W 本章主要内容 第一节细胞分化 第二节癌细胞 主讲，汤华 2
主讲：汤 华 2 本章主要内容 第一节 细胞分化 第二节 癌细胞
N 第一节细胞分化 细胞分化(cel山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。 在个体正常发育过程中，通过有控制的细胞分裂增加细 胞数目，通过有序的细胞分化增加细胞类型，进而由不同 类型的细胞构成生物体的组织与器官，执行不同的功能。 主讲：汤华 3
主讲：汤 华 3 第一节 细胞分化 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。 在个体正常发育过程中，通过有控制的细胞分裂增加细 胞数目，通过有序的细胞分化增加细胞类型，进而由不同 类型的细胞构成生物体的组织与器官，执行不同的功能
Nerve cells khefbc8egetsue Red blood cells Bone tissue with osteocytes Smooth muscle Fat (adipose)cells m Striated muscle cells Intestinal epithelial cells FIGURE 1.18.Pathways of cell differentiation.A few of the types of differenti-
主讲：汤 华 4
分化细胞的四个特点 冬不同种类细胞的遗传背景完全一样。 冬分化细胞在形态、结构、功能方面的不同是 由于拥有不同的蛋白质所致。 冬分化细胞的分化状态具有稳定性。 冬在一定的条件下，细胞分化是可逆的。 主讲：汤华 5
主讲：汤 华 5 分化细胞的四个特点 不同种类细胞的遗传背景完全一样。 分化细胞在形态、结构、功能方面的不同是 由于拥有不同的蛋白质所致。 分化细胞的分化状态具有稳定性。 在一定的条件下, 细胞分化是可逆的
(一)细胞分化是基因选择性表达的结果 细胞总DNA 细胞总RNA 输创管细胞 成红细胞 胰岛细胞 输管细胞 成红细胞 胰岛细胞 清蛋白基因 + B-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 主讲：汤华 6
主讲：汤 华 6 （一）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
(二) 组织特异性基因与管家基因 管家基因house-keeping genes):指所有细胞中均要表达 的一类基因，其产物对维持细胞基本生命活动是必需的。 组织特异性基因(tissue-specific genes),或称奢侈基因 uxury genes):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功能。 调节基因regulatory gene):其产物用于调节组织特异性 基因的表达，起激活作用或者阻遏作用。 细胞分化的实质是组织特异性基因在时间与空间上的差 异表达。 这种差异表达不仅涉及到基因转录水平和转录后加工水 平上的精确调控，而且涉及染色体和DNA水平，翻译和翻 译后加工与修饰水平上的复杂调控过程。 主讲：汤华
主讲：汤 华 7 （二）组织特异性基因与管家基因 管家基因(house-keeping genes)： 指所有细胞中均要表达 的一类基因，其产物对维持细胞基本生命活动是必需的。 组织特异性基因(tissue-specific genes)，或称奢侈基因 (luxury genes)：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功能。 调节基因(regulatory gene)：其产物用于调节组织特异性 基因的表达，起激活作用或者阻遏作用。 细胞分化的实质是组织特异性基因在时间与空间上的差 异表达。 这种差异表达不仅涉及到基因转录水平和转录后加工水 平上的精确调控，而且涉及染色体和DNA水平，翻译和翻 译后加工与修饰水平上的复杂调控过程
(三)组合调控引发组织特异性基因的表达 》人体至少有200多种不同类型的细胞。需多少调控蛋白？ 。实际上：少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的 分化。其机制就是组合调控(combinational control),即 每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同完成的。 如果调控蛋白的数目是，则其调控的组合在理论上就可 以启动分化的细胞类型为2。 ●生物学作用：借助于组合调控，一旦某种关键基因的调控 蛋白与其它调控蛋白形成适当的组合，引导细胞分化，诱 发器官的形成。 ●分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白对其他调节蛋白的 级联启动。 主讲汤华 8
主讲：汤 华 8 人体至少有200多种不同类型的细胞。需多少调控蛋白？ 实际上：少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的 分化。其机制就是组合调控（combinational control），即 每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同完成的。 如果调控蛋白的数目是n，则其调控的组合在理论上就可 以启动分化的细胞类型为2n 。 （三）组合调控引发组织特异性基因的表达 z生物学作用：借助于组合调控，一旦某种关键基因的调控 蛋白与其它调控蛋白形成适当的组合，引导细胞分化，诱 发器官的形成。 z分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白对其他调节蛋白的 级联启动
(四)单细胞有机体的细胞分化 单细胞有机体通过细胞分化适应不同的生活 环境，而多细胞有机体则通过细胞分化构建执 行不同功能的组织与器官。 主讲：汤华 9
主讲：汤 华 9 （四）单细胞有机体的细胞分化 单细胞有机体通过细胞分化适应不同的生活 环境，而多细胞有机体则通过细胞分化构建执 行不同功能的组织与器官
(五)转分化与再生 冬转分化(transdifferentiation):一种类型的分化细 胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。 转分化经历去分化（dedifferentiation)和再分化的过 程。例如：植物组织培养中，愈伤组织的形成。 再生现象(regeneration)._：是指生物体缺失一部分 后发生重建的过程，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。 冬不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。 主讲：汤华 10
主讲：汤 华 10 （五）转分化与再生 转分化（transdifferentiation）：一种类型的分化细 胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。 转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过 程。例如：植物组织培养中，愈伤组织的形成。 再生现象（regeneration）：是指生物体缺失一部分 后发生重建的过程，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
N 二、影响细胞分化的因素 (一)细胞的全能性 细胞的全能性totipotency):是指细胞经分裂和分化后， 仍具有产生完整有机体的潜能。 多能性(pluripotency)：高等动物细胞随着胚胎的发 育，细胞丧失了发育成个体的能力，但具有分化成多种细胞 类型及构建组织的潜能。具有多能性的细胞称为干细胞 (stem cell山。如胚胎干细胞(embryo stem cell)山；多能造血干 细胞。 单（专）能性(monopotency):仅具有分化形成某一种类 型细胞的能力。单能干细胞（monopotential cell)。由单能 干细胞最终形成特化细胞类型的过程称为终末分化 主讲汤erminal differentiation) 11
主讲：汤 华 11 二、影响细胞分化的因素 细胞的全能性(totipotency)：是指细胞经分裂和分化后， 仍具有产生完整有机体的潜能。 多能性（pluripotency）：高等动物细胞随着胚胎的发 育，细胞丧失了发育成个体的能力，但具有分化成多种细胞 类型及构建组织的潜能。具有多能性的细胞称为干细胞 (stem cell)。如胚胎干细胞(embryo stem cell)；多能造血干 细胞。 单(专)能性（monopotency）：仅具有分化形成某一种类 型细胞的能力。单能干细胞（monopotential cell）。由单能 干细胞最终形成特化细胞类型的过程称为终末分化 （terminal differentiation） （一）细胞的全能性