醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第15章細(xì)胞分化-展示頁
2025-01-22 07:48本頁面
【正文】 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(xì)胞的過程，是個體發(fā)育的基礎(chǔ)和核心。 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞分化的概念及一般規(guī)律 細(xì)胞分化的基本概念 兩個特點 ? “同源 ”細(xì)胞 ? “異化 ”過程 細(xì)胞分化的概念及一般規(guī)律 Human:1014 cells, 200 cell types 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)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(xì)胞稱為 全能細(xì)胞 (totipotent cell) ，如受精卵及 8細(xì)胞期之前的胚胎細(xì)胞均為全能細(xì)胞； 細(xì)胞分化顯著規(guī)律：隨著個體發(fā)育的進行，細(xì)胞的分化能力逐漸 “ 縮窄 ” ，由 “ 全能 ” → “ 泛能 ” → “ 多能 ” → “ 單能 ” → 終末分化細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞為一類 泛能細(xì)胞 ，不能發(fā)育分化成完整個體，但可以誘導(dǎo)分化成多種組織的細(xì)胞 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞分化的概念及一般規(guī)律 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)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(xì)胞分化潛能受到限制，各胚層細(xì)胞只能向特定組織和器官分化稱為 多能細(xì)胞 （ pluripotent cell） ,也叫成體干細(xì)胞如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等。 細(xì)胞分化顯著規(guī)律：隨著個體發(fā)育的進行，細(xì)胞的分化能力逐漸 “ 縮窄 ” ，由 “ 全能 ” → “ 泛能 ” → “ 多能 ” → “ 單能 ” → 終末分化細(xì)胞 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞分化的概念及一般規(guī)律 終末分化細(xì)胞雖然不具備分化能力，但 核移植實驗（ 體細(xì)胞克隆 ） 證實：終末分化細(xì)胞的細(xì)胞核仍具備全能性，即 全能性細(xì)胞核 細(xì)胞分化顯著規(guī)律：隨著個體發(fā)育的進行，細(xì)胞的分化能力逐漸 “ 縮窄 ” ，由 “ 全能 ” → “ 泛能 ” → “ 多能 ” → “ 單能 ” → 終末分化細(xì)胞 核移植實驗的理論和實踐意義 ① 細(xì)胞 分化 后 遺傳物質(zhì) 并 沒有發(fā)生不可逆改變 ； ② 卵子 細(xì)胞質(zhì) 中含有 激活 基因 表達 活性的控制因子。 Dr. Shinya Yamanaka, PhD 已分化的小鼠成纖維細(xì)胞 攜帶四因子（ Oct3/4，Sox2， Klf4， cMyc）編碼序列的重組逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)染細(xì)胞 產(chǎn)生誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞 誘導(dǎo)式多能干細(xì)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?qū)肴祟惼つw細(xì)胞 ,將其成功地轉(zhuǎn)變成 iPS細(xì)胞 ! 同時，美國 James Thomson研究團隊利用 4個基因?qū)⑷祟愺w細(xì)胞重編程為干細(xì)胞！ ? 4 ? 2022年底，美國 Gee Daley實驗室從病人門診時取得的皮膚細(xì)胞量身訂作一個私人的干細(xì)胞庫，將 iPS細(xì)胞用于治療人類退化性疾病已邁入真正的臨床新紀(jì)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(dǎo)式多能干細(xì)胞 (induced pluripotent stem cells, iPS cells) 三胚層的分化 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞決定 — 概念 細(xì)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(xì)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(xì)胞決定(cell determination) 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)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(xì)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。 8細(xì)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(dǎo)致細(xì)胞命運的 差異 。 卵母細(xì)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(xì)胞之間或細(xì)胞群 (層 )間的相互作用維持并強化了細(xì)胞決定 信號分子的梯度效應(yīng)（細(xì)胞所處的位置決定其分化方向） 形態(tài)發(fā)生蛋白 Shh在小雞肢芽發(fā)育中的作用 前 端 后 端 翼芽的極化區(qū)（信號源頭） 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(xì)胞具有穩(wěn)定性（不可逆性）；但在特殊條件下，已分化細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能，回到未分化狀態(tài)。 成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為其他類型的細(xì)胞 水母細(xì)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(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞的去分化和轉(zhuǎn)分化 細(xì)胞的去（脫）分化 細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化 去分化和轉(zhuǎn)分化的本質(zhì)和意義 細(xì)胞全能性 (cell totipotency)是指單
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