化潜能，可以产生一种、多种、甚至全部的机体细胞类型。部的机体细胞类型。具体详见第五篇第十六章具体详见第五篇第十六章第12页，讲稿共134张，创作于星期三n未分化细胞未分化细胞n自我更新自我更新(self-renew)n无限增殖无限增殖体外长期培养体外长期培养n多向分化潜能多向分化潜能

4、(multipotential)第13页，讲稿共134张，创作于星期三干细胞的类型：干细胞的类型：胚胎干细胞胚胎干细胞embryonicstemcells胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。成体干细胞成体干细胞adultstemcells成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为动物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干

5、细胞组织干细胞。如神经干细胞、。如神经干细胞、造血干细胞造血干细胞、骨髓间质干细胞、上皮干细胞骨髓间质干细胞、上皮干细胞、肝干细胞、胰腺干、肝干细胞、胰腺干细胞等。细胞等。第14页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎干细胞的来源胚胎干细胞的来源第15页，讲稿共134张，创作于星期三成体干细胞的概念成体干细胞的概念n成体干细胞又称组织干细胞，传统的观念认为它们是成体干细胞又称组织干细胞，传统的观念认为它们是存在于成体组织的未分化细胞，现在认为也包括未成存在于成体组织的未分化细胞，现在认为也包括未成年动物的组织干细胞，它们具有不断增殖和自我更新年动物的组织干细胞，它们具有不断增殖和自我更新能力、又具

6、有多向分化潜能。能力、又具有多向分化潜能。如造血干细胞、骨髓间质干细胞、神经干细胞、脂如造血干细胞、骨髓间质干细胞、神经干细胞、脂肪干细胞、上皮干细胞、胰腺干细胞、肝干细胞等肪干细胞、上皮干细胞、胰腺干细胞、肝干细胞等第16页，讲稿共134张，创作于星期三成体干细胞的功能成体干细胞的功能n自然条件下成体干细胞倾向于分化成所在组织自然条件下成体干细胞倾向于分化成所在组织的细胞，参与组织更新和损伤修复；的细胞，参与组织更新和损伤修复；n外界条件诱导下成体干细胞可横向分化成其外界条件诱导下成体干细胞可横向分化成其他组织的细胞，参与这些组织的损伤修复。他组织的细胞，参与这些组织的损伤修复。第17页，讲

7、稿共134张，创作于星期三成体的组织更新也是细胞分化的结成体的组织更新也是细胞分化的结果果保持亲代干细胞的特性保持亲代干细胞的特性增殖、分化增殖、分化成体干细胞成体干细胞终末分化细胞终末分化细胞死亡死亡已存在的细胞通过增殖形成相同已存在的细胞通过增殖形成相同类型的子细胞，如肝细胞类型的子细胞，如肝细胞成体干细胞产生新的分化，成体干细胞产生新的分化，如表皮细胞如表皮细胞成体产生新成体产生新的分化细胞的分化细胞第18页，讲稿共134张，创作于星期三表皮干细胞的分化第19页，讲稿共134张，创作于星期三各种血液细胞的形成过程各种血液细胞的形成过程第20页，讲稿共134张，创作于星期三Science.

8、1992 Mar 27;255(5052):1707-10 nNeurogenesisinthemammaliancentralnervoussystemisbelievedtoendintheperiodjustafterbirth;inthemousestriatum（纹状体）nonewneuronsareproducedafterthefirstfewdaysafterbirth.Inthisstudy,cellsisolatedfromthestriatumoftheadultmousebrainwereinducedtoproliferateinvitrobyepidermalgro

9、wthfactor.Theproliferatingcellsinitiallyexpressednestin,anintermediatefilamentfoundinneuroepithelialstemcells,andsubsequentlydevelopedthemorphologyandantigenicpropertiesofneuronsandastrocytes.Newlygeneratedcellswithneuronalmorphologywereimmunoreactiveforgamma-aminobutyricacidandsubstanceP,twoneurotr

10、ansmittersoftheadultstriatuminvivo.Thus,cellsoftheadultmousestriatumhavethecapacitytodivideanddifferentiateintoneuronsandastrocytes.Reynolds and Weiss,1992 第21页，讲稿共134张，创作于星期三Cell.1999 Jan 8;96(1):25-34 nNewneuronsarecontinuouslyaddedinspecificregionsoftheadultmammaliancentralnervoussystem.Theseneur

11、onsarederivedfrommultipotentstemcellswhoseidentityhasbeenenigmatic.Inthiswork,wepresentevidencethatependymalcells(室管膜细胞室管膜细胞)areneuralstemcells.Ependymalcellsgiverisetoarapidlyproliferatingcelltypethatgeneratesneuronsthatmigratetotheolfactorybulb.Inresponsetospinalcordinjury,ependymalcellproliferati

12、onincreasesdramaticallytogeneratemigratorycellsthatdifferentiatetoastrocytesandparticipateinscarformation.Thesedatademonstratethatependymalcellsareneuralstemcellsandidentifyanovelprocessintheresponsetocentralnervoussysteminjury.Johansson et al.,1999 第22页，讲稿共134张，创作于星期三Science.279:15281530.nMuscleReg

13、enerationbyBoneMarrow-DerivedMyogenicProgenitors Growthandrepairofskeletalmusclearenormallymediatedbythesatellitecellsthatsurroundmusclefibers.Inregeneratingmuscle,however,thenumberofmyogenicprecursorsexceedsthatofresidentsatellitecells,implyingmigrationorrecruitmentofundifferentiatedprogenitorsfrom

14、othersources.Transplantationofgeneticallymarkedbonemarrowintoimmunodeficientmicerevealedthatmarrow-derivedcellsmigrateintoareasofinducedmuscledegeneration,undergomyogenicdifferentiation,andparticipateintheregenerationofthedamagedfibers.Geneticallymodified,marrow-derivedmyogenicprogenitorscouldpotent

15、iallybeusedtotargettherapeuticgenestomuscletissue,providinganalternativestrategyfortreatmentofmusculardystrophies.Ferrari et al.,1998 第23页，讲稿共134张，创作于星期三s不同的细胞存在分化能力的差异不同的细胞存在分化能力的差异s细胞分化经历一个分化能力逐渐受限制细胞分化经历一个分化能力逐渐受限制的过程的过程全能细胞全能细胞多能细胞多能细胞单能细胞单能细胞终末分化细胞终末分化细胞第24页，讲稿共134张，创作于星期三细胞如何细胞如何hui变得不同？变得不同？第

16、25页，讲稿共134张，创作于星期三细胞有多种途径产生差异细胞有多种途径产生差异1.1.不对称的分裂不对称的分裂 细胞分裂时母细胞中的某些分子不均等地分细胞分裂时母细胞中的某些分子不均等地分配到两个子细胞中，造成子细胞向不同方向分配到两个子细胞中，造成子细胞向不同方向分化。化。第26页，讲稿共134张，创作于星期三不对称分裂：生成不同的子细胞不对称分裂：生成不同的子细胞对称分裂：子细胞形成后因受到不同的影响而成为对称分裂：子细胞形成后因受到不同的影响而成为不同的细胞不同的细胞第27页，讲稿共134张，创作于星期三2.2.细胞间的相互诱导细胞间的相互诱导来自外部的信号使一群细胞中的一个或来自外部

17、的信号使一群细胞中的一个或更多的成员进入不同的发育途径，此更多的成员进入不同的发育途径，此过程称为诱导式的相互作用。过程称为诱导式的相互作用。第28页，讲稿共134张，创作于星期三诱导信号诱导信号细胞被导入新的发育途径细胞被导入新的发育途径细胞间诱导式的相互作用细胞间诱导式的相互作用第29页，讲稿共134张，创作于星期三3.3.相邻细胞的侧向抑制相邻细胞的侧向抑制已分化的细胞可以产生抑制临近细胞朝已分化的细胞可以产生抑制临近细胞朝相同方向分化的物质，阻止它们成为和相同方向分化的物质，阻止它们成为和自己一样。自己一样。第30页，讲稿共134张，创作于星期三细胞间的相互接触和侧向抑制细胞间的相互接

18、触和侧向抑制抑制抑制信号信号第31页，讲稿共134张，创作于星期三4.4.信号分子的梯度效应信号分子的梯度效应当信号分子从一个源头向外扩散时，往往形当信号分子从一个源头向外扩散时，往往形成一个信号的浓度梯度，使得距源头远近不成一个信号的浓度梯度，使得距源头远近不同的细胞根据自己周围信号分子的浓度，表同的细胞根据自己周围信号分子的浓度，表现出各种不同的行为。现出各种不同的行为。第32页，讲稿共134张，创作于星期三成形素蛋白在小鸡四肢发育中的作用成形素蛋白在小鸡四肢发育中的作用第33页，讲稿共134张，创作于星期三细胞分化的多向性与细胞决定细胞分化的多向性与细胞决定未分化细胞未分化细胞终末分化细

19、胞终末分化细胞A A终末分化细胞终末分化细胞B B终末分化细胞终末分化细胞E E终末分化细胞终末分化细胞C C终末分化细胞终末分化细胞D D第34页，讲稿共134张，创作于星期三移植实验显示细胞的决定状态移植实验显示细胞的决定状态第35页，讲稿共134张，创作于星期三DeterminedIn developmental biology,an embryonic cell is said to be determined if it has become committed to a particular specialized path of development.This determin

20、ation reflects a change in the internal character of the cell,and it precedes the much more readily detected process of cell differentiation.第36页，讲稿共134张，创作于星期三细胞决定细胞决定鸡胚：鸡胚：移植前，肢芽（长移植前，肢芽（长出大腿）和翼芽出大腿）和翼芽（长出翅膀）两处（长出翅膀）两处细胞形态相同，均细胞形态相同，均未分化。未分化。肢芽组织块移植至肢芽组织块移植至翼芽部位，翼芽部位，结果：结果：翼尖为脚趾。翼尖为脚趾。肢芽肢芽翼芽翼芽长出翅膀

21、长出翅膀第37页，讲稿共134张，创作于星期三不同类型的细胞合成不同的蛋白不同类型的细胞合成不同的蛋白管家基因管家基因（huose keeping genehuose keeping gene）：）：编码维持细胞最低限度的编码维持细胞最低限度的功能所不可缺少的蛋白质的基因，如组蛋白、细胞周期蛋白的功能所不可缺少的蛋白质的基因，如组蛋白、细胞周期蛋白的基因，这些基因不参与细胞分化的定向，对细胞分化只有协助基因，这些基因不参与细胞分化的定向，对细胞分化只有协助作用。作用。奢侈基因奢侈基因(luxury gene)luxury gene)：有些蛋白和分化细胞的特殊性状有些蛋白和分化细胞的特殊性状密切

22、相关，但不是细胞基本生命活动必不可少的，编码此类蛋白的密切相关，但不是细胞基本生命活动必不可少的，编码此类蛋白的基因称为奢侈基因，与各种分化细胞的特殊性状基因称为奢侈基因，与各种分化细胞的特殊性状有直接关系。有直接关系。细胞分化是奢侈基因按一定时空顺序表达的结果细胞分化是奢侈基因按一定时空顺序表达的结果第38页，讲稿共134张，创作于星期三第39页，讲稿共134张，创作于星期三细胞分化是基因按一定时细胞分化是基因按一定时空顺序表达的结果，这种空顺序表达的结果，这种在个体发育过程中不同的在个体发育过程中不同的基因按照一定的时空顺序基因按照一定的时空顺序被激活的现象称为被激活的现象称为“基因基因的

23、差异表达的差异表达”。成纤维细胞被加入肌源成纤维细胞被加入肌源蛋白后分化为肌细胞蛋白后分化为肌细胞第40页，讲稿共134张，创作于星期三生皮肌节：生皮肌节：arecollectoionsofembryonicmesodermalcells 成肌细胞成肌细胞Threestagesindevelopmentofskeletalmuscleinmammals。第41页，讲稿共134张，创作于星期三Myoblastsarecommittedtobecomemusclebuthavenotyetdifferentiated;hencetheyarereferedtoasdetermined.第42页，讲

24、稿共134张，创作于星期三Myogenicgenes(myoD,myogenin,myf5,mrf4)werefirstidentifiedinstudieswithculturedfibroblasts第43页，讲稿共134张，创作于星期三Myogenic proteins are transcription factors 第44页，讲稿共134张，创作于星期三第45页，讲稿共134张，创作于星期三第46页，讲稿共134张，创作于星期三绝大多数细胞的细胞核可始绝大多数细胞的细胞核可始终保持分化的全能性终保持分化的全能性第47页，讲稿共134张，创作于星期三多能细胞：多能细胞：具有演变为多种

25、细胞类型的能力。单能细胞：单能细胞：仅具有分化形成某一种类型细胞的能力。细胞的全能性：细胞的全能性：生物体中的一个体细胞或一个性细胞在一定条件下，有能力重新形成完整的个体，或者分化形成该个体任何种类的细胞。此特性称为“细胞全能性”。受精卵、8细胞期前的胚胎细胞是全能细胞。全能细胞。第48页，讲稿共134张，创作于星期三体细胞克隆技术的诞生体细胞克隆技术的诞生n克隆（克隆（clone）就是就是指一个细胞或生物体通过无性指一个细胞或生物体通过无性繁殖方法扩增所得到的一批同样的细胞或生物体，繁殖方法扩增所得到的一批同样的细胞或生物体，简单来说就是简单来说就是无性繁殖无性繁殖。n“西游记西游记”中的美

26、猴王中的美猴王擅长克隆：拔根汗毛变出小美猴王擅长克隆：拔根汗毛变出小美猴王第49页，讲稿共134张，创作于星期三n1997年年2月月24日：克隆羊培育成功。日：克隆羊培育成功。n随后几年中，克隆牛、克隆猫、随后几年中，克隆牛、克隆猫、克隆猴相继面世。克隆猴相继面世。12生肖已经克隆了一生肖已经克隆了一半。半。n多名研究人员宣布克隆人计划多名研究人员宣布克隆人计划 克隆人：克隆人：我到底是谁？我到底是谁？第50页，讲稿共134张，创作于星期三体细胞克隆羊 多利 1997年克隆羊多利的诞生震惊了世界，被誉为克隆羊多利的诞生震惊了世界，被誉为2020世纪最重大、世纪最重大、也是最有争议的科技突破之一

27、。也是最有争议的科技突破之一。第51页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎细胞克隆猴胚胎细胞克隆猴“泰特拉泰特拉”20002000年年1 1月月这些克隆猴将用于人类糖尿病和帕金森氏症的研究。这些克隆猴将用于人类糖尿病和帕金森氏症的研究。第52页，讲稿共134张，创作于星期三茜茜来到这个世上很不容易，科学家共实验了茜茜来到这个世上很不容易，科学家共实验了188188次才次才获得成功。获得成功。克隆猫克隆猫CC(clone cat)CC(clone cat)2002 2002年初年初 第53页，讲稿共134张，创作于星期三由我国自主完成的成年体细胞克隆牛诞生，至今已产犊由我国自主完成的成年体细胞克隆

28、牛诞生，至今已产犊1414头，存活头，存活5 5头。这表明我国已成为继日本、新西兰、头。这表明我国已成为继日本、新西兰、美国等国家之后掌握体细胞克隆牛关键技术的少数国家美国等国家之后掌握体细胞克隆牛关键技术的少数国家之一。之一。中国克隆的牛犊中国克隆的牛犊第54页，讲稿共134张，创作于星期三第55页，讲稿共134张，创作于星期三1.1.将人类卵细胞中的将人类卵细胞中的DNADNA取出，由此获取出，由此获得卵细胞的空壳。得卵细胞的空壳。4.胚胎在子宫内逐渐发育成熟，直至降胚胎在子宫内逐渐发育成熟，直至降生。生。3.将早期胚胎植入代理受孕母亲的子宫。将早期胚胎植入代理受孕母亲的子宫。2.将体细胞

29、的遗传物质植入空壳，通过电击将体细胞的遗传物质植入空壳，通过电击刺激卵细胞发育，并发育到早期胚胎状。刺激卵细胞发育，并发育到早期胚胎状。第56页，讲稿共134张，创作于星期三治疗性克隆治疗性克隆通常指通过对干细胞的研究来复制人类的某些组织或器官。通常指通过对干细胞的研究来复制人类的某些组织或器官。生殖性克隆生殖性克隆是指对整个人的复制，即从被克隆的人身上取得细胞之后，是指对整个人的复制，即从被克隆的人身上取得细胞之后，将其植入被去除了遗传基因物质的卵细胞空壳中，通过刺激使新卵将其植入被去除了遗传基因物质的卵细胞空壳中，通过刺激使新卵细胞分化并形成胚胎，之后将胚胎植入母体的子宫里孕育。克隆婴细胞

30、分化并形成胚胎，之后将胚胎植入母体的子宫里孕育。克隆婴儿具有与遗传物质源相同的生理特性。儿具有与遗传物质源相同的生理特性。目前，国际上一般把对人类自身的克隆分为目前，国际上一般把对人类自身的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆治疗性克隆和生殖性克隆第57页，讲稿共134张，创作于星期三治治疗疗性性克克隆隆return第58页，讲稿共134张，创作于星期三克隆人克隆人普通人普通人第59页，讲稿共134张，创作于星期三细胞质的重新编程作用细胞质的重新编程作用Genesthatareunexpressedinsomaticcellshavebeenactivatedbyinjectingculturedc

31、ellnucleiofthefrogXenopuslaevis（非洲爪蛙）intooocytesofthenewtPleurodeleswaltlii（东方蝾螈）.Thegenesthatwereactivatedarenormallyexpressedinoocytesbutnotinculturedcells.Conversely,genesthatarenormallyexpressedinculturedcellsbutnotinoocytesbecameinactivewhenculturedcellnucleiwereinjectedintooocytes.Thesechanges

32、ingeneactivityweredetectedbytwo-dimensionalgelelectrophoresisofproteinssynthesizedbyoocytesinjectedwithnuclei.Controls,whichincludedtheuseofalpha-amanitin,showedthatthesechangesinproteinsynthesisaredependentongenetranscription.Weconcludethatgenesthatbecomeinactiveduringcelldifferentiationcanbereacti

33、vated,intheabsenceofcelldivision,bynormalcomponentsofoocytecytoplasm.ProcNatlAcadSciUSA.1977:24702474.DeRobertisEM,GurdonJB.第60页，讲稿共134张，创作于星期三DNADNA甲基化修饰可能是一种重新编程的方式甲基化修饰可能是一种重新编程的方式DNADNA自身的共价，限于自身的共价，限于CGCG序列的胞嘧啶上。序列的胞嘧啶上。由甲基转移酶催化修饰。由甲基转移酶催化修饰。甲基化和去甲基化可调节基因的转录。（甲基化和去甲基化可调节基因的转录。（CTCFCTCF蛋蛋白对白对Pax

34、6Pax6表达的调节）表达的调节）第61页，讲稿共134张，创作于星期三DNA甲基化可以忠实地得到遗传甲基化可以忠实地得到遗传第62页，讲稿共134张，创作于星期三基因芯片实验设计和过程基因芯片实验设计和过程去甲基化处理去甲基化处理48 h 后后ES 细胞在没有滋养层细胞细胞在没有滋养层细胞条件下培养条件下培养1M 甲基化转移酶抑制剂甲基化转移酶抑制剂 5-Azad-2-deoxycytidine处理处理RNA 准备准备:新鲜抽提组织新鲜抽提组织 用用RNA 600 Nano LabChip质检质检cRNA的准备的准备:l扩增率扩增率,20l电泳电泳l芯片杂交测试芯片杂交测试基因芯片基因芯片:

35、均一的背景均一的背景 良好的整体信号良好的整体信号 杂交阳性对照杂交阳性对照 GAPDH,-actin 3/5 信号信号 组内可重复性组内可重复性数据收集数据收集:高严谨性高严谨性标准化标准化(TGT,GAPDH)去甲基化去甲基化第63页，讲稿共134张，创作于星期三Demethylation-induced changes of gene expression in mouse ES cells2,0322,003Up-regulated genes by DNA demethylation-Down-regulated genes by DNA demethylation-1612 8 4

36、 0-4mRNA Ratio ChangedDnmt2Pax6H19IGF2RDnmt3b第64页，讲稿共134张，创作于星期三1.基因组合调控产生多种调节模式基因组合调控产生多种调节模式组合调控组合调控（combinationalcontrol）一些基因调节蛋白通过一定的组合形成一系一些基因调节蛋白通过一定的组合形成一系列的调节模块，依次结合到调节序列上，在列的调节模块，依次结合到调节序列上，在正确的时间和空间，表达正确的基因模式。正确的时间和空间，表达正确的基因模式。该机制可以使为数不多的基因调节蛋白产生该机制可以使为数不多的基因调节蛋白产生众多的细胞类型。众多的细胞类型。第65页，讲稿共

37、134张，创作于星期三基因组合调控对发育的重要作用基因组合调控对发育的重要作用第66页，讲稿共134张，创作于星期三二、基因调节模式的遗传二、基因调节模式的遗传和细胞记忆和细胞记忆与特化细胞的特征形成有关的基因与特化细胞的特征形成有关的基因调节模式及染色体结构变化是可以调节模式及染色体结构变化是可以遗传的。遗传的。第67页，讲稿共134张，创作于星期三正反馈环的遗传机制正反馈环的遗传机制第68页，讲稿共134张，创作于星期三三、基因表达的调节是多水平的三、基因表达的调节是多水平的第69页，讲稿共134张，创作于星期三真核细胞基因表达调节的多重性真核细胞基因表达调节的多重性第70页，讲稿共134

38、张，创作于星期三四、细胞质的作用四、细胞质的作用胞质记忆胞质记忆由细胞质中的成分直接或间由细胞质中的成分直接或间接作用于基因组，使得特定的基因被选择接作用于基因组，使得特定的基因被选择性表达的现象。性表达的现象。第71页，讲稿共134张，创作于星期三第四节第四节 细胞分化与肿瘤细胞分化与肿瘤肿瘤发生是细胞去分化或分化阻断的结果，其肿瘤发生是细胞去分化或分化阻断的结果，其分子基础是基因突变或表达异常。分子基础是基因突变或表达异常。第72页，讲稿共134张，创作于星期三一、分化异常与肿瘤一、分化异常与肿瘤肿瘤起源于一些未分化或微分化的干细胞，主肿瘤起源于一些未分化或微分化的干细胞，主要表现出要表现

39、出增殖过度、分化不全的特征。增殖过度、分化不全的特征。肿瘤细胞所处的分化状态决定了肿瘤的恶性肿瘤细胞所处的分化状态决定了肿瘤的恶性程度。程度。例如白血病是多能造血干细胞在某一阶段例如白血病是多能造血干细胞在某一阶段分化发育受阻的结果。分化发育受阻的结果。第73页，讲稿共134张，创作于星期三二、诱导分化与肿瘤治疗二、诱导分化与肿瘤治疗肿瘤细胞在一定条件和诱导分化剂的作用肿瘤细胞在一定条件和诱导分化剂的作用下可以向正常细胞转化：维甲酸治疗白血病。下可以向正常细胞转化：维甲酸治疗白血病。第74页，讲稿共134张，创作于星期三由同源细胞逐渐变为在形态结构、由同源细胞逐渐变为在形态结构、生理功能和生化

40、特征等方面具有生理功能和生化特征等方面具有稳定差异的另一类型细胞的过程稳定差异的另一类型细胞的过程称为分化。称为分化。细胞分化是胚胎发育和维持成体细胞分化是胚胎发育和维持成体生存的重要因素。生存的重要因素。本章小节本章小节第75页，讲稿共134张，创作于星期三已分化的细胞能够去分化、转分化。已分化的细胞能够去分化、转分化。细胞向哪个方向分化是由各方面因素细胞向哪个方向分化是由各方面因素共同决定的。共同决定的。第76页，讲稿共134张，创作于星期三从基因角度看细胞分化是基因按一定时从基因角度看细胞分化是基因按一定时空顺序表达的结果，这种在个体发育过空顺序表达的结果，这种在个体发育过程中不同的基因

41、按照一定的时空顺序被程中不同的基因按照一定的时空顺序被激活的现象称为激活的现象称为“基因的差异表达基因的差异表达”。第77页，讲稿共134张，创作于星期三思考题：思考题：解释下列名词解释下列名词：细胞分化细胞分化去分化去分化转分化转分化细胞全能性细胞全能性干细胞干细胞管家基因管家基因奢侈基因奢侈基因基因的差异表达基因的差异表达第78页，讲稿共134张，创作于星期三回答下列问题：回答下列问题：1.为什么肠上皮细胞频繁地更新，为什么肠上皮细胞频繁地更新，而大部分神经细胞的寿命可与机体而大部分神经细胞的寿命可与机体的寿命一样长？的寿命一样长？第79页，讲稿共134张，创作于星期三n分化、增殖状态不同

42、的三类细胞：持续增殖细胞：造血干细胞、表皮基底细胞、骨原细胞 暂时不增殖细胞：肝细胞、初级卵母细胞 不增殖细胞（终末细胞）：神经元、红细胞、表皮角质细胞、骨细胞n更新速度不同的三类细胞：不更新、接近机体寿命：神经元、骨细胞、脂肪细胞 缓慢更新：肝细胞、胃壁细胞、肾皮质细胞 快速更新：表皮细胞、红细胞、白细胞 第80页，讲稿共134张，创作于星期三干细胞干细胞stem celln未分化细胞未分化细胞n自我更新自我更新(self-renew)n无限增殖无限增殖体外长期培养体外长期培养n多向分化潜能多向分化潜能(multipotential)第81页，讲稿共134张，创作于星期三干细胞的类型：干细胞

43、的类型：胚胎干细胞胚胎干细胞embryonicstemcells胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。成体干细胞成体干细胞adultstemcells成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干细胞组织干细胞。如神经干细胞、。如神经干细胞、造造血干细胞血干细胞、骨髓间质干细胞、上皮干

44、细胞骨髓间质干细胞、上皮干细胞、肝干细胞、胰腺干细胞等。、肝干细胞、胰腺干细胞等。第82页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎早期发生：囊胚形成胚胎早期发生：囊胚形成（囊胚内细胞团）（囊胚内细胞团）第83页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎干细胞的分离和建系胚胎干细胞的分离和建系将囊胚内细胞团的细胞通过体外培养产生未分化的细将囊胚内细胞团的细胞通过体外培养产生未分化的细胞克隆，建立胚胎干细胞系胞克隆，建立胚胎干细胞系n1981年年Evans和和Martin首次成功分离和建立小鼠胚胎干首次成功分离和建立小鼠胚胎干细胞系细胞系n1998年年Thomson等首次成功分离和建立人胚胎干细胞系等首次成功分

45、离和建立人胚胎干细胞系胚胎干细胞可在体外胚胎干细胞可在体外诱导分化形成各种成体细胞诱导分化形成各种成体细胞第84页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎干细胞体外诱导分化胚胎干细胞体外诱导分化n外源诱导因子诱导外源诱导因子诱导ES细胞分化细胞分化 诱导因子：维甲酸诱导因子：维甲酸(RA)、骨形成蛋白、骨形成蛋白BMPs)、成纤维细胞生长因子、成纤维细胞生长因子(FGFs)等等n转基因诱导转基因诱导ES细胞分化细胞分化 用转基因技术使某种促分化基因在用转基因技术使某种促分化基因在ES细胞中表达、调节其分化细胞中表达、调节其分化n与其他细胞共培养诱导与其他细胞共培养诱导ES细胞分化细胞分化 创造细胞分

46、化的微环境创造细胞分化的微环境第85页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎干细胞胚胎干细胞embryonicstemcells（ES细胞）细胞）第86页，讲稿共134张，创作于星期三胚胎干细胞体外诱导分化胚胎干细胞体外诱导分化第87页，讲稿共134张，创作于星期三成体干细胞成体干细胞adultstemcells又称又称组织干细胞组织干细胞tissuestemcells第88页，讲稿共134张，创作于星期三成体干细胞的概念成体干细胞的概念n成体干细胞又称组织干细胞，传统的观念认为它们是存成体干细胞又称组织干细胞，传统的观念认为它们是存在于成体组织的未分化细胞，现在认为也包括未成年动在于成体组织的未

47、分化细胞，现在认为也包括未成年动物的组织干细胞，它们具有不断增殖和自我更新能力、物的组织干细胞，它们具有不断增殖和自我更新能力、又具有多向分化潜能。又具有多向分化潜能。如造血干细胞、骨髓间质干细胞、神经干细胞、脂肪干细胞、如造血干细胞、骨髓间质干细胞、神经干细胞、脂肪干细胞、上皮干细胞、胰腺干细胞、肝干细胞等上皮干细胞、胰腺干细胞、肝干细胞等第89页，讲稿共134张，创作于星期三成体干细胞的功能成体干细胞的功能n自然条件下成体干细胞倾向于分化成所在组织自然条件下成体干细胞倾向于分化成所在组织的细胞，参与组织更新和损伤修复；的细胞，参与组织更新和损伤修复；n外界条件诱导下成体干细胞可横向分化成其

48、他外界条件诱导下成体干细胞可横向分化成其他组织的细胞，参与这些组织的损伤修复。组织的细胞，参与这些组织的损伤修复。第90页，讲稿共134张，创作于星期三造血干细胞的分化造血干细胞的分化第91页，讲稿共134张，创作于星期三表皮干细胞的分化表皮干细胞的分化第92页，讲稿共134张，创作于星期三干细胞应用前景干细胞应用前景n细胞治疗细胞治疗n组织工程组织工程n药物筛选药物筛选n发育研究发育研究n基因功能研究基因功能研究第93页，讲稿共134张，创作于星期三干细胞和细胞治疗干细胞和细胞治疗 stem cell and cell therapy第94页，讲稿共134张，创作于星期三细胞治疗细胞治疗ce

49、ll therapyn细胞治疗是指将正常或遗传改造过的人体细胞直接移植或输入患者细胞治疗是指将正常或遗传改造过的人体细胞直接移植或输入患者体内，以达到替代受损细胞、治疗疾病的目的。利用干细胞及其分化细体内，以达到替代受损细胞、治疗疾病的目的。利用干细胞及其分化细胞进行细胞治疗是干细胞临床应用的重要研究方向。胞进行细胞治疗是干细胞临床应用的重要研究方向。胚胎干细胞和成体干细胞都能用于细胞治疗，但目前只有少数成体干胚胎干细胞和成体干细胞都能用于细胞治疗，但目前只有少数成体干细胞在细胞治疗上己开始取得临床疗效，大多数的干细胞治疗还在实验细胞在细胞治疗上己开始取得临床疗效，大多数的干细胞治疗还在实验阶

50、段。阶段。第95页，讲稿共134张，创作于星期三血液病的细胞治疗血液病的细胞治疗如白血病的细胞治疗如白血病的细胞治疗 造血干细胞移植：造血干细胞移植：自体移植（脐带血造血干细胞）自体移植（脐带血造血干细胞）无排斥反应无排斥反应同系移植（同卵孪生之间骨髓同系移植（同卵孪生之间骨髓造血干细胞）造血干细胞）一般无排斥反应一般无排斥反应同种移植（人与人之间骨髓造血干细胞）同种移植（人与人之间骨髓造血干细胞）有排斥反应（供、受者组织相容性抗原不同）有排斥反应（供、受者组织相容性抗原不同）需组织配型、选择供者（骨髓库）；需组织配型、选择供者（骨髓库）；抑制受者的免疫应答、诱导免疫耐受。抑制受者的免疫应答、