第十章细胞分化与肿瘤(2学时) ●细胞分化 Cell differentiation) ●癌细胞( Cancer cell)
1 第十章 细胞分化与肿瘤（2学时） ●细胞分化(Cell differentiation) ●癌细胞(Cancer cell)
第一节细胞分化( Cell differentiation) 细胞分化 cell differentiation):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,产生各不相同的细胞类群的过程。 细胞分化是多细胞生物发育的基础与核 细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成; 合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异 性表达 差异性表达的机制是由于基因表达的组合调控。 〉细胞瘤变是正常细胞分化机制失控的表现 ●细胞分化的基本概念 ●影响细胞分化的因素 ●细胞分化与胚胎发育— lox genes
2 第一节 细胞分化(Cell differentiation) ❖ 细胞分化(cell differentiation)：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，产生各不相同的细胞类群的过程。 ➢ 细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心； ➢ 细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成； ➢ 合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异 性表达； ➢ 差异性表达的机制是由于基因表达的组合调控。 ➢ 细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现 ●细胞分化的基本概念 ●影响细胞分化的因素 ●细胞分化与胚胎发育—Hox genes
同源异型基因 homeotic selector gene, Hox gene) 果蝇体节发育中起关键作用的基因群。 含有高度保守的180bp组成的DNA序列,称同源框。编码60个氨基 酸,形成α螺旋-转角-α螺旋结构,与DNA序列大沟相互作用,启动 基因表达。 冷同源异型基因在染色体上的排列与胚胎发育在时、空序列 上是一致的
3 同源异型基因 （homeotic selector gene，Hox gene） ❖ 果蝇体节发育中起关键作用的基因群。 ➢ 含有高度保守的180bp组成的DNA序列，称同源框。编码60个氨基 酸，形成螺旋-转角-螺旋结构，与DNA序列大沟相互作用，启动 基因表达。 ❖ 同源异型基因在染色体上的排列与胚胎发育在时、空序列 上是一致的
细胞分化的基本概念 ●细胞分化是基因选择性表达的结果 ●组织特异性基因与当家基因 ●组合调控引发组织特异性基因的表达 ●单细胞有机体的细胞分化 ●转分化与再生
4 一、细胞分化的基本概念 ●细胞分化是基因选择性表达的结果 ●组织特异性基因与当家基因 ●组合调控引发组织特异性基因的表达 ●单细胞有机体的细胞分化 ●转分化与再生
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表达 细胞总DNA 细胞总RNA 输卵管细胞成红细胞胰岛细胞输卵管细胞成红细胞胰岛细胞 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 实验方法 Southern杂交 Northern杂交
5 细胞分化是基因选择性表达的结果 细胞总 DNA 细胞总 RNA 输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞 输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞 卵清蛋白基因 + + + + - - β-珠蛋白基因 + + + - + - 胰岛素基因 + + + - - + 实验方法 Southern 杂交 Northern 杂交 分子杂交技术检测基因及其表达
组织特异性基因与当家基因 当家基因( 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 组织特异性基因(isue- specific genes),或称 奢侈基因( uxury genes) >是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因,其 物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特 异的功能; 冷调节基因的产物用于调节组织特异性基因的表达, 起激活或者起阻遏作用
6 组织特异性基因与当家基因 ❖当家基因(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； ❖组织特异性基因(tissue-specific genes)，或称 奢侈基因(luxury genes)： ➢是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，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； ❖ 调节基因的产物用于调节组织特异性基因的表达， 起激活或者起阻遏作用
组合调控引发组织特异性基因的表达 ●组合调控( combinational control)概念: 有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化 的调控机制。即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调 节完成的。 ●生物学作用 借助于组合调控,一旦某种关键性基因调控蛋白与其它 调控蛋白形成适当的调控蛋白组合,不仅可以将一种类型的 细胞转化成另一种类型的细胞,而且遵循类似的机制,甚至 可以诱发整个器官的形成(如眼的发育) ●分化启动机制: 靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动
7 组合调控引发组织特异性基因的表达 组合调控（combinational control）概念： 有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化 的调控机制。即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调 节完成的。 生物学作用： 借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它 调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的 细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至 可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。 分化启动机制： 靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动
转分化与再生 种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞 现象称转分化( transdifferentiation) 转分化经历去分化( dedifferentiation)和再分化的 过程 冷生物界普遍存在再生现象( regeneration),再生 是指生物体缺失部分后重建过程,广义的再生可包 括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水 平的再生。 冷不同的细胞有机体,其再生能力有明显的差异
8 转分化与再生 ❖ 一种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞 现象称转分化（transdifferentiation）。 ❖ 转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的 过程。 ❖ 生物界普遍存在再生现象（regeneration），再生 是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包 括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水 平的再生。 ❖ 不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异
单细胞有机体的细胞分化 ●与多细胞有机体细胞分化的不同之处 前者多为适应不同的生活环境,而后者则通过细胞 分化构建执行不同功能的组织与器官 ●多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得更 为复杂
9 单细胞有机体的细胞分化 ●与多细胞有机体细胞分化的不同之处： 前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细胞 分化构建执行不同功能的组织与器官。 ●多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得更 为复杂
二、影响细胞分化的因素 ●细胞的全能性( totipotency) ●影响细胞分化的因素
10 二、 影响细胞分化的因素 ●细胞的全能性(totipotency) ●影响细胞分化的因素