醫(yī)學細胞生物學第15章細胞分化-全文預(yù)覽
【正文】 ，產(chǎn)物為轉(zhuǎn)錄因子，與 前后體軸 發(fā)育密切相關(guān) 。 DNA甲基化 基因選擇性表達的分子機制 — 轉(zhuǎn)錄水平 ? DNA甲基化是一種可遺傳的基因調(diào)節(jié)模式 ,可以從一個細胞世代傳到下一代細胞，所以也稱“核記憶” DNA甲基化 DNA甲基化可忠實地得到遺傳 細胞分化的分子基礎(chǔ) M M M M M M M M 基因選擇性表達的分子機制 — 轉(zhuǎn)錄水平 細胞分化的分子基礎(chǔ) ? DNA甲基化修飾模式（核記憶）可通過生殖細胞傳給下一代，正常情況下，等位基因中只有一個基因表達，而另一個因甲基化被抑制。 管家基因包括基本代謝過程所需要的酶基因 、 調(diào)節(jié)基因及各種細胞結(jié)構(gòu)蛋白的基因 。 從卵裂開始出現(xiàn)細胞分化，在胚胎期達到高峰，在成體中細胞分化僅見于干細胞 在個體發(fā)育中的意義 保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性；使個體生長 沒有細胞分化，生物體就不能進行正常的發(fā)育。 由于所處空間位置的差異，同一細胞的后代可能有完全不同的分化命運，此為空間上的分化。全能性細胞應(yīng)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。 細胞分化的基本概念 細胞決定 — 成因 三胚層的分化 各胚層細胞間的相互作用有助于維持各胚層的發(fā)育命運 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(yīng)（細胞所處位置決定其分化方向） 細胞分化的基本概念 細胞決定 — 成因 相鄰細胞間的對話實現(xiàn)同型細胞的不同發(fā)育取向 A B 細胞分化的基本概念 細胞決定 — 成因 當信號分子從一個源頭向外擴散時，往往形成一個信號的濃度梯度，使得距源頭遠近不同的細胞根據(jù)自己周圍信號分子的濃度，表現(xiàn)出各種不同的發(fā)育取向。 ③ 某些細胞的核不能用于移植實驗，說明這些細胞分化后基因組受到損傷，完全喪失了全能性 ? 發(fā)育 過程中的染色體丟失現(xiàn)象 ?馬蛔蟲 染色體 片段的丟失（ 2n =2） ?小麥癭蚊的染色體丟失（ 40 to 8） ?哺乳動物成熟紅細胞核的丟失 核移植實驗的理論和實踐意義 哺乳動物核移植實驗 ——“Dolly”（ 1996年 7月 5日 2022年 2月 14日 ）的產(chǎn)生 植入病人體內(nèi) 體外培養(yǎng) 誘導胚胎干細胞向不同方向分化 未受精的卵子 移除卵子 的細胞核 取自病人的 正常體細胞 體細胞核移植 胚胎 培養(yǎng) 囊胚 卵裂球 內(nèi)細胞團 核移植（體細胞克?。┡c 醫(yī)療性克隆 誘導式多能干細胞 (induced pluripotent stem cells, iPS cells) ? 2022年，日本京都大學山中伸彌（ Shinya Yamanaka)發(fā)現(xiàn)將四個基因送入已分化完全的小鼠皮膚成纖維細胞，即可以把成纖維細胞 重編程 ，變回類似于胚胎干細胞的多能性干細胞，稱之為“誘導產(chǎn)生的多功能干細胞”（ Induced pluripotent stem cells， IPS cells）。? 細胞分化的基本概念 ? 細胞分化的分子基礎(chǔ) ? 細胞分化的影響因素 ? 細胞分化與腫瘤細胞 ? 細胞分化與再生 細胞分化 細胞分化 (cell differentiation)， 是指受精卵在 個體發(fā)育 的過程中產(chǎn)生了在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能及生化特征方面具備 穩(wěn)定性差異 的另一類細胞的過程，是個體發(fā)育的基礎(chǔ)和核心。 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 細胞分化的基本概念 細胞分化的概念及一般規(guī)律 終末分化細胞雖然不具備分化能力，但 核移植實驗（ 體細胞克隆 ） 證實：終末分化細胞的細胞核仍具備全能性，即 全能性細胞核 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 核移植實驗的理論和實踐意義 ① 細胞 分化 后 遺傳物質(zhì) 并 沒有發(fā)生不可逆改變 ； ② 卵子 細胞質(zhì) 中含有 激活 基因 表達 活性的控制因子。 8細胞期之后， 大量 胞質(zhì)組分 在 卵 裂中不均等分配， 這些胞質(zhì)成分的差異隨著胚胎發(fā)育的進程將被逐步放大，并最終 導致細胞命運的 差異 。 成纖維細胞轉(zhuǎn)分化為其他類型的細胞 水母細胞的轉(zhuǎn)分化 The hepatocytetobeta cell transdifferentiation Hepatocytes are obtained by liver biopsy from a donor or patient with diabetes, cultured and expanded ex vivo, transduced with a pdx1 virus, transdifferentiated into functioning, insulinproducing beta cells, and then transplanted into a patient with diabetes. 可控轉(zhuǎn)分化與基因治療 PNAS May 31, 2022 vol. 102 no. 22 77817782 細胞分化的基本概念 細胞的去分化和轉(zhuǎn)分化 細胞的去（脫）分化 細胞的轉(zhuǎn)分化 去分化和轉(zhuǎn)分化的本質(zhì)和意義 細胞全能性 (cell totipotency)是指單個細胞（已分化或未分化）在一定條件下可發(fā)育分化成一個完整個體的潛在能力。 通過去 /轉(zhuǎn)分化實現(xiàn)細胞彈性分化 D 成纖維細胞的彈性分化 —— 扮演“干細胞”的角色 細胞分化的基本概念 細胞分化的時 空性 多細胞生物個體發(fā)育過程中細胞的分化是在 時間和空間 這兩個維度同時進行的
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