第1页：Chapter 12Cell Diffe
Chapter 12Cell Differentiation
第2页：Cell differentiation
- 1、Cell differentiation§
- 2、Cancer cell
第3页：1 Cell differentiati
1 Cell differentiation细胞分化的基本概念影响细胞分化的因素
第4页：细胞分化(celldifferentia
- 细胞分化(celldifferentiation)：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
第5页：一、细胞分化的基本概念细胞分化
- 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
第6页：细胞分化是基因选择性表达的结果
- 细胞分化
- 是基因选择性表达的结果基因类型细胞总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Β珠蛋白胰岛素++++++++++---+---+实验方法Southern杂交Northern杂交
第7页：Transdifferentiation
- Transdifferentiation and regeneration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
- 转分化经历去分化和再分化的过程
- 生物界普遍存在再生现象，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
第8页：单细胞有机体的细胞分化与多细胞
- 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
第9页：组合调控引发组织特异性基因的表
- 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
第10页：组织特异性基因与当家基因当家基
- 组织特异性基因与当家基因当家基因(house-keepinggenes)：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-specificgenes)，或称奢侈基因(luxurygenes)：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
第11页：二、影响细胞分化的因素细胞的全
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
第12页：totipotency概念
- totipotency概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性
- 植物细胞具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株动物细胞核移植(Nucleartransfer)实验证明细胞核具有发育全能性干细胞(Stemcell)与细胞发育潜能
第13页：影响细胞分化的因素胞外信号分子
影响细胞分化的因素胞外信号分子对细胞分化的影响,如眼的发生细胞记忆与决定:果蝇成虫盘(imaginaldisc)受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响细胞间的相互作用与位置效应环境对性别决定的影响染色质变化与基因重排对细胞分化的影响
第14页：如蛙红细胞核移植后发育成蝌蚪Do
如蛙红细胞核移植后发育成蝌蚪Dolly羊的诞生说明高度分化的哺乳动物体细胞核也具有发育全能性
第15页：干细胞的分类干细胞所具有的特点
干细胞的分类干细胞所具有的特点干细胞分化模式常见的干细胞种类及其作用
第16页：常见的干细胞种类及其作用胚胎干
- 常见的干细胞种类及其作用胚胎干细胞(embryostemcell)：具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能
- 胚胎干细胞的应用造血干细胞单能干细胞（monopotentialcell）
第17页：ES可作为克隆动物的高效材料
- ES可作为克隆动物的高效材料
- ES是转基因动物的高效载体
- 发育生物学研究的理想体外模型
- ES和癌细胞均具无限增殖的特性，对ES细胞的研究有利于了解癌细胞的有关性质
- 加快组织工程及人造器官的发展组织工程是生物学与工程学相结合的一项技术将人工培育供移植用的人类或动物细胞、组织或器官培养在特殊物质（生物降解聚合物）构成的支架上，培育出一定的组织或器官，将这些组织或器官移植给患者从机时达到临床治疗的目的
第18页：组织工程与“人耳鼠”2001年
- 组织工程与“人耳鼠”2001年，我国举办了“863计划十五周年成就展”，其中展出的“人耳鼠”受到了广泛地关注
- “人耳鼠”的制作关键在“人耳”，先用一种高分子化学材料聚羟基乙酸做成人耳的模型支架，让细胞在这个支架上繁殖生长，然后，在裸鼠的背上割开一个口子，将已经培养好的“人耳”植入后缝合
- “人耳”支架最后会自己降解消失，于是，“人耳”便与老鼠浑然成为一体
第19页：ES在不同的条件下的不同的功能状态
- ES在不同的条件下的不同的功能状态
- 在有抑制因子存在的培养基中，它呈未分化状态生长，在无抑制因子存在的培养基中，分化成各种细胞
- ES具有分化成各种类型细胞的多潜能性，此种特性既可以在体内发育，也可以在体外诱导
第20页：干细胞的特点干细胞本身不是处于分化的终端
- 干细胞的特点干细胞本身不是处于分化的终端
- 干细胞能无限地增殖
- 干细胞分裂产生的子细胞只能在两种途径中选择其一，或保持亲代特性，仍作为干细胞，或不可逆地向终末分化
- 从功能上来讲，干细胞不是执行已分化细胞的功能，而是产生具有分化功能的细胞
第21页：干细胞的分类按照干细胞所处的发育阶段分
干细胞的分类按照干细胞所处的发育阶段分：胚胎干细胞成体干细胞按照干细胞的发育潜能分：全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能或单能干细胞。
第22页：Patterns of stem-cel
Patterns of stem-cell division(a) Division of a stem cell produces two cells, one of which is a stem cell like the mother cell. In this way the population of stem cells is maintained. (b) The other daughter cell—a stem cell of more restricted potential—starts on a pathway toward producing more differentiated cells. When it divides, one of the daughters will be the same sort of restricted-potential stem cell as the mother and the other will be a progenitor cell for a certain type of differentiated cell. ©Progenitor cells can divide to reproduce themselves and, in response to appropriate signals, can differentiate into a terminally differentiated, nondividing cell.
第23页：2Cancer cellWhat is
2Cancer cellWhat is cancer?癌症能遗传吗？癌细胞的基本特征致癌因素癌症产生过程中的相关基因癌症能治疗吗？
第24页：癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病
- 癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病
- 动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞(tumor cell)
- 具有转移能力的肿瘤称为恶性肿瘤(malignancy）
- The term “cancer”, which means “crab” in Latin, was coined by Hippocrates in the 5th century B.C. to describe diseases in which tissue grow and spread unrestrained throughout the body, eventually choking off life.
第25页：Depending on the cel
Depending on the cell type involved, they are grouped into three main categories.Carcinomas(癌), which are the most common types of cancer, arise from the epithelial cells that cover externaland internal body surfaces.Sarcomas(肉瘤) originate in supporting tissues of mesodermal origin.Lymphomas(淋巴瘤) and leukemias(白血病) arise from cells or blood and lymphatic origin.
第26页：癌细胞的基本特征基本生物学特征
癌细胞的基本特征基本生物学特征体外培养的恶性转化细胞的特征
第27页：
第28页：基本生物学特征细胞生长与分裂失去控制
- 基本生物学特征细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞
- 具有扩散性·癌细胞的细胞间粘着性下降，具有侵润性和扩散性，这是癌细胞的基本特征
- ·在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞，且失去了许多原组织细胞的结构和功能细胞间相互作用改变蛋白表达谱系或蛋白活性改变mRNA转录谱系的改变染色体非整倍性
第29页：体外培养的恶性转化细胞的特征恶
体外培养的恶性转化细胞的特征恶性转化细胞同癌细胞一样具有无限增殖的潜能在体外培养时贴壁性下降失去接触抑制培养时对血清依赖性降低当将恶性转化细胞注入易感动物体内，往往会形成肿瘤
第30页：Tumors arise when th
Tumors arise when the rate of cell division exceeds the rate of cell differentiation and losschemicalscancausecancerRadiationcancausecancerViruscauseavarietyofdifferentanimalcancer
第31页：Cancerisageneticdise
Cancerisageneticdiseasebecauseitcanbetracedtoalterationwithinspecificgenes,butinmostcases,itisnotaninheriteddisease.Inaninheriteddisease,thegeneticdefectispresentinthechromosomeofaparentandistransmittedtothezygote.ThegeneticalterationthatleadtomostcancersariseintheDNAofasomaticcellduringthelifetimeoftheaffectedindividual.
第32页：The genes that hace
The genes that hace been implicated in carcinogenesis are divided into two broad categoriesOncogeneandproto-oncogenestumor-suppressorgene
第33页：癌基因的原癌基因的发现原癌基因
- 癌基因的原癌基因的发现原癌基因存在于细胞基因组中，是控制细胞生长和分裂的基因
- 原癌基因与癌发生癌基因是控制细胞生长和分裂的原癌基因的一种突变形式
- 这类基因功能获得性突变(显性突变)为癌基因后，其产物量增加或活性升高，促进细胞癌变
第34页：参与细胞增殖控制的蛋白蛋白类型
参与细胞增殖控制的蛋白蛋白类型基因类型突变类型及导致的结果生长因子原癌基因显性突变后致癌生长因子受体原癌基因显性突变后致癌信号转导蛋白原癌基因显性突变后致癌转录因子原癌基因显性突变后致癌抗凋亡蛋白细胞周期控制蛋白抑癌基因隐性突变后致癌DNA修复蛋白突变后DNA不能修复，提高其它基因突变的机率
第35页：癌基因的存在是人们在对RNA肿瘤
- 癌基因的存在是人们在对RNA肿瘤病毒的研究中发现的
- 这些RNA病毒可以通过感染正常细胞使之发生癌变
- 这些病毒携带的某些基因的编码产物可以干扰细胞的正常分裂活动，因此人们把这些可以致癌的基因称为癌基因
- 1976年，人们发现在鸟肉瘤病毒(avian sarcoma virus, ASV)中存在的癌基因src，在未受感染的细胞的基因组中就存在
- 实际上，这些癌基因并不是病毒的基因，而是宿主细胞的基因，只是在以前的感染过程中插入到了病毒的基因组中
- 后来证实，在细胞中存在许多这样的基因，也就是现在我们所说是原癌基因
- 当这些基因发生突变后，就会促使细胞进入到恶性增生的状态
第36页：抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控因子
- 抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控因子
- 抑癌基因编码的蛋白抑制细胞增殖，使细胞停留于检验点上阻止周期进程
- 抑癌基因发生功能丧失性突变(隐性突变)，则导致细胞周期失控而过度增殖
- pRb对细胞周期运转作用P53基因突变将导致细胞癌变或凋亡
第37页：癌症能治疗吗传统思路是手术
- 癌症能治疗吗传统思路是手术、放疗、化疗癌症治疗新方案
- 免疫治疗(Immunotherapy)
- 基因治疗(Genetherapy)
- 抑制癌症促进蛋白的活性
- 抑制肿瘤血管形成
第38页：几种生物的细胞数目与类型物种细
几种生物的细胞数目与类型物种细胞数细胞类型团藻1022海绵1035-10水螅1051-20涡虫109100人1014＞200
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