醫(yī)學細胞生物學細胞分化課件

第十四章細胞分化一、細胞分化的基本概念

※(一)細胞分化(celldifferentiation)

是指從受精卵開始的個體發(fā)育過程中，細胞之間逐漸產(chǎn)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞分化是漸進的、長期變化的過程，在有機體整個生命過程中都有細胞分化活動，但在胚胎期表現(xiàn)的最典型、最顯著。(二)細胞分化的特征1.細胞分化具有高度的穩(wěn)定性

在一般情況下，經(jīng)過分化形成的某種穩(wěn)定類型細胞（形態(tài)結構和功能上保持穩(wěn)定的細胞），不能逆轉到未分化狀態(tài)。如，神經(jīng)元細胞。2.細胞決定先于細胞分化并制約著分化的方向

※細胞決定（celldetermination）:在個體發(fā)育過程中，在細胞發(fā)生可識別的分化特征之前就已經(jīng)確定了未來的命運，即只能向特定的方向分化，這種預先做出的選擇稱細胞決定。細胞決定發(fā)生以后，分化方向一般不會改變。3.細胞生理狀態(tài)隨著細胞分化水平的提高而變化（1）細胞分化水平越高，細胞的分裂能力越低。（2）細胞分化水平越高，細胞對環(huán)境因素的反應能力越低。4.細胞分化具有時間性和空間性

（1）時間性：一個細胞，在發(fā)育的不同時間階段，其形態(tài)結構和功能不同。（2）空間性：同一細胞的后代，由于所處空間位置不同，其環(huán)境也不同，其形態(tài)結構也不同。※二、細胞的分化潛能

全能性(totipotency)：細胞在一定條件下具有發(fā)育成完整個體的潛能，稱為細胞的全能性

(totipotencyblastocyst)。

全能性細胞：受精卵細胞，8細胞期之前的卵裂球※二、細胞的分化潛能多能性(pluripotency)

隨著胚胎發(fā)育進行，細胞逐漸喪失了發(fā)育成個體的能力，僅具有分化成有限細胞類型的潛能，這種潛能稱為細胞的多能性，這種細胞稱為多能性細胞。如：三胚層細胞

全能性(totipotency)※二、細胞的分化潛能單能性(unipotency)

細胞只具有向特定細胞系分化的能力，這種細胞分化的潛能是單能性。

全能性(totipotency)多能性(pluripotency)1.在發(fā)育過程中細胞分化潛能逐漸變窄體細胞與受精卵細胞核相比（1）分化細胞的DNA含量沒有發(fā)生變化（2）分化細胞中染色體的數(shù)量沒有發(fā)生變化（3）分化細胞的基因數(shù)目沒有變化2.分化細胞的細胞核具有全能性1952年,R.

Briggs等人的核移植實驗。（1）去除爪蟾卵的細胞核。（2）將爪蟾蝌蚪小腸上皮細胞核移植到去除細胞核的卵細胞中。（３）接受小腸上皮細胞核和去核卵可以發(fā)育為具有生殖能力的爪蟾。1996年，在蘇格蘭，由羅斯林研究所的伊恩·威爾穆特教授等人通過體細胞克隆法培育的克隆羊-”多利”問世，是世界上首只成年體細胞克隆動物。體細胞核全能性體細胞核全能性※管家基因(housekeepinggene)

是維持細胞生存所必需的，在各種細胞中處于活性表達狀態(tài)，這類基因稱為管家基因。如，細胞骨架蛋白、膜蛋白、染色質組蛋白、核糖體蛋白以及參與能量代謝的糖酵解酶。這類基因與細胞分化的關系不大?！莩藁?luxurygene)

在不同組織中進行選擇性的表達，用來維持組織的特異性功能，又稱組織特異基因。這類基因是細胞分化的基礎。如，紅細胞中的血紅蛋白、皮膚表皮細胞的角蛋白、肌細胞中的肌動蛋白和肌球蛋白等。細胞分化的實質：基因選擇性表達細胞分化的標志：細胞內(nèi)合成新的特異性蛋白質

在真核細胞，基因表達的調(diào)控可以發(fā)生在不同的水平上，主要發(fā)生在三個彼此相對獨立的水平上：

（一）轉錄水平的調(diào)控（二）轉錄后的加工調(diào)節(jié)（三）翻譯水平的調(diào)控（四） 蛋白質形成后活性調(diào)節(jié)水平等四、影響細胞分化的因素細胞核對細胞分化的影響細胞質對細胞分化的影響細胞間的相互作用激素和細胞粘合分子對分化的作用當雞的紅細胞與培養(yǎng)的人Hela細胞(去分化的癌細胞)融合后,核的體積增大20倍,染色質松散,出現(xiàn)RNA和DNA合成。結果說明：Hela細胞質重新激活雞紅細胞核。

將培養(yǎng)的爪蟾腎細胞核注入蠑螈的卵母細胞內(nèi),分析蛋白質合成情況發(fā)現(xiàn),原來在腎細胞中表達的基因,這時不表達,而原來不表達的基因,這時卻被激活。卵細胞質的母體效應

母體效應(maternal-effect)

卵母細胞中貯存的mRNA和蛋白質的分布是不均勻的,各種mRNA在細胞中都有定位分布,并隨卵裂進入不同的子細胞中。卵細胞中的母體信息初級誘導：脊索誘導表面覆蓋的外胚層形成神經(jīng)板，神經(jīng)板卷曲形成神經(jīng)管。眼球發(fā)育過程中多級誘導作用前腦（神經(jīng)管上皮）頭