细胞分化与胚胎发育-细胞生物学

第十四章细胞分化与胚胎发育,第一节细胞分化一、细胞分化的基本概念二、影响细胞分化的因素第二节胚胎发育中的细胞分化一、生殖细胞的分化二、早期胚胎发育过程中的细胞分化三、果蝇胚胎发育过程中的细胞分化,第一节细胞分化(celldifferentiation),一、细胞分化(celldifferentiation)的基本概念（P318）,（一）细胞分化是基因选择性表达的结果细胞分化是由于细胞选择性的表达各自特有的专一性蛋白质，而导致细胞形态、结构与功能的差异,（二）根据基因同细胞分化的关系,可以将基因分为两大类,管家基因(house-keepinggene)：维持细胞最低限度功能所不可少的基因奢侈基因(luxurygene)：组织特异性(tissue-specificgene)表达的基因。这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系,是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因。,（三）、组合调控引发组织特异性基因的表达,差别基因表达(differentialgeneexpression),细胞分化过程中，奢侈基因按一定顺序表达，某些特定奢侈基因表达的结果生成一种类型的分化细胞，另一组奢侈基因表达的结果导致出现另一类型的分化细胞，这就是基因的差别表达。其本质是开放某些基因,关闭某些基因，导致细胞的分化。,原核细胞：枯草杆菌，鱼腥藻真核生物：酵母等,（四）单细胞有机体的细胞分化,生物的器官损伤后，剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象，广义来看再生是生命的普遍现象，从分子、细胞到组织器官都具有再生现象。1)生理性再生：即细胞更新，如人的红细胞。2)修复性再生：壁虎的尾、蝾螈的断肢、螃蟹的肢。,（五）转分化与再生1、转分化：先“去分化”再“再分化”脱分化(dedifferentiation)又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。再分化2、再生,（一）细胞全能性：细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。一个细胞可分裂、分化为完整有机体的潜能，如受精卵、植物细胞。,二、细胞的全能性与多能干细胞,干细胞(stemcells,SC)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。,根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonicstemcell，ES细胞)和成体干细胞(somaticstemcell)。,根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotentstemcell,TSC)、多能干细胞（pluripotentstemcell）和单能干细胞（unipotentstemcell）。干细胞分化规律：全能干-多能干-单能干,胚胎干细胞(embryonicstemcell，ES)：它是从早期胚胎内细胞团(innercellmass，ICM)或原始胚胎生殖细胞(embryonicgermcell,EG细胞)经体外抑制培养而筛选出的细胞，可以分化为体内任何一种类型的细胞。,用胚胎干细胞建立转基因鼠,成体干细胞,骨髓中的造血干细胞分化形成不同类型的血细胞,1、受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响：隐蔽mRNA：卵母细胞中细胞质决定子(cytoplasmicdeterminants)卵细胞质各区域的组分并不相同，卵裂使不同的胞质组分分割进入各卵裂细胞，这些特殊细胞质组分称为细胞质决定子。在一定程度上决定细胞的早期分化。,三、影响细胞分化的因素,两栖类卵母细胞的不对称性,2、胞外信号分子对细胞分化的影响：胚胎诱导（近端组织的相互作用）；激素3、细胞间的相互作用与位置效应：4、细胞记忆与决定：细胞决定(celldetermination)是指细胞在发生可识别的形态变化之前,就已受到约束而向特定方向分化,这时细胞内部已发生变化,确定了未来的发育命运,这就是决定。5、环境对性别决定的影响：温度等6、染色质变化与基因重排对细胞分化的影响：,第二节胚胎发育中的细胞分化（自学）,同源异型基因（homeoticgene）：一类含有同源框的基因，在胚胎发育中的表达水平对于组织和器官的形成具有重要的调控作用。该类基因的突变，会在胚胎发育过程中导致某一器官异位生长，即本来应该形成的正常结构被其他器官取代了。例如，果蝇的同源异型基因Antp（触角基因）的突变，导致果蝇的一对触角被两只腿所取代。,同源框：同源异型基因中有一段高度保守的DNA序列称为同