细胞生物学第十四章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一,节,节,细,细胞,分,分化,一、,细,细胞,分,分化,（,（celldifferentiation,）,）,的概,念,念及,特,特点,在个,体,体发,育,育中,细,细胞,的,的后,代,代在,形,形态,、,、结,构,构和,功,功能,上,上发,生,生差,异,异的,过,过程,称,称为,细胞,分,分化(differentiation),。,细胞,分,分化,的,的关,键,键在,于,于组,织,织特,异,异性,基,基因,在,在时,间,间、,空,空间,上,上的,选,选择,性,性表,达,达，,导,导致,特,特异,性,性蛋,白,白质,的,的合,成,成,二、,细,细胞,分,分化,的,的实,质,质,1,细,细胞,分,分化,是,是基,因,因选,择,择性,表,表达,的,的结,果,果,在个,体,体发,育,育过,程,程中,基,基因,按,按照,一,一定,程,程序,相,相继,活,活化,的,的现,象,象，,称,称为,基因,的,的差,次,次表,达,达（differentialexpression）,或,或顺,序,序表,达,达（Sequentialexpression）,。即,在,在同,一,一时,间,间内,不,不是,所,所有,的,的基,因,因都,具,具活,性,性，,而,而是,有,有的,有,有活,性,性，,有,有的,无,无活,性,性，,有,有些,细,细胞,是,是这,部,部分,基,基因,有,有活,性,性，,有,有些,细,细胞,则,则是,另,另外,一,一些,基,基因,有,有活,性,性。,分子,杂,杂交,技,技术,检,检测,基,基因,及,及其,表,表达,2,组,组织,特,特异,性,性基,因,因和,管,管家,基,基因,管家,基,基因(house-keepinggenes),：管,家,家基,因,因是,指,指所,有,有细,胞,胞中,均,均要,表,表达,的,的一,类,类基,因,因，,其,其产,物,物是,对,对维,持,持细,胞,胞基,本,本生,命,命活,动,动所,必,必需,的,的；,组织特异,性,性基因(tissue-specificgenes),，或称奢,侈,侈基因,(luxurygenes),：是指不,同,同的细胞,类,类型进行,特,特异性表,达,达的基因,，,，其产物,赋,赋予各种,类,类型细胞,特,特异的形,态,态结构特,征,征与特异,的,的功能,调节基,因,因产物用,于,于调节组,织,织特异性,基,基因的表,达,达，起激,活,活或者起,阻,阻遏作用,3、组合,调,调控引发,组,组织特异,性,性基因的,表,表达,组合,调,调控概念,：,：,有限的少,量,量调控蛋,白,白启动为,数,数众多的,特,特异细胞,类,类型的分,化,化,生物,学,学作用：,借助于组,合,合调控，,一,一旦某种,关,关键性基,因,因调控蛋,白,白与其它,调,调控蛋白,形,形成适当,的,的调控蛋,白,白组合，,不,不仅可以,将,将一种类,型,型的细胞,转,转化成另,一,一种类型,的,的细胞，,而,而且遵循,类,类似的机,制,制，甚至,可,可以诱发,整,整个器官,的,的形成。,分化,启,启动机制,：,：,靠一种关,键,键性调节,蛋,蛋白通过,对,对其他调,节,节蛋白的,级,级联启动,。,。,三、影响,细,细胞分化,的,的因素,细胞的全,能,能性,(totipotency),：是指细,胞,胞经分裂,和,和分化后,仍,仍具有产,生,生完整有,机,机体的潜,能,能或特性,。,。,动物细胞,的,的全能性,如蛙红细,胞,胞核移植,后,后发育成,蝌,蝌蚪,Dolly,羊的诞生,说,说明高度,分,分化的哺,乳,乳动物体,细,细胞核也,具,具有发育,全,全能性,干细胞,(Stem cell),与细胞发,育,育潜能,干细胞具,有,有以下几,个,个特点:,干细胞,本,本身不是,终,终末分化,细,细胞(即,干,干细胞不,是,是处于分,化,化途径的,终,终端);,干细,胞,胞能无限,地,地分裂;,干细胞,分,分裂产生,的,的子细胞,只,只能在两,种,种途径中,选,选择其一:或保持,亲,亲代特征,仍作为,干,干细胞,或,或不可逆,地,地向终末,分,分化。,干细胞可,以,以分为专,能,能干细胞,和,和多能干,细,细胞。,专能干,细,细胞,多能干,细,细胞,影响细胞,分,分化的因,素,素,胞外信,号,号分子对,细,细胞分化,的,的影响,如,如眼的,发,发生,细胞记,忆,忆与决定,果蝇成虫,盘,盘(imaginaldisc),视泡可诱,导,导其外面,的,的外胚层,形,形成晶体,，,，而晶体,又,又可诱导,外,外胚层形,成,成角膜。,细胞在发,生,生可识别,的,的形态变,化,化之前,就,就已受到,约,约束而向,着,着特定方,向,向分化,这,这时细胞,内,内部已发,生,生变化,确,确定了未,来,来的发育,命,命运,这,就,就是决定,。,。,细胞决定,可,可看作分,化,化潜能逐,渐,渐限制的,过,过程,决,定,定先于分,化,化。,受精卵,细,细胞质的,不,不均一性,对,对细胞分,化,化的影响,卵细胞具,有,有极性，,细,细胞核靠,近,近,动物极,。,卵细胞中,贮,贮存有,大量mRNA,，呈非均,匀,匀分布；,放,放线菌素,D,处理海胆,受,受精卵，,胚,胚胎发育,仍,仍能进行,至,至囊胚期,；,；嘌呤霉,素,素处理，,受,受精卵停,止,止发育。,卵裂后的,细,细胞质的,特,特性决定,了,了子细胞,核,核的分化,命,命运。,母体效应(maternal-effect),卵母细胞,中,中贮存的mRNA,和,和蛋白质,的,的分布是,不,不均匀的,各种mRNA在,细,细胞中都,有,有定位分,布,布,并随,卵,卵裂进入,不,不同的子,细,细胞中。,细胞间,的,的相互作,用,用与位置,效,效应,-干细,胞,胞在IV,型,型胶原和,层,层粘连蛋,白,白上形成,上,上皮细胞,；,；在I型,胶,胶原和纤,粘,粘连蛋白,上,上分化为,成,成纤维细,胞,胞；在II型胶原,及,及软骨粘,连,连蛋白上,发,发育为软,骨,骨细胞。,环境对,性,性别决定,的,的影响,1）基因,删,删除：原,生,生动物、,节,节肢动物,。,。,2,）基因扩,增,增：,果蝇多线,染,染色体。,3,）基因重,排,排：如,Ig基因(10,6,10,8,种抗体),。,。,4,）DNA,甲,甲基化与,异,异染色质,化,化：,基因失活,。,。,染色质,变,变化与基,因,因重排对,细,细胞分化,的,的影响,单细胞有,机,机体的细,胞,胞分化,与多细,胞,胞有机体,细,细胞分化,的,的不同之,处,处：,前者多为,适,适应不同,的,的生活环,境,境，而后,者,者则通过,细,细胞分化,构,构建执行,不,不同功能,的,的组织与,器,器官。,多细胞,有,有机体在,其,其分化程,序,序与调节,机,机制方面,显,显得更为,复,复杂。,转分化与,再,再生,一种类,型,型分化的,细,细胞转变,成,成另一种,类,类型的分,化,化细胞现,象,象称转分,化,化（,transdifferentiation,）。,转分化,经,经历去分,化,化（,dedifferentiation,）和再分,化,化的过程,。,。,生物界,普,普遍存在,再,再生现象,（,（,regeneration,），再生,是,是指生物,体,体缺失部,分,分后重建,过,过程，广,义,义的再生,可,可包括分,子,子水平、,细,细胞水平,、,、组织与,器,器官水平,及,及整体水,平,平的再生,。,。,不同的,细,细胞有机,体,体，其再,生,生能力有,明,明显的差,异,异。,第二节,癌,癌细胞,癌症是一,种,种严重威,胁,胁人类生,命,命安全的,疾,疾病。动,物,物体内细,胞,胞分裂调,节,节失控而,无,无限增殖,的,的细胞称,为,为肿瘤细,胞,胞,(tumor cell),。具有转,移,移能力的,肿,肿瘤称为,恶,恶性肿瘤,（,（,malignancy,）。单一,细,细胞癌变,就,就会形成,癌,癌症。,一癌细,胞,胞的基本,特,特征,癌细胞的,形,形态特征,核质比显,著,著高于正,常,常细胞，,可,可达1:1；,出现巨核,、,、双核或,多,多核，染,色,色体呈非,整,整倍体；,线粒体多,型,型性、肿,胀,胀、增生,；,；,细胞骨架,紊,紊乱；,细胞表面,特,特征改变,，,，产生肿,瘤,瘤相关抗,原,原。,生理特征,细胞周期,失,失控,迁移性,接触抑制,丧,丧失,定着依赖,性,性丧失,去分化现,象,象,对生长因,子,子需要量,降,降低,代谢旺盛,线粒体功,能,能障碍,可移植性,细胞生,长,长与分裂,失,失去控制,，,，具有无,限,限增殖能,力,力,具有扩,散,散性,恶性肿瘤,细,细胞（癌,细,细胞）的,细,细胞间粘,着,着性下降,，,，具有侵,润,润性和和,扩,扩散性，,这,这是癌细,胞,胞的基本,特,特征,在分化程,度,度上癌细,胞,胞低于良,性,性肿瘤细,胞,胞，且失,去,去,了许多原,组,组织细胞,的,的结构和,功,功能,细胞间,相,相互作用,改,改变,蛋白表,达,达谱系或,蛋,蛋白活性,改,改变,mRNA,转录谱系,的,的改变,染色体,非,非整倍性,二、肿瘤,形,形成的内,因,因,癌症产生,是,是基因突,变,变积累和,自,自然选择,的,的结果,癌症主要,是,是体细胞,突,突变产生,的,的遗传病,，,，涉及到,两,两大类与,细,细胞增殖,相,相关的基,因,因的突变,。,。,促进细,胞,胞增殖相,关,关基因突,变,变：原癌,基,基因,(proto-oncogene),突变形成,癌,癌基因,(oncogene),抑制细,胞,胞增殖相,关,关基因突,变,变：肿瘤,抑,抑制基因,(tumor-suppressor gene),，抑癌基,因,因,细胞癌,变,变是基因,突,突变累积,和,和自然选,择,择的结果,，,，所以患,者,者多为年,长,长者。,原癌基,因,因与肿瘤,抑,抑制基因,产,产物协调,作,作用，避,免,免细胞癌,变,变,原癌基因,是,是促进细,胞,胞增殖的,基,基因，进,化,化上高度,保,保守。,当原癌基,因,因的结构,或,或调控区,发,发生变异,，,，基因产,物,物增多或,活,活性增强,时,时，使细,胞,胞过度增,殖,殖，从而,形,形成肿瘤,。,。,一、原癌,基,基因(oncogene),原癌基因,产,产物：,生长因子,生长因子,受,受体,信号转导,组,组分,细胞周期,蛋,蛋白,细胞凋亡,调,调节蛋白,转录因子,原癌基因,的,的类型,抑癌基因,：,：,抑制增殖,和,和迁移；,促,促进分化,。,。基因的,产,产物主要,包,包括：,转录调,节,节因子：,如,如,Rb,、,p53,；负调,控,控转录因,子,子：如,WT,；周期,蛋,蛋白依赖,性,性激酶抑,制,制因子（,CKI,），如p21；,rasGTP,酶活化蛋,白,白：如,NF-1,；,DNA,修复因子,：,：如,BRCA1,、,BRCA2,；磷脂,酶,酶：如,PTEN,；,细胞粘,附,附分子,：如,DCC。,二、抑癌,基,基因,将癌细胞,与,与同种正,常,常成纤维,细,细胞融合,，,，所获杂,种,种细胞的,后,后代只要,保,保留某些,正,正常亲本,染,染色体时,就,就可表现,为,为正常表,型,型，但是,随,随着染色,体,体的丢失,又,又可重新,出,出现恶变,细,细胞。这,一,一现象表,明,明，正常,染,染色体内,可,可能存在,某,某些抑制,肿,肿瘤发生,的,的基因，,它,它们的丢,失,失、突变,或,或失去功,能,能，使激,活,活的癌基,因,因发挥作,用,用而致癌,抑癌基因,的,的类型,抑癌基因,失,失活的途,径,径：,等位基,因,因隐性作,用,用，失活的,抑,抑癌基因,之,之等位基,因,因在细胞,中,中起隐性,作,作用，即,一,一个拷贝,失,失活，另,一,一个拷贝,仍,仍以野生,型,型存在，,细,细胞呈正,常,常表型。,只,只有当另,一,一个拷贝,失,失活后才,导,导致肿瘤,发,发生，如Rb基因,。