《分子 细胞与组织教学》15细胞增殖

细胞增殖

发生在哪些生命现象中？胚胎发育个体发育(胚胎和成体)中需要细胞增殖编辑pptLogo为什么小肠上皮细胞需要频繁更替?哪些细胞需要频繁更替、哪些永不更替？小肠上皮更新组织更新、机体自稳中需要细胞增殖编辑pptLogo为什么培养细胞划痕后发生增殖和迁移？

体内组织的损伤修复再生是否有同样的机制？培养细胞划痕后增殖迁移创伤修复中需要细胞增殖编辑pptLogoCancercell肿瘤细胞为什么长得快？肿瘤的发生发展中有细胞增殖编辑pptLogo细胞增殖

发生在个体发育组织更新创伤修复肿瘤发展增殖---最重要的细胞生理活动过程?特征？调控?编辑pptLogo第一节细胞周期

第二节细胞周期的运转和调控

第三节细胞周期与医学第二十一章细胞增殖cellproliferation

编辑pptLogo第一节细胞周期细胞增殖事件周而复始地发生，因此细胞增殖的过程被称为细胞周期(cellcycle),包含从上一次细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束为止所经历的全过程。细胞分裂编辑pptLogo间期分裂期（M期）细胞周期G1期（DNA合成前期，Gap1）G2期（DNA合成后期,Gap2）S期（DNA合成期，

DNASynthesis)一、细胞周期有四个阶段：

G1期、S期、G2期、M期。编辑pptLogo1.G1期（DNA合成前期，Gap1)RNA和蛋白质合成合成DNA复制有关的酶等蛋白质

细胞膜转运功能增强，生长代谢旺盛。细胞恢复到母细胞状态（细胞器、细胞骨架、细胞体积）

细胞周期各阶段的主要特征编辑pptLogo有些细胞脱离细胞周期，处于特殊的休眠状态，但在一定条件下会重新进入细胞周期而分裂，称为G0期细胞。G0期细胞分化死亡限制点G1期细胞除了可能进入休眠的G0期状态外，还可能进入分化状态，成为分化细胞后最后死亡。编辑pptLogo细胞按增殖性状划分：连续增殖细胞，如干细胞。暂不增殖细胞（G0期细胞），如肝实质细胞。不再增殖细胞（不育细胞），如红细胞。正常肝脏切除2/3再生肝脏编辑pptLogo

2.S期(DNA合成期，DNASynthesis)

中心体复制DNA复制RNA和蛋白质合成组蛋白合成与DNA复制同步编辑pptLogo

3.G2期（DNA合成后期,Gap2）此时细胞核内DNA含量比G1期增加一倍RNA和蛋白质合成

主要合成与M期细胞结构和功能有关的蛋白质

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4.M期（细胞分裂期）最后细胞分裂成两个相同的子细胞。染色质凝缩成染色体并分配成两份。RNA合成停止。细胞核解体，又重新形成。纺锤体装配，又解聚。编辑pptLogo二、细胞分裂包含细胞核分裂和细胞质分裂

2.细胞质分裂(cytokinesis)在大多数细胞增殖过程中伴随核分裂发生1.细胞核分裂(karyokinesis)包括有丝分裂和减数分裂两种形式编辑pptLogo1.有丝分裂

指细胞通过形成纺锤体和染色体将遗传物质

平均分配到两个子细胞核中的过程。前期（prophase）前中期（prometaphase）中期（metaphase）后期（anaphase）末期（telophase）编辑pptLogo前期染色质凝集成染色体是前期开始的标志核仁消失纺锤体形成

编辑pptLogo荧光照片显示染色体的动粒部分前期末一些蛋白质结合到染色体着丝粒外侧，形成一种特殊结构，称为动粒(kinetochore),在细胞分裂过程中与染色体移动有关。卡通动粒结构图编辑pptLogo纺锤体（spindle）是细胞分裂过程中出现的一种与染色体分离相关的临时性细胞器。纺锤体有三种类型的微管：星体微管染色体微管极间微管编辑pptLogo前中期核膜解体标志着前中期的开始染色体与纺锤体相连编辑pptLogo染色体凝集程度最高染色体排列在细胞中央赤道面上中期编辑pptLogo姐妹染色单体分离标志着后期的开始后期两份染色体分别向细胞两极移动。编辑pptLogo子细胞染色体解凝集标志着末期的开始核仁再次出现核膜重新装配形成两个子细胞核末期编辑pptLogo编辑pptLogo2.减数分裂主要特点：DNA复制一次，细胞连续分裂两次，最后产生四个子细胞，每个子细胞所含染色体数目比亲代细胞减少一半。减数分裂有丝分裂编辑pptLogo细胞质成分分配到两个子细胞区域细胞拉长质膜凹陷，出现收缩环，最后形成两个子细胞。3.细胞质分裂编辑pptLogo分裂沟由肌球蛋白和肌动蛋白丝组成的收缩环编辑pptLogo如：中心体、核仁、染色体、细胞核细胞增殖周期中有几种结构的形态发生周期性变化。编辑pptLogo第二节细胞周期的运转和调控细胞周期事件按特定的顺序依次发生编辑pptLogo推动细胞增殖的“发动机”是什么？这个“发动机”有“加速器”和“刹车”么？细胞增殖过程是自发的还是受到严格控制的？编辑pptLogo

调控细胞增殖的秘密被发现了！2001年诺贝尔生理学或医学奖获得者编辑pptLogo

发现促进细胞分裂的物质cyclin-Cdk复合物的发现过程这些现象提示在M期细胞中存在一种诱导细胞分裂的物质，被命名为M期促进因子MPF。

1971年1970年一、细胞周期的驱动力是周期蛋白-周期蛋白依赖性激酶复合体编辑pptLogo

发现周期蛋白依赖性激酶1970年代Hartwell和Nurse在酵母中发现一类在细胞周期调控中起关键作用的激酶。裂殖酵母芽殖酵母编辑pptLogo

发现细胞周期蛋白1980年代Hunt在海胆中发现有一类蛋白质的含量随细胞周期进程变化而消长，命名为细胞周期蛋白（cyclin）。细胞周期蛋白的含量变化编辑pptLogo1988年纯化出MPF，发现是含有两种蛋白质的复合物，后来发现真核生物中普遍存在这样的复合物。cyclin-Cdk复合物是蛋白激酶cyclin-Cdk复合物的组成及其功能细胞周期蛋白（cyclin）调节亚单位

周期蛋白依赖性激酶(Cdk)催化亚单位编辑pptLogocyclin-Cdk复合物能使许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化后功能改变，从而启动或调节细胞周期事件，因此cyclin-Cdk又被称为驱动细胞周期进程的“引擎”。核纤层蛋白被MPF磷酸化后解聚编辑pptLogo1.Cyclin的水平及与Cdk的结合与cyclin结合是Cdk活化的必要条件。影响Cdk活性的因素编辑pptLogoCdk还要受到多重磷酸化修饰才能活化。2.Cdk的磷酸化状态编辑pptLogoCdk抑制蛋白(CKI)对Cdk激酶活性起负调控作用,如p21,p27等。3.Cdk的抑制因子编辑pptLogoCyclin、CKI等在适当的节点通过蛋白酶体途径降解也影响了Cdk的活性。重要的泛素连接酶：APC、SCF。编辑pptLogoWee1cdh1Cdc20SCFAPCp16p27p21Cdc25CAKSMG1G2cyclin-Cdk复合物是细胞周期调控系统的核心编辑pptLogo1.概念checkpoint当细胞内外状况不适合增殖时，细胞内称为检查点的机制启动，使细胞周期进程在几个关键节点停止。三、细胞周期检查点通过监控细胞状态阻止细胞周期进程检查点机制的本质是调控细胞周期的信号转导通路，能对细胞内外环境做出反应，阻断细胞周期。编辑pptLogo2.检查点在细胞周期中的分布（4）M期检查点

监控纺锤体有没有组装好（1）G1/S期检查点(R点)监控细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（3）G2/M期检查点监控细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（2）S期检查点监控DNA复制及损伤情况编辑pptLogo3.举例：DNA损伤阻止细胞进入S期p53PP编辑pptLogo细胞周期调控与检查点机制的关系

检查点机制作用于cyclin-Cdk复合物“引擎”，使其在细胞周期关键节点失活，从而达到阻止细胞周期运转的效应。引擎加速器刹车检查点肿瘤细胞检查点机制失活，“引擎”过度活化。编辑pptLogoG1/S-Cdk促进细胞从G1期向S期转化M-Cdk（MPF）促进有丝分裂S-Cdk促进DNA复制二、cyclin-Cdk复合物周期性地装配和解聚，使其激酶活性发生周期性变化，触发细胞周期事件有规律地发生。G1-Cdk促进细胞从G1期向S期转化编辑pptLogoM-Cdk（即MPF）促进细胞进入M期M-Cdk使核纤层蛋白磷酸化编辑pptLogoAPC触发有丝分裂中期向后期转换M-Cdk激活的APC使姐妹染色单体分离。APC诱导的水解作用触发姐妹染色单体分离卡通编辑pptLogo第三节细胞周期与医学一、促进细胞增殖有利于组织再生表皮生长因子应用于创伤修复编辑pptLogo癌基因与抑癌基因癌基因是指因异常激活后能引起细胞恶性转化的基因。

如ras、myc等。抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白质往往起阻止细胞周期进程的作用，其功能与癌基因相拮抗。如p53、Rb等。二、细胞周期与肿瘤编辑pptLogo原癌基因与抑癌基因对细胞周期的影响正常的细胞增殖过度的细胞增殖过度的细胞增殖结果抑癌基因抑癌基因失活细胞周期控制系统原癌基因突变使一个原癌基因过度活化编辑pptLogo细胞周期与肿瘤治疗HER-2是一种与乳腺癌发生、发展密切相关的癌基因,Herceptin

赫赛汀是一种拮抗癌症细胞HER-2蛋白的药物。美国FDA唯一通过审核批准用于治疗HER-2阳性的乳腺癌手术后患者的药物。Herceptin是针