胚胎发育的细胞增殖和分化精选PPT.ppt

《胚胎发育的细胞增殖和分化精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《胚胎发育的细胞增殖和分化精选PPT.ppt（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于胚胎发育的细胞增殖和分化第1页，讲稿共60张，创作于星期三概概 述述第2页，讲稿共60张，创作于星期三概概 述述第3页，讲稿共60张，创作于星期三胚胎发育过程：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第4页，讲稿共60张，创作于星期三 细胞增殖细胞增殖：细胞数量的增加 细胞分裂 细胞分化细胞分化：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第5页，讲稿共60张，创作于星期三6Proliferation of eukaryotic cell Cell growthDNA replicationCell divisionWhat is cell cycle?细

2、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、一、细胞增殖细胞增殖第6页，讲稿共60张，创作于星期三7Phases of the cell cycleG1 phaseS phaseG2 phaseM phase第7页，讲稿共60张，创作于星期三8Phase of cell cycle M-PhaseMitosisCytokinesisInterphaseG1=Gap between M and SS=Synthesis(DNA and centrosomes replicated)G2=Gap between S and M第8页，讲稿共60张，创作于星期三9Cell

3、 Cycle Regulation Cyclins Cyclin Dependent Kinases(CDKs)Cyclin Dependent Kinases Inhibitors(CDKIS)第9页，讲稿共60张，创作于星期三勒兰德勒兰德 哈特韦尔哈特韦尔 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。保罗保罗 纳斯纳斯的贡献是，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。蒂莫西蒂莫西亨特亨特的贡献是首次发现了调节

4、CDK功能的 物质CYCLIN（细胞周期蛋白）。第10页，讲稿共60张，创作于星期三11The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001 was awarded jointly to Leland H.Hartwell,Tim Hunt and Sir Paul M.Nurse for their discoveries of key regulators of the cell cycle.Leland H.Hartwell Tim Hunt Sir Paul M.Nurse第11页，讲稿共60张，创作于星期三连续分裂细胞连续分裂细胞，在细胞周期中

5、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。休眠细胞休眠细胞暂不分裂，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。不分裂细胞不分裂细胞，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。成体细胞分裂第12页，讲稿共60张，创作于星期三胚胎时期细胞分裂 早期：卵裂第13页，讲稿共60张，创作于星期三第14页，讲稿共60张，创作于星期三1.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

6、裂 早期：卵裂第15页，讲稿共60张，创作于星期三桑葚胚桑葚胚:致密化致密化 极性极性第16页，讲稿共60张，创作于星期三17 Stages of mouse and human preimplantation development.(TE:trophectoderm;ICM:inner cell mass;EPI:epiblast;PE:primitive endoderm)第17页，讲稿共60张，创作于星期三18第18页，讲稿共60张，创作于星期三19Cockburn K,Rossant J.Making the blastocyst:lessons from the mouse.J C

7、lin Invest.2010,120(4):995-1003.第19页，讲稿共60张，创作于星期三20异常卵裂异常卵裂卵裂时间延迟卵裂时间延迟:植入失败植入失败不规则卵裂不规则卵裂:胚胎异常发育胚胎异常发育多精受精多精受精:多倍体，最终死亡或畸形多倍体，最终死亡或畸形单卵双胎或多胎单卵双胎或多胎:两个胚泡，单独的羊膜和绒毛膜；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，共有羊膜和绒毛膜两个原条，共有羊膜和绒毛膜第20页，讲稿共60张，创作于星期三21第21页，讲稿共60张，创作于星期三22Siamese tw

8、ins第22页，讲稿共60张，创作于星期三23早期胚胎发育的调控早期胚胎发育的调控Before genome activation母源作用基因母源作用基因(miRNAs,transcriptional factors,DNA methyltransferase,)After genome activation Transcriptional factors(Cdx2,Oct4)Heat shock proteins Cytokines第23页，讲稿共60张，创作于星期三24第24页，讲稿共60张，创作于星期三25Cdx2Oct4Oct-4:许多基因的转录因子特异性表达于全能细胞中第25页，讲稿

9、共60张，创作于星期三26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,HOW DO THESE CELLS BECOME DIFFERENT FROM ONE ANOTHER?第26页，讲稿共60张，创作于星期三27二、细胞分化二、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。间逐渐产生稳定差异的过程。发育生物学研究之核心发育生物学研究之核心。第27页，讲稿共60张，创作于星期三28在细胞分化的基础上，胚胎逐渐产生出许多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，协调地组成一个不同的组

10、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。复杂、精巧、能自主生活的生命个体。第28页，讲稿共60张，创作于星期三29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细胞决定与细胞分化第29页，讲稿共60张，创作于星期三30Cytoplasmic Determinants and Inductive SignalsAn eggs cytoplasm contains RNA,proteins,and o

11、ther substances that are distributed unevenly in the unfertilized egg.Cytoplasmic determinants are maternal substances in the egg that influence early development.As the zygote divides by mitosis,cells contain different cytoplasmic determinants,which lead to different gene expression.第30页，讲稿共60张，创作于

12、星期三31(a)Cytoplasmic determinants in the eggTwo differentcytoplasmicdeterminantsUnfertilized egg cellSpermNucleus第31页，讲稿共60张，创作于星期三32(a)Cytoplasmic determinants in the eggTwo differentcytoplasmicdeterminantsUnfertilized egg cellSpermFertilizationZygoteNucleus第32页，讲稿共60张，创作于星期三33(a)Cytoplasmic determi

13、nants in the eggTwo differentcytoplasmicdeterminantsUnfertilized egg cellSpermFertilizationZygoteMitoticcell divisionTwo-celledembryoNucleus第33页，讲稿共60张，创作于星期三34(b)Induction by nearby cellsSignalmolecule(inducer)SignaltransductionpathwayEarly embryo(32 cells)NUCLEUSSignalreceptor第34页，讲稿共60张，创作于星期三35T

14、otipotent Pluripotent Unipotent DifferentiatedTotipotent Pluripotent Unipotent DifferentiatedTotipotent Pluripotent Unipotent Differentiated第35页，讲稿共60张，创作于星期三36细胞分化的影响因素细胞分化的影响因素基因的调控基因的调控细胞之间的作用细胞之间的作用激素激素环境因素环境因素第36页，讲稿共60张，创作于星期三受精卵发育形成的细胞含有相同基因受精卵发育形成的细胞含有相同基因但在发育中只有但在发育中只有5-10%基因表达基因表达(人类基因总数约人

15、类基因总数约3万万-5万万)且表达的基因差异较大且表达的基因差异较大Why?基因的调控基因的调控第37页，讲稿共60张，创作于星期三38基因的调控基因的调控管家基因(house-keeping genes)：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(Luxury gene)：即组织特异性基因（tissue-specific genes），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)第38页，讲稿共60张，创作于星期三39第39页，讲

16、稿共60张，创作于星期三40ExampleMyoblasts produce muscle-specific proteins and form skeletal muscle cellsMyoD is one of several“master regulatory genes”that produce proteins that commit the cell to becoming skeletal muscleThe MyoD protein is a transcription factor that binds to enhancers of various target gene

17、s第40页，讲稿共60张，创作于星期三41Embryonicprecursor cellNucleusOFFDNAMaster regulatory gene myoDOther muscle-specific genesOFF第41页，讲稿共60张，创作于星期三42Embryonicprecursor cellNucleusOFFDNAMaster regulatory gene myoDOther muscle-specific genesOFFOFFmRNAMyoD protein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)第42页，讲稿共60张，创

18、作于星期三43Embryonicprecursor cellNucleusOFFDNAMaster regulatory gene myoDOther muscle-specific genesOFFOFFmRNAMyoD protein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAPart of a muscle fiber(fully differentiated cell)MyoD第43页，讲稿共60张，创作于星期三44Embryonicprecursor cellNucleusOFFDNAMaster regulatory gene

19、myoDOther muscle-specific genesOFFOFFmRNAMyoD protein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAmRNAmRNAMyosin,othermuscle proteins,and cell cycleblocking proteinsPart of a muscle fiber(fully differentiated cell)MyoDAnothertranscriptionfactor第44页，讲稿共60张，创作于星期三第45页，讲稿共60张，创作于星期三46 细胞之间的作用细胞之间的作

20、用细胞诱导细胞诱导细胞抑制细胞抑制微环境：细胞外基质微环境：细胞外基质第46页，讲稿共60张，创作于星期三47细胞诱导细胞诱导Induction is the process by which one group of cells produces a signal that determines the fate of a second group of cells.第47页，讲稿共60张，创作于星期三48第48页，讲稿共60张，创作于星期三49细胞外基质细胞外基质Extracellular matrix(ECM)ECM can control the differentiation by

21、influencing the intracellular gene expressions via signal transduction.第49页，讲稿共60张，创作于星期三Exogenous ECM prevents the inhibition of skeletal muscle differentiation by proteoglycan synthesis inhibitors.Osses N,and Brandan E Am J Physiol Cell Physiol 2002;282:C383-C394Chlorate and BDX can inhibit the pr

22、oteoglycan synthesis.第50页，讲稿共60张，创作于星期三51 激激 素素SteroidsPeptides To influence the gene expressions through binding with the corresponding receptorsTarget cells第51页，讲稿共60张，创作于星期三52 环境因素环境因素1)生物因素生物因素 病毒:风疹病毒白内障，耳聋，心脏缺陷;巨细胞病毒失明，小头畸形，肝脾肿大；单纯疱疹病毒小头，小眼第52页，讲稿共60张，创作于星期三53 2)物理物理 辐射，机械压力，创伤辐射：第二次世界大战：原子弹在日

23、本爆炸。幸存的孕妇：28%中止；25%孩子死亡1年；25%中枢神经系统畸形。第53页，讲稿共60张，创作于星期三543)化学化学 化工：亚硝酸盐，汞，铅，等 药物：沙利度胺（阿米莉亚和残肢）第54页，讲稿共60张，创作于星期三554)其它其它 缺氧 营养不足 .第55页，讲稿共60张，创作于星期三56Susceptible period 1)Dependent on the developmental stage.The embryonic period(3-8 weeks)is the highest susceptible period.第56页，讲稿共60张，创作于星期三572)Diff

24、erent organs have different susceptible period corresponding to their own critical development stage.第57页，讲稿共60张，创作于星期三58SummarylEmbryo development:From one single zygote to a complex human bodylCell proliferation:Increase of cell numbers(cleavage,etc)lCell differentiation:Formation of different cel

25、l types(cell determination)lControl factors:gene,cell communication,ECM,hormone,environmental factors第58页，讲稿共60张，创作于星期三课后参考书籍和文献：课后参考书籍和文献：1.医学发育生物学（第三版）刘厚奇 蔡文琴 主编2.Cockburn K,Rossant J.Making the blastocyst:lessons from the mouse.J Clin Invest.2010,120(4):995-1003.3.Li X,Zhu L,Yang A,et al.Calcineurin-NFAT signaling critically regulates early lineage specification in mouse embryonic stem cells and embryos.Cell Stem Cell.2011 Jan 7;8(1):46-58.第59页，讲稿共60张，创作于星期三2023/4/4感谢大家观看第60页，讲稿共60张，创作于星期三