细胞分化与癌细胞10学习教案

1、会计学1第一页，共42页。第1页/共42页第二页，共42页。一、一、 细胞细胞(xbo)(xbo)分化分化(Cell (Cell differentiation)differentiation)第2页/共42页第三页，共42页。第3页/共42页第四页，共42页。（四）细胞（四）细胞(xbo)分化的机理分化的机理第4页/共42页第五页，共42页。1.1.细胞细胞(xbo)(xbo)的全能的全能性性(totipotency)(totipotency)的只能分化出一种细胞类型。第5页/共42页第六页，共42页。植物细胞植物细胞(xbo)(xbo)具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株具有全能性

2、，在适宜的条件下可培育成正常的植株 1. Plant cells第6页/共42页第七页，共42页。在动物体中，随细胞分化程度在动物体中，随细胞分化程度(chngd)的提高，细胞分的提高，细胞分化潜能越来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部化潜能越来越窄，但它们的细胞核任保持着原有的全部遗传物质。遗传物质。 动物细胞核移植动物细胞核移植(Nuclear transfer)(Nuclear transfer)实验证明实验证明(zhngmng)(zhngmng)细胞核具有发细胞核具有发育全能性育全能性第7页/共42页第八页，共42页。The sheep star: DollyDolly: A la

3、mb with no father 第8页/共42页第九页，共42页。克隆克隆(k ln)能给人类带来什么？能给人类带来什么？克隆动物克隆动物(dngw)是未来的制是未来的制药厂药厂克隆克隆(k ln)的爱因斯坦会懂的爱因斯坦会懂“相对论相对论”吗吗第9页/共42页第十页，共42页。 细胞总细胞总 DNA 细胞总细胞总 RNA 输 卵 管输 卵 管细胞细胞 成红细成红细胞胞 胰岛细胰岛细胞胞 输 卵 管输 卵 管细胞细胞 成 红 细成 红 细胞胞 胰岛细胰岛细胞胞 卵清蛋白基卵清蛋白基因因 + + + + - - - - - -珠蛋白珠蛋白基因基因 + + + - - + - - 胰岛素基因胰

4、岛素基因 + + + - - - - + 实验方法 Southern 杂交 Northern 杂交 分子杂交技术检测基因分子杂交技术检测基因(jyn)及其表达及其表达第10页/共42页第十一页，共42页。组织组织(zzh)特异性基因与当家基特异性基因与当家基因因第11页/共42页第十二页，共42页。第12页/共42页第十三页，共42页。2 2、干细胞、干细胞stem cellstem cell第13页/共42页第十四页，共42页。(1) Embryonic stem cells 第14页/共42页第十五页，共42页。嗜酸性嗜酸性(sun xn)粒细胞粒细胞单核细胞单核细胞嗜中性嗜中性(zhng

5、xng)粒细胞粒细胞红细胞红细胞巨嗜细胞巨嗜细胞(xbo)嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞B细胞细胞T细胞细胞(2) Adult stem cells第15页/共42页第十六页，共42页。干细胞分化是个连续的过程：干细胞干细胞分化是个连续的过程：干细胞- -祖细胞（发育和分化中丧失自我更新能力保留多细胞谱系分化潜能）祖细胞（发育和分化中丧失自我更新能力保留多细胞谱系分化潜能）- -前体细胞（分化命运已经决定功能尚未成熟）前体细胞（分化命运已经决定功能尚未成熟）- -不再分化的终末细胞不再分化的终末细胞按照发生学来源：胚胎按照发生学来源：胚胎(piti)(piti)干细胞和成体干细胞干细胞和成体干细胞按

6、照分化潜能的大小，分为三种：按照分化潜能的大小，分为三种： 全能干细胞全能干细胞(embryo stem cell)(embryo stem cell)：具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能：具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能 多能干细胞：分化出多种组织细胞的潜能，但其发育潜能受到限制，失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。多能干细胞：分化出多种组织细胞的潜能，但其发育潜能受到限制，失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。 单能干细胞（单能干细胞（monopotential cellmonopotential cell）只分化出某一细胞类型的干细胞，如表皮干细胞。）只分化出某一细胞

7、类型的干细胞，如表皮干细胞。第16页/共42页第十七页，共42页。（二）干细胞的基本特征（二）干细胞的基本特征（1）形态特征：一般）形态特征：一般(ybn)呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比呈圆形或椭圆形，体积较小，核质比较大。较大。（2）生化特征：端粒酶活性高，一般）生化特征：端粒酶活性高，一般(ybn)具有较异的细胞表面具有较异的细胞表面标志。标志。（3）增殖特征：细胞增殖较为缓慢，有时具有自我更新能力。）增殖特征：细胞增殖较为缓慢，有时具有自我更新能力。（三）胚胎（三）胚胎(piti)干细胞及其应用干细胞及其应用For repairing tissue damage caused by d

8、isease or injury, including: Diseases that impair brain function, such as Alzheimers disease and Parkinsons disease Spinal cord injuries Blood diseases, including leukemias Burns 细胞移植、基因治疗、药物(yow)筛选和毒性检测、促进对生物发育机制的研究第17页/共42页第十八页，共42页。Production of differentiated cells from mouse ES cells in culture

9、.ES细胞：来源于胚泡期内细胞团，具有无限增殖能力，理论上分化为细胞：来源于胚泡期内细胞团，具有无限增殖能力，理论上分化为200多种细胞，形成生物体各组织多种细胞，形成生物体各组织(zzh)器官的能力。器官的能力。第18页/共42页第十九页，共42页。Stem cells migrate to sites of organ damage and differentiate to cell types competent to participate in tissue regeneration.利用利用(lyng)干细胞可干细胞可塑性塑性第19页/共42页第二十页，共42页。二二 癌细胞癌细胞

10、(Cancer cell)(Cancer cell)黑色素肉瘤侵袭正黑色素肉瘤侵袭正常常(zhngchng)肝组肝组织织第20页/共42页第二十一页，共42页。（一）癌细胞的主要（一）癌细胞的主要(zhyo)特征特征前列腺前列腺肾脏肾脏白血病白血病胰腺胰腺卵巢卵巢脑脑黑色素黑色素直肠直肠结肠结肠淋巴癌淋巴癌乳腺癌乳腺癌第21页/共42页第二十二页，共42页。第22页/共42页第二十三页，共42页。第23页/共42页第二十四页，共42页。体外培养的恶性转化细胞体外培养的恶性转化细胞(xbo)的特的特征征第24页/共42页第二十五页，共42页。正常细胞以单层方式正常细胞以单层方式(fngsh)生长

11、生长癌细胞层叠癌细胞层叠(cn di)生长生长第25页/共42页第二十六页，共42页。第26页/共42页第二十七页，共42页。（二）、致癌因子（二）、致癌因子(ynz)及癌基因学说及癌基因学说第27页/共42页第二十八页，共42页。化学化学(huxu)致癌致癌因子因子物理致癌因子物理致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子苯并芘苯并芘去氨基化去氨基化食物感染食物感染吸烟吸烟去氨基化去氨基化体内反体内反应，如应，如肝代谢肝代谢阳光照射阳光照射第28页/共42页第二十九页，共42页。基因芯片技术基因芯片技术(jsh)技术技术(jsh)在癌症诊断中的应在癌症诊断中的应用用图示两种白血病的表达深蓝色代表低表达

12、；深红色代表高表达；列代表不同(b tn)的样本数据急性急性(jxng)淋巴母细胞白淋巴母细胞白血病血病急性骨髓性白血病急性骨髓性白血病第29页/共42页第三十页，共42页。在导致结肠癌发生的细胞(xbo)谱系中，各种可能的遗传改变顺序之一。癌癌正常结正常结肠细胞肠细胞细胞生细胞生长加速长加速早期腺早期腺瘤瘤中期腺中期腺瘤瘤晚期腺晚期腺瘤瘤转移转移第30页/共42页第三十一页，共42页。(三三)、癌症、癌症(i zhn)产生是基因突变积累和自然选择产生是基因突变积累和自然选择的结果的结果第31页/共42页第三十二页，共42页。癌基因（癌基因（oncogenesoncogenes）：）：v-on

13、c and c-oncv-onc and c-onc 抑癌基因（抑癌基因（tumor-suppressor genetumor-suppressor gene）Rb p53Rb p53 特特 点点 原癌基因原癌基因 抑癌基因抑癌基因 基因属性基因属性 细胞增殖必需细胞增殖必需(bx) (bx) 细胞分化细胞分化必需必需(bx)(bx) 致癌方式致癌方式 基因突变激活、异常表达基因突变激活、异常表达 基因缺失或基因缺失或失活失活Rous(1911)发现鸡的致癌发现鸡的致癌RNA病毒病毒(bngd)；1963年发现年发现RSV突变株：突变株：tsRSV 鸡成纤维细胞鸡成纤维细胞40C37C细胞(x

14、bo)正常 病毒正常繁殖细胞癌变 病毒正常繁殖tdRSV 鸡成纤维细胞40C37C细胞正常 细胞正常 病毒正常繁殖病毒正常繁殖 v-oncogenetdRSV3端缺失15002000bp;不影响病毒复制，但影响细胞转化第32页/共42页第三十三页，共42页。1976年发现，正常鸡细胞核DNA中，具有与V-onc的同源序列，称正常细胞中的同源序列为原癌基因（protooncogene）,或C-oncogene.v-onc和c-onc的关系：c-onc来自v-onc. 理由如下:1、v-onc对病毒(bngd)复制和生存都是不必要的；而c-onc对细胞重要功能和活动不可缺少；提示c-onc是进化中

15、保存下来的细胞重要结构元件。2、发现的30种c-onc是依靠病毒(bngd)的v-onc探针找到的；并不是所有c-onc都有对应的同源v-onc。3、v-src缺失3/4不能致癌的RSV,注入鸡体内，发现缺失的v-src与c-src发生重组，v-src回复并致癌。抑癌基因（tumor suppressor gene）Harris(1968):癌细胞系与同组织正常细胞融合杂交细胞无恶性表型，也不致癌； 随着染色体丢失则可能(knng)恢复致癌（Rb13q14.1）.第33页/共42页第三十四页，共42页。第34页/共42页第三十五页，共42页。第35页/共42页第三十六页，共42页。调节区调节区

16、原癌基原癌基因因突变或缺突变或缺失失基因编码的蛋白发基因编码的蛋白发生结构或功能改变生结构或功能改变原癌基原癌基因编码因编码的蛋白的蛋白重排的重排的DNA调调控序列控序列改变下改变下游基因游基因表达表达基因编码蛋基因编码蛋白合成增加白合成增加突变或缺失突变或缺失基因编码蛋白合成增加基因编码蛋白合成增加合成的蛋白含有合成的蛋白含有其他基因的编码其他基因的编码片段，这样的融片段，这样的融合蛋白不再受到合蛋白不再受到正常的调控正常的调控蛋白质编码的基因蛋白质编码的基因有关重排与原癌基有关重排与原癌基因片段融合，形成因片段融合，形成一个融合基因一个融合基因第36页/共42页第三十七页，共42页。突变的

17、肿瘤突变的肿瘤抑制基因抑制基因肿瘤抑制基肿瘤抑制基因的两个同因的两个同源拷贝都发源拷贝都发生突变生突变生长失生长失控控细胞正常生细胞正常生长长细胞正常生细胞正常生长长细胞细胞正常正常生长生长细胞正常生细胞正常生长长原癌基因原癌基因细胞正常生细胞正常生长长原癌基因原癌基因突变为癌突变为癌基因基因生长失控生长失控第37页/共42页第三十八页，共42页。(四四)、癌症、癌症(i zhn)能治疗吗能治疗吗第38页/共42页第三十九页，共42页。第39页/共42页第四十页，共42页。1何谓细胞分化？为什麽说细胞分化是基因选择性表达的结果？2组织特异性基因的表达是如何调控的？3影响细胞分化的因素有哪些？请予说明(shumng)。4说明(shumng)癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。5为什麽说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果？6如何理解真核细胞基因表达调控的复杂性？7真核细胞基因表达调控有哪些不同环节，各有何作用？第40页/共42页第四十一页，共42页。教学要求：教学要求：掌握基因差异掌握基因差异(chy)表达与细胞分化，肿瘤的发生机制，以表达与细胞分化，肿瘤的发生机制，以及真核细胞基因表达的调控过程。及真核细胞基因表达的调控过程。细胞分化的基本概念（管家