醫(yī)學細胞生物學第15章細胞分化-wenkub
2023-01-28 07:48:36 本頁面
【正文】 ） 前 端 后 端 將翼芽的極化區(qū)組織移植到另一翼芽的前端 在正常生理條件下，已分化細胞具有穩(wěn)定性（不可逆性）；但在特殊條件下，已分化細胞失去特有的結構和功能，回到未分化狀態(tài)。 Dr. Shinya Yamanaka, PhD 已分化的小鼠成纖維細胞 攜帶四因子（ Oct3/4，Sox2， Klf4， cMyc）編碼序列的重組逆轉錄病毒轉染細胞 產(chǎn)生誘導的多潛能干細胞 誘導式多能干細胞 (induced pluripotent stem cells, iPS cells) ? 2022年 ,山中伸彌研究團隊再次成功地利用 34個基因導入人類皮膚細胞 ,將其成功地轉變成 iPS細胞 ! 同時，美國 James Thomson研究團隊利用 4個基因將人類體細胞重編程為干細胞！ ? 4 ? 2022年底，美國 Gee Daley實驗室從病人門診時取得的皮膚細胞量身訂作一個私人的干細胞庫，將 iPS細胞用于治療人類退化性疾病已邁入真正的臨床新紀元！ Dr. Kazutoshi Takahashi, PhD Human iPSCs ? In 2022 he and John Gurdon were awarded the Nobel Prize for Physiology or Medicine for the discovery that mature cells can be converted to stem cells 誘導式多能干細胞 (induced pluripotent stem cells, iPS cells) 三胚層的分化 細胞分化的基本概念 細胞決定 — 概念 細胞在任何可識別的分化性狀出現(xiàn)之前就已受到約束，只能向特定的方向分化，這時細胞內(nèi)部已發(fā)生變化 , 確定了未來的發(fā)育命運 , 這就是 細胞決定(cell determination) 細胞分化的基本概念 細胞決定 — 概念 肢芽 翼芽 翅膀長出腳趾 雞胚肢芽 /翼芽移植試驗： 移植前，肢芽（長出大腿）和翼芽（長出翅膀）兩處細胞形態(tài)相同，均未分化，若將肢芽組織塊移植至翼芽部位，則翼尖會長出腳趾。 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 細胞分化的基本概念 兩個特點 ? “同源 ”細胞 ? “異化 ”過程 細胞分化的概念及一般規(guī)律 Human:1014 cells, 200 cell types 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 在一定條件下可發(fā)育分化成一個完整個體的單個細胞稱為 全能細胞 (totipotent cell) ，如受精卵及 8細胞期之前的胚胎細胞均為全能細胞； 細胞分化顯著規(guī)律：隨著個體發(fā)育的進行，細胞的分化能力逐漸 “ 縮窄 ” ，由 “ 全能 ” → “ 泛能 ” → “ 多能 ” → “ 單能 ” → 終末分化細胞 胚胎干細胞為一類 泛能細胞 ，不能發(fā)育分化成完整個體，但可以誘導分化成多種組織的細胞 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 三胚層的分化 在三胚層形成后，細胞分化潛能受到限制，各胚層細胞只能向特定組織和器官分化稱為 多能細胞 （ pluripotent cell） ,也叫成體干細胞如造血干細胞、神經(jīng)干細胞、間充質(zhì)干細胞等。 造血干細胞 神經(jīng)干細胞 細胞分化顯著規(guī)律：隨著個體發(fā)育的進行，細胞的分化能力逐漸 “ 縮窄 ” ，由 “ 全能 ” → “ 泛能 ” → “ 多能 ” → “ 單能 ” → 終末分化細胞 造血干細胞的分化過程 多能造血干細胞 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 器官形成后，細胞的分化能力進一步受限，在某些組織的局部保留有一些只能定向分化為該種組織細胞的 單能細胞 （ unipotent cell） ,如毛囊細胞、表皮干細胞、小腸隱窩細胞等。 蛙 /蠑螈胚胎預定口部外胚層的移植試驗： 將蛙原腸胚預定口部外胚層上皮移植并取代蠑螈原腸胚預定口部外胚層相應部位，結果蠑螈具有蝌蚪的吸盤； 若將蠑螈的預定口部外胚層上皮移至蛙胚，則蝌蚪長出了蠑螈的平衡桿 結論：蛙 /蠑螈的預定口部外胚層上皮已決定其發(fā)育方向 細胞分化的基本概念 卵母細胞的不對稱性 細胞決定 — 成因 卵母細胞的極性與早期胚胎發(fā)育的不對稱分裂 早期胚胎發(fā)育中細胞之間或細胞群 (層 )間的相互作用維持并強化了細胞決定 信號分子的梯度效應（細胞所處位置決定其分化方向） 卵裂時 , 基因組平均分配到子細胞內(nèi) , 而卵細胞質(zhì)各區(qū)域的組分并不相同。 細胞分化的基本概念 細胞的去分化和轉分化 細胞的去（脫）分化 細胞的轉分化 去分化和轉分化的本質(zhì)和意義 植物細胞的去分化 動物細胞的癌化 細胞轉分化示意圖 細胞分化的基本概念 細胞的去分化和轉分化 細胞的去（脫）分化 細胞的轉分化 去分化和轉分化的本質(zhì)和意義 在特殊條件下，已分化細胞從一種分化狀態(tài)轉變成另一種分化狀態(tài)。全能性細胞應該 具有正常完整的基因組 ，在特定條件下可表達基因組中任何基因，發(fā)育分化形成該個體的任何種類的細胞。 細胞生長 DNA復制 細胞周期開始 細胞分裂 細胞周期調(diào)節(jié)點 細胞分化 Vs 細胞分裂 細胞分化的基本概念 分裂使機體細胞數(shù)量增加，分化使細胞種類增加； 分化在分裂的基礎上進行，沒有分裂就沒有分化； 分化發(fā)生于 G1期 ，若 G1期很短，則分化減慢； 分裂旺盛的細胞，分化緩慢；終末分化的細胞，分裂緩慢甚至不再分裂。因此 基因的選擇性表達（差異表達）是細胞分化的本質(zhì) 。 奢侈基因 （ luxury gene） 細胞分化的分子基礎 細胞分化 的本質(zhì) —基因的選擇性（差異）表達 管家基因 奢侈基因
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