第13章 细胞分化与癌细胞
第13章 细胞分化与癌细胞
本章主要内容 ·细胞分化 一基本概念 细胞全能性 - 影响细胞分化的因素 ·胚胎发育中的细胞分化 一生殖细胞分化 - 早期胚胎发育过程中的细胞分化 一果蝇胚胎早期发育中的细胞分化 癌细胞 癌细胞的基本特征 肿瘤干细胞
本章主要内容 • 细胞分化 – 基本概念 – 细胞全能性 – 影响细胞分化的因素 • 胚胎发育中的细胞分化 – 生殖细胞分化 – 早期胚胎发育过程中的细胞分化 – 果蝇胚胎早期发育中的细胞分化 癌细胞 癌细胞的基本特征 肿瘤干细胞
第一节细胞分化 受精卵 囊胚 原肠胚 外胚层（外层） 中胚层（中层 内胚层（内层） 生殖细胞 中枢神经 表层 系统 神经睛 背侧 轴旁 中间 外 头部 消化管 呼吸管 雄性 雌性 皮肤 脑神经元 色素细胞 骨酪肌 肾小管 红细胞 面部肌肉 胰腺细胞 甲状腺 肺泡上皮 精子 卵子 表皮 细胞 福 细胞 细胞 细胞 脊椎动物细胞分化示意图
第一节 细胞分化 脊椎动物细胞分化示意图
几种生物的细胞数目与类型 物种 细胞数量 细胞类型 团藻 102 2 海绵 103 5-10 水螅 105 10-20 涡虫 109 100 人 1014 大于200
几种生物的细胞数目与类型 物种 细胞数量 细胞类型 团藻 102 2 海绵 103 5-10 水螅 105 10-20 涡虫 109 100 人 1014 大于200
细胞分化的基本概念 Blastocyst 在个体发育中，由一 Totipotent 种相同的细胞类型经 Human Fetus 细胞分裂后逐渐在形 Pluripotent 态、结构和功能上形 Inner Mass Cells 成稳定性差异，产生 不同的细胞类群的过 Examples: 程。 Circulatory System mmune System 细胞分化的实质是基 Nervous svstem 因在特定时问和空间 选择性表达的结果。 Unipotent pedia/commons/3/3c/Stem_cel Is_diagram.png
一、细胞分化的基本概念 http://upload.wikimedia.org/wiki pedia/commons/3/3c/Stem_cel ls_diagram.png 在个体发育中，由一 种相同的细胞类型经 细胞分裂后逐渐在形 态、结构和功能上形 成稳定性差异，产生 不同的细胞类群的过 程。 细胞分化的实质是基 因在特定时间和空间 选择性表达的结果
(一)细胞分化是基因选择性表达的结果 分子杂交技术检测基因及其mRNA的表达 输卵管 输卵管 成红细胞 胰岛β细胞 成红细胞 胰岛β细胞 细胞 细胞 卵清蛋白 + 基因探针 B-珠蛋白 基因探针 胰岛素基 + 因探针 实验方法 Southern杂交 Northern杂交
（一）细胞分化是基因选择性表达的结果 输卵管 细胞 成红细胞 胰岛β细胞 输卵管 细胞 成红细胞 胰岛β细胞 卵清蛋白 基因探针 + + + + - - β-珠蛋白 基因探针 + + + - + - 胰岛素基 因探针 + + + - - + 实验方法 Southern杂交 Northern杂交 分子杂交技术检测基因及其mRNA 的表达
(二)管家基因与组织特异性基因 管家基因 所有细胞中均表达，产物 G3PDH(-1 kb) XRRA1 (452 bp) 是维持细胞基本生命活动 所必需的 是留 一般在S期早期复制 G3PDH(-1 kb) XRRA1 (452 bp ·组织特异性基因 一不同类型细胞中特异性表 音月膏店9原里店月及昌复度目美 G3PDH1b】 达的基因，其产物赋予各 XRRA1(452 bp 种类型细胞特异的形态结 影美美1 构特征与特异的功能 G3PDH (-1 kb) XRRA1(52bP】 的 一般在$期早期复制，但 RT-PCR of XRRA1 and a house-keeping gene 在不表达这类基因的细胞 G3PDH from HCT116 clones treated with X- radiation,various cancer and normal cells, 里，则在S期晚期复制 and normal tissues/organs
（二）管家基因与组织特异性基因 • 管家基因 – 所有细胞中均表达 ，产物 是维持细胞基本生命活动 所必需的 – 一般在S 期早期复制 • 组织特异性基因 – 不同类型细胞中特异性表 达的基因，其产物赋予各 种类型细胞特异的形态结 构特征与特异的功能 – 一般在S 期早期复制，但 在不表达这类基因的细胞 里，则在S 期晚期复制 RT-PCR of XRRA1 and a house-keeping gene G3PDH from HCT116 clones treated with Xradiation, various cancer and normal cells, and normal tissues/organs
(三)组合调控引发组织特异性基因表达 每种类型的细胞 前体细胞 分化是由多种调 调控蛋白① 控蛋白共同参与 细胞分裂 完成的 调控蛋白② 调控蛋白③ ·主导基因 3 调控蛋白③ 调控蛋白③ 调控蛋白③ 调控蛋白③ 3 2 @包
（三）组合调控引发组织特异性基因表达 • 每种类型的细胞 分化是由多种调 控蛋白共同参与 完成的 • 主导基因
MyoD诱导的肌细胞分化 中胚层祖细胞 成肌细胞 多核肌管 肌纤维 myoD 决定 分化 成熟 外部信号 >肌肉特异性基因 抑制 生长因子 激活
MyoD 诱导的肌细胞分化
(四)单细胞有机体的细胞分化 单细胞生物甚至原核生物 为适应外界生活环境的改 变也存在细胞分化 4梦》 孢子 菌柄 基座 如是0y The life cycle of the 9y/97 lvy Livingston BIODIDAC slime molds http://19thpsalm.org/Ch09/index files/lifecycle.gif
（四）单细胞有机体的细胞分化 • 单细胞生物甚至原核生物 为适应外界生活环境的改 变也存在细胞分化 http://19thpsalm.org/Ch09/index_files/lifecycle.gif The life cycle of the slime molds