胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化

胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化演示文稿目前一頁\總數五十四頁\編于二十一點（優(yōu)選）胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化目前二頁\總數五十四頁\編于二十一點概述目前三頁\總數五十四頁\編于二十一點胚胎發(fā)育過程：細胞生長分化識別遷移死亡功能表達組織和器官的形成等目前四頁\總數五十四頁\編于二十一點

細胞增殖：細胞數量的增加

細胞分裂

細胞分化：不同類型細胞的形成

形態(tài)結構和生理功能發(fā)生專一性的改變目前五頁\總數五十四頁\編于二十一點6ProliferationofeukaryoticcellCellgrowthDNAreplicationCelldivisionWhatiscellcycle?細胞周期,---從上一次有絲分裂結束到下一次有絲分裂完成所經歷的整個過程。一、細胞增殖目前六頁\總數五十四頁\編于二十一點7PhasesofthecellcycleG1phaseSphaseG2phaseMphase目前七頁\總數五十四頁\編于二十一點8Phaseofcellcycle

M-PhaseMitosisCytokinesisInterphaseG1=GapbetweenMandSS=Synthesis(DNAandcentrosomesreplicated)G2=GapbetweenSandM目前八頁\總數五十四頁\編于二十一點9CellCycleRegulation

Cyclins

CyclinDependentKinases(CDKs)

CyclinDependentKinasesInhibitors(CDKIS)目前九頁\總數五十四頁\編于二十一點勒蘭德·哈特韋爾發(fā)現了大量控制細胞周期的基因，其中一種被稱為“START”的基因對控制各個細胞周期的最初階段具有決定性的作用。保羅·納斯的貢獻是，在哈特韋爾的基礎上，通過基因與分子法發(fā)現了調節(jié)細胞周期的一種關鍵物質CDK（細胞周期蛋白依賴激酶），CDK是通過對其他蛋白質的化學作用來驅動細胞周期的。蒂莫西·亨特的貢獻是首次發(fā)現了調節(jié)CDK功能的物質CYCLIN（細胞周期蛋白）。目前十頁\總數五十四頁\編于二十一點11TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001wasawardedjointlytoLelandH.Hartwell,TimHuntandSirPaulM.Nurse"fortheirdiscoveriesofkeyregulatorsofthecellcycle".LelandH.HartwellTimHuntSirPaulM.Nurse目前十一頁\總數五十四頁\編于二十一點①連續(xù)分裂細胞，在細胞周期中連續(xù)運轉因而又稱為周期細胞，如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞。

②休眠細胞暫不分裂，但在適當的刺激下可重新進入細胞周期，稱G0期細胞，如淋巴細胞、肝、腎細胞等。

③不分裂細胞，指不可逆地脫離細胞周期，不再分裂的細胞，又稱終端細胞，如神經、肌肉、多形核細胞等等。成體細胞分裂目前十二頁\總數五十四頁\編于二十一點胚胎時期細胞分裂早期：卵裂目前十三頁\總數五十四頁\編于二十一點目前十四頁\總數五十四頁\編于二十一點1.細胞在兩次分裂之間沒有生長期，細胞體積并不增大，基因在早期不表達。2.致密化：細胞核和細胞質的比值迅速增加，細胞之間的粘附加強。3.細胞周期是連續(xù)的S期和M期的交替。胚胎時期細胞分裂早期：卵裂目前十五頁\總數五十四頁\編于二十一點桑葚胚:致密化極性目前十六頁\總數五十四頁\編于二十一點17Stagesofmouseandhumanpreimplantationdevelopment.(TE:trophectoderm;ICM:innercellmass;EPI:epiblast;PE:primitiveendoderm)目前十七頁\總數五十四頁\編于二十一點18目前十八頁\總數五十四頁\編于二十一點19CockburnK,RossantJ.Makingtheblastocyst:lessonsfromthemouse.JClinInvest.2010,120(4):995-1003.目前十九頁\總數五十四頁\編于二十一點20異常卵裂卵裂時間延遲:植入失敗不規(guī)則卵裂:胚胎異常發(fā)育多精受精:多倍體，最終死亡或畸形單卵雙胎或多胎:兩個胚泡，單獨的羊膜和絨毛膜；兩個內細胞群，單獨的羊膜，共有絨毛膜和胎盤；兩個原條，共有羊膜和絨毛膜目前二十頁\總數五十四頁\編于二十一點21目前二十一頁\總數五十四頁\編于二十一點22Siamesetwins目前二十二頁\總數五十四頁\編于二十一點23早期胚胎發(fā)育的調控Beforegenomeactivation母源作用基因(miRNAs,transcriptionalfactors,DNAmethyltransferase,…)Aftergenomeactivation

Transcriptionalfactors(Cdx2,Oct4…)HeatshockproteinsCytokines…目前二十三頁\總數五十四頁\編于二十一點24目前二十四頁\總數五十四頁\編于二十一點25Cdx2Oct4Oct-4:許多基因的轉錄因子特異性表達于全能細胞中目前二十五頁\總數五十四頁\編于二十一點26當一個細胞分裂有絲分裂產生兩個“染色體完全相同的子細胞”。SO,HOWDOTHESECELLSBECOMEDIFFERENTFROMONEANOTHER?目前二十六頁\總數五十四頁\編于二十一點27二、細胞分化細胞分化是指合子發(fā)育成為個體的過程中細胞之間逐漸產生穩(wěn)定差異的過程。發(fā)育生物學研究之核心。目前二十七頁\總數五十四頁\編于二十一點28在細胞分化的基礎上，胚胎逐漸產生出許多不同的組織、器官和系統(tǒng)，協調地組成一個復雜、精巧、能自主生活的生命個體。目前二十八頁\總數五十四頁\編于二十一點29在細胞之間出現可識別的形態(tài)和功能差異之前，細胞已經具備向特定方向分化，最終形成具有一定表型特征細胞的能力，這種細胞的發(fā)育選擇稱為細胞決定。決定先于分化。細胞決定的主要標志是細胞內部開始合成特異性的蛋白質。細胞決定與細胞分化目前二十九頁\總數五十四頁\編于二十一點30CytoplasmicDeterminantsandInductiveSignalsAnegg’scytoplasmcontainsRNA,proteins,andothersubstancesthataredistributedunevenlyintheunfertilizedegg.Cytoplasmicdeterminantsarematernalsubstancesintheeggthatinfluenceearlydevelopment.Asthezygotedividesbymitosis,cellscontaindifferentcytoplasmicdeterminants,whichleadtodifferentgeneexpression.目前三十頁\總數五十四頁\編于二十一點31(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermNucleus目前三十一頁\總數五十四頁\編于二十一點32(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteNucleus目前三十二頁\總數五十四頁\編于二十一點33(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteMitoticcelldivisionTwo-celledembryoNucleus目前三十三頁\總數五十四頁\編于二十一點34(b)InductionbynearbycellsSignalmolecule(inducer)SignaltransductionpathwayEarlyembryo(32cells)NUCLEUSSignalreceptor目前三十四頁\總數五十四頁\編于二十一點35TotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotent→Pluripotent→Unipotent→Differentiated目前三十五頁\總數五十四頁\編于二十一點36細胞分化的影響因素基因的調控細胞之間的作用激素環(huán)境因素目前三十六頁\總數五十四頁\編于二十一點受精卵發(fā)育形成的細胞含有相同基因但在發(fā)育中只有5-10%基因表達(人類基因總數約3萬--5萬)且表達的基因差異較大Why?基因的調控目前三十七頁\總數五十四頁\編于二十一點38基因的調控管家基因(house-keepinggenes)：是指所有細胞中均要表達的一類基因，其產物是對維持細胞基本生命活動所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等。(Helper)奢侈基因(Luxurygene)：即組織特異性基因（tissue-specificgenes），是指不同類型細胞中特異性表達的基因，指導產生細胞分化時出現的各種特異蛋白。(Determinant)目前三十八頁\總數五十四頁\編于二十一點39目前三十九頁\總數五十四頁\編于二十一點40ExampleMyoblastsproducemuscle-specificproteinsandformskeletalmusclecellsMyoDisoneofseveral“masterregulatorygenes”thatproduceproteinsthatcommitthecelltobecomingskeletalmuscleTheMyoDproteinisatranscriptionfactorthatbindstoenhancersofvarioustargetgenes目前四十頁\總數五十四頁\編于二十一點41EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFF目前四十一頁\總數五十四頁\編于二十一點42EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)目前四十二頁\總數五十四頁\編于二十一點43EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoD目前四十三頁\總數五十四頁\編于二十一點44EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAmRNAmRNAMyosin,othermuscleproteins,andcellcycle–blockingproteinsPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoDAnothertranscriptionfactor目前四十四頁\總數五十四頁\編于二十一點目前四十五頁\總數五十四頁\編于二十一點46細胞之間的作用細胞誘導細胞抑制微環(huán)境：細胞外基質目前四十六頁\總數五十四頁\編于二十一點47細胞誘導Inductionistheprocessbywhichonegroupofcellsproducesasignalthatdeterminesthefateofasecondgroupofcells.目前四十七頁\總數五十四頁\編于二十一點48目前四十八頁\總數五十四頁\編于二十一點49細胞外基質

Extracellularmatrix(ECM)ECMcancontrolthedifferentiationbyinfluencingtheintracellulargeneexpressionsviasignaltransduction.目前四十九頁\總數五十四頁\編于二十一點ExogenousECMpreventstheinhibitionofskeletalmuscledifferentiationbyproteoglycansynth