细胞分化凋亡课件
细胞分化、衰老、凋亡和癌变

只有在红细胞中,控制血红蛋白合成的基因才能选
择性的表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、
DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有
生命活动的细胞中都要表达而分别合成ATP合成酶、
DNA解旋酶、核糖体蛋白。
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
考点二 细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
答案 (1)在个体发育过程中,遗传信息的执行情 况不同(或基因的选择性表达) (2)细胞含有一 整套的遗传信息 (3)分裂 分化 糖蛋白 (4)①利用皮肤干细胞可以避开利用胚胎干细胞面 临的伦理争议 ②皮肤细胞可以取自自体,不会发生 排斥反应 ③皮肤细胞比胚胎细胞更容易采集(其他 合理答案也可,任选两点)
第二讲 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
一、细胞的分化
1.实质:是基因 选择性表达 的结果,遗传物质没有
发生改变。
2.结果:一个或一种细胞增殖的后代细胞在 形态 、
结构 和
上发生稳定性差异,功能进一步特异
化。
3.特点
(1)生物界普遍存在。
(2)可持久贯穿于生物体整个生命进程中,是不可
逆的。
二、细胞的全能性 1.高度分化的细胞仍然具有本物种全套遗传物质 , 即具有发育成完整个体的潜能。 2.已分化的 植物细胞 和动物细胞核的全能性已得到 了证实。 三、衰老细胞的主要特征 1.结构表现:细胞 变小而细胞核 变大 ,细胞膜通透 性改变,核膜内折,染色质收缩、染色 加深 。 2.代谢表现:水分 减少 ,新陈代谢速率减慢,物质 运输速率 降低 ,酶的活性降低, 色素积累 。
例1(09·天河区测试)对于多细胞生物而言,下列 有关细胞生命历程的说法,正确的是 ( C ) A.细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变 B.细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段 C.细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢 D.细胞死亡是细胞癌变的结果 解析 细胞分化的实质是基因进行选择性表达;细 胞死亡是所有的细胞都要经历的一个阶段;细胞癌 变是某些细胞原癌基因被激活导致的。
细胞生命历程——生长、分化、衰老、凋亡、癌变
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肌动蛋白基因表达
血红蛋白基因关闭 肌球蛋白
肌肉细胞
根本原因 不同细胞中遗传信息执行情况 不同,即基因选择性表达
直接原因: 细胞内化学物质的改变(如酶、 结构蛋白等)
第七页,共31页。
比较:下面三种细胞在列举的各项中的比较
两种细胞不同的直接原因,根本原因?
两种蛋白不同的直接原因,根本原因?
DNA
mRNA
• 生物致癌因子:包括某些真菌、病毒、寄生虫、细菌等, 如乙肝及丙肝病毒、人类乳头瘤病毒、幽门螺杆菌、DNA
及RNA病毒、人类免疫缺陷病毒等。
第二十五页,共31页。
致癌因子致癌的原因
• (1)机体细胞有原癌基因和抑癌基因
• (2)原癌基因和抑癌基因共同调节细胞的 生长和分化
• (3)致癌因子诱导原癌基因和抑癌基因发 生基因突变
第十四页,共31页。
动物体细胞的细胞核为什 么具有全能性?
动物细胞的全能性随着细胞分化的 程度的提高而逐渐受到限制,细胞分化 潜能变窄,这是只整体细胞而言。但细 胞核内含有本物种遗传性所需的全套基因, 并没有因细胞分化而失去基因。
第十五页,共31页。
干细胞:是一类仍保留有分裂和分化能力的细胞。
干细胞
第二十六页,共31页。
。
原癌基因:其很多的产物都负责调节细胞周 期,控制细胞生长和分裂的进程。
抑癌基因:主要是阻止组织细胞不正常
的增殖。
第二十七页,共31页。
癌症的预防和治疗
• 远离致癌因子 • 治疗:切除、放疗、化疗 • 新型疗法:干扰素、调控细胞周期药物、基
因治疗
第二十八页,共31页。
致癌食物:即发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂 肪的食品中含有较高的致癌物质,如黄曲霉毒素、
《细胞的分化》PPT课件

汇报人:可编辑
2023-12-23
• 细胞分化的定义与特点 • 细胞分化的过程与机制 • 细胞分化的应用与前景 • 细胞分化的实验技术与方法 • 细胞分化相关疾病与治疗 • 总结与展望
目录
Part
01
细胞分化的定义与特点
细胞分化的定义
细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理 功能上发生稳定性差异的过程。
胞。
免疫学检测
利用抗体对特定抗原的识别能力 ,通过免疫组化等技术检测细胞 分化相关的分子标志物,从而判
断细胞的分化状态。
分子生物学检测
通过检测基因突变、转录组学和 蛋白质组学等技术,分析细胞分 化的分子机制,从而判断细胞的
分化状态。
细胞分化异常的治疗方法
药物治疗
针对细胞分化异常导致的疾病, 可以使用特定的药物进行治疗。 例如,针对癌症的治疗可以使用
血液系统疾病
神经系统疾病
神经元细胞的分化异常可能导致神经 系统疾病,如帕金森病、阿尔茨海默 病等。这些疾病的发生与神经元细胞 的凋亡和坏死有关。
细胞分化异常也可能导致血液系统疾 病,如贫血、白血病等。这些疾病的 发生与造血干细胞分化异常有关。
细胞分化异常的检测方法
组织学检测
通过病理学方法对组织样本进行 染色和观察,可以检测细胞分化 异常。这种方法可以观察细胞形 态和排列,以及是否存在异常细
利用基因编辑和细胞重编程等技术手 段,实现特定类型细胞的定向诱导和 分化。
结合人工智能和大数据技术,对细胞 分化过程中的数据进行挖掘和分析, 揭示其内在规律,为未来的研究提供
在细胞分裂阶段,受精卵经过多次分裂 形成胚胎干细胞;在细胞生长阶段,胚 胎干细胞不断生长和分化;在细胞分化 阶段,干细胞最终分化为具有特定功能
细胞分化和凋亡详解演示文稿
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卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。
昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的后端极质部的细胞 发育为原始生殖细胞,用紫外线照射这一区域,破坏极质,卵将发育 为无生殖细胞的不育个体。
第八页,共54页。
(二)细胞间的相互作用
1、胚胎诱导(embryonic induction) :胚胎发育过程中, 一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。
第十四页,共54页。
Gene and Development
第十五页,共54页。
HOX mutant
Antenna—leg
第十六页,共54页。
Bithorax mutant
第十七页,共54页。
四 细胞分化的潜能
(一)全能性、多能性和单能性
全能性:一个细胞可分化为机体的所有细胞,如受精卵、植物细胞。
第五页,共54页。
二、细胞分化的机理
细胞分化的机理及其复杂,概括而言细胞的分化命运
取决于两个方面:一是细胞的内部特性,二是细胞的
外部环境,前者与细胞的不对称分裂(asymmetric division)以及随机状态有关,尤其是不对称分裂使细 胞内部得到不同的基因调控成分,表现出一种不同于其 它细胞的核质关系和应答信号的能力;后者表现为细胞 应答不同的环境信号,启动特殊的基因表达,产生不同 的细胞的行为,如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等, 这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。
第四页,共54页。
分化细胞基因组中所表达的基因可分为两类:
持家基因(housekeeping gene):维持细胞最低限 度的功能不可缺少的基因,在各类细胞中任何时间 持续表达,其表达不受时空限制。
《细胞的基本功能》课件

总结词:脂质合成
详细描述:内质网还参与脂质的合成 ,如磷脂、胆固醇等。
总结词:钙离子储存与释放
详细描述:内质网具有储存和释放钙 离子的功能,参与细胞信号转导和钙 平衡调节。
高尔基体
总结词
蛋白质运输与分泌
详细描述
高尔基体参与蛋白质的运输与分泌 ,对细胞内外物质的转运起到关键 作用。
能量代谢的意义
能量代谢是细胞维持生命活动的关键,通过呼吸作用获取能量,并利用 这些能量进行各种生理活动,如肌肉收缩、神经传导等。
信息代谢
信息代谢定义
信息代谢是指细胞内信息的传递、处理和储存的过程,是细胞实现各种生理功能的基础。
信息代谢类型
包括信号转导和基因表达。信号转导是指细胞通过一系列生化反应将外界信号传递到内部并引发相应的生理反应;基 因表达则是指细胞根据需要表达或抑制某些基因,从而调控自身的生理功能。
胞吞和胞吐作用
大分子物质或颗粒可通过细胞膜的 内陷或突出形成囊泡,将物质摄入 或排出细胞,如突触小泡的胞吐作 用。
ห้องสมุดไป่ตู้
03 细胞器
CHAPTER
线粒体
在此添加您的文本17字
总结词:能量转换站
在此添加您的文本16字
详细描述:线粒体是细胞内的主要能量转换站,负责将有 机物氧化释放的化学能转化为ATP中的化学能,为细胞活 动提供动力。
《细胞的基本功能》ppt课件
• 细胞概述 • 细胞膜 • 细胞器 • 细胞核 • 细胞的代谢 • 细胞周期与分裂 • 细胞分化与癌变
目录
CONTENTS
01 细胞概述
CHAPTER
细胞定义
细胞是生物体的基本结构和功 能单位,具有自主代谢、繁殖 和遗传的能力。
生理学课件细胞生理学
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目录•细胞生理学概述•细胞膜与物质转运•细胞的能量代谢与生物氧化•细胞分裂、增殖与凋亡•细胞分化、发育与再生•细胞信号传导与调控细胞生理学概述研究对象细胞生理学以细胞为研究对象,探讨细胞在各种生理状态下的生命活动及其调节机制。
定义细胞生理学是研究细胞生命活动规律的科学,包括细胞的结构、功能、代谢、生长、分裂、分化、凋亡等方面。
细胞生理学的定义与研究对象细胞生理学的历史与发展早期研究17世纪,列文虎克首次观察到细胞;19世纪,施莱登和施旺提出细胞学说。
20世纪以来的发展随着显微镜技术的改进和分子生物学的发展,细胞生理学的研究领域不断扩展,包括细胞膜的离子通道、信号转导、基因表达调控等。
光学显微镜、电子显微镜等用于观察细胞形态和结构。
显微镜技术通过模拟体内环境,在体外培养细胞,研究细胞的生长、分化等过程。
细胞培养技术如细胞破碎、差速离心等,用于分离细胞膜、细胞质、细胞核等组分。
细胞组分分离技术如蛋白质组学、基因编辑等,用于研究细胞内的生物大分子及其功能。
生物化学与分子生物学技术细胞生理学的研究方法与技术细胞膜与物质转运细胞膜的结构与功能01细胞膜的主要成分脂质、蛋白质和糖类02细胞膜的结构模型流动镶嵌模型03细胞膜的功能保护细胞、物质转运、信息传递和细胞识别等单纯扩散脂溶性物质顺浓度差转运主动转运物质逆浓度差或电位差转运,需消耗能量易化扩散非脂溶性物质或带电离子顺浓度差转运,需膜蛋白参与膜泡运输大分子物质和颗粒物质的转运方式,包括出胞和入胞物质跨膜转运的方式与机制细胞膜的信号传导功能受体介导的信号传导01细胞通过膜受体感受外界信号分子的刺激,引发细胞内一系列生物化学反应通道介导的信号传导02离子通道在特定刺激下开放或关闭,改变细胞膜电位,进而引发细胞反应酶介导的信号传导03细胞膜上的酶参与信号分子的合成或分解,从而调节细胞内的代谢和生理功能细胞的能量代谢与生物氧化1 2 3细胞通过分解代谢和合成代谢过程,实现能量的获取、转化和利用,以维持生命活动的正常进行。
生物:5.2《细胞分化、衰老和凋亡》课件(苏教版必修1)
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B细胞活动速度减慢
C细胞运输能力下降
D老人头发变白
5.细胞膜通透性功能改变
E老人皮肤出现皱纹
二.细胞的凋亡
是一种自然 的生理过程。
由基因决定 的细胞自动 结束生命的 过程,就叫 细胞凋亡;
细胞凋亡是随意发生的吗?它受什么控制?
细胞内遗传信息程序性调控的结果
细胞凋亡 的意义
完成正常发育,维持内部稳定 环境,抵御外界干扰。
引起炎症
染色质不规则地 浓缩,线粒体、 细胞核、内质网 肿胀 细胞膜破裂, 胞浆外溢
细胞核的体积 增大,核膜内 折,染色质收 缩、颜色加深
细胞内水分减 少,使细胞萎 缩,体积变小, 新陈代谢减慢 细胞内的色素 逐渐积累 细胞的衰老 特征 细胞内呼吸速 率减慢 细胞膜通透性 改变,使物质 运输功能降低
细胞内多种酶的 活性降低
细胞衰老的特征
1.细胞水分减少 新陈代谢缓慢 2.酶的活性降低 3.细胞内色素增多 4.细胞内呼吸速度减慢 核体积增大,染色质固缩
思考:
动物(人体)内有没有具 有分裂和分化能力的细胞(全能 性)?
“多利”与它的代育母 亲
A母绵羊 多 卵细胞 莉 羊 的 细胞质 培 育 过 程
B母绵羊 乳腺细胞 细胞核
现今只证明动物细胞具有细胞核 全能性。 C母绵羊子宫
妊娠 分娩 多莉羊
融合后的卵细胞 卵裂 早期胚胎
“多利”的诞生 证明:已分化的动 物体细胞的细胞 核具有全能性
筛管
导管
成熟区 (根毛区)
气 孔
根尖
伸长区
分生区 根冠
天竺葵
高等动物主要细胞类群
血细胞 骨细胞
肌肉细胞
上皮细胞
神经细胞
细胞分化、衰老和凋亡
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第2讲
细胞的分化、衰老与凋亡
P87
一、细胞的分化
在生物个体发育过程中,相同细胞的后代在形态、
结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。 1.细胞分化的三大特点: ⑴持久性 贯穿于生物体的整个生命进程中,但是在胚胎时期达 到最大程度。 ⑵稳定性(不可逆性) 分化了的细胞一直保持分化后的状态,直到死亡。 ⑶遗传物质保持不变
二、细胞的衰老、凋亡和癌变 1、什么是细胞的衰老? 细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反 应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞形态、 结构和功能上发生了变化。 2、衰老是一种正常的生命现象吗? 是的,生物体内的绝大多数细胞,都有经过 未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。
3、细胞衰老具有哪些特征?
5.细胞表现全能性的2个条件:
⑴离体;
⑵提供适宜的营养,激素及适宜的培养条件。在生物 体内细胞的全能性受到抑制,不能表现出来。 6.特别说明:
①细胞分化程度有高有低,如下列细胞分化程度由低到高
依次为:受精卵→干细胞→体细胞;
②高度分化的植物体细胞具有全能性,动物已分化的体细
胞的细胞核具有全能性; ③一般而言,细胞分化程度越高,细胞表现全能性的能力 越弱; ④干细胞是尚未分化,能生成各种组织器官的起源细胞。
环境改变着基因, 时光规定着基因, 基因控制着凋亡, 凋亡雕刻着形态, 形态体现着进化, 凋亡也雕琢进化.
4、细胞凋亡和细胞坏死的区别: 项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
受基因控制
不受基因控制
影响因素
受到严格的由遗传机 受外界的不利因 制决定的程序性调控 素如:电、冷、 热、机械作用的 影响
对机体的影响 正常的生理过程,对 病理性过程,对 机体有利 机体有害
细胞分化衰老凋亡癌变-名校课件
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表皮
贮藏
有大液泡
细胞分化
一个或一种细胞的后代,在形态、结构和功能上 发生稳定性差异的过程
分裂和分化
细胞分裂
细胞分化
增加细胞种类
概念 先后 关系
增加细胞数目
先分裂后分化,或边分裂边分化 能分裂的细胞,才可能分化 分化程度高的细胞,常不分裂
细胞分化的特点
1. 持久性 整个生命进程,胚胎期最旺 2. 稳定性(一般不可逆) 分化后,一直保持分化后状态,到死亡 3. 普遍性 所有多细胞生物,个体发育或细胞更新 4. 趋向专门化 基本功能保持,个别特殊功能效率提高(特殊蛋 白质、特殊细胞器) 5. 遗传信息执行情况不同 不改变遗传物质,本质是基因的选择性表达
早期难发现,晚期难冶愈
霉、熏、烤、高脂
甲胎蛋白、癌胚抗原检测
癌基因检测
病理切片显微检测、CT、核磁共振等 手术切除 化疗 放疗
也杀伤 正常细胞
副作用较大 副作用较小
6.3 细胞的衰老和凋亡
细胞衰老与个体衰老
皱纹、白发、老年斑、骨折后难恢复?
细胞衰老
细胞衰老
单细胞生物 老年人
多细胞生物
个体衰老
少数细胞衰老
个体衰老
细胞普遍衰老
细胞衰老的特征
皱纹
含水量↓
细胞体积↓ 代谢速率↓ 降 酶活性↓ 呼吸速率↓ 膜运输功能↓ 升
老年斑
黑色素↓
酪氨酸酶 活性↓
白发
色素↑ 核体积↑ 染色质染色↑
6.2 细胞的分化
理 科 生 学 生 文 科 生 艺术 体育 生 基因 科学家 选择性 表达 医生
教师……
公务员 律师
身心 选择性 展现
《细胞的分化》ppt课件完整版
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《细胞的分化》ppt 课件完整版目录•细胞分化概述•细胞分化的分子基础•细胞分化的调控机制•细胞分化与胚胎发育•细胞分化与组织器官形成•细胞分化与疾病治疗01细胞分化概述细胞分化的定义与意义定义细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
意义细胞分化是生物体发育的基础,它使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化的类型组织特异性分化细胞在发育过程中,逐渐特化形成具有特定形态和功能的组织或器官。
例如,神经细胞、肌肉细胞和上皮细胞等。
功能特异性分化细胞在特定生理或病理条件下,发生特定功能的改变。
例如,免疫细胞在受到抗原刺激后,会分化为具有特定免疫功能的细胞。
时空特异性分化细胞在发育过程中的时间和空间上发生特定的变化。
例如,胚胎发育过程中,细胞按照特定的时间和空间顺序进行分化和排列,形成不同的组织和器官。
细胞分化的研究历程早期研究0119世纪末至20世纪初,科学家们开始研究细胞分化的现象和规律,提出了细胞全能性和细胞分化的概念。
中期研究0220世纪中期,随着分子生物学和遗传学的发展,科学家们开始从分子水平研究细胞分化的机制,揭示了基因选择性表达和表观遗传学在细胞分化中的重要作用。
近期研究03近年来,随着高通量测序技术和单细胞测序技术的发展,科学家们能够更深入地研究细胞分化的分子机制和调控网络,为理解生物体发育和疾病发生发展提供了重要依据。
02细胞分化的分子基础基因的选择性表达是指在细胞分化过程中,不同基因在特定时间和空间上的表达差异。
这种表达差异导致了不同细胞类型的形成,是细胞分化的分子基础。
基因的选择性表达受到多种因素的调控,包括转录因子、表观遗传学修饰等。
基因的选择性表达在细胞分化过程中,转录因子通过识别并结合到特定基因的启动子区域,调控基因的转录和表达。
不同的转录因子在细胞分化过程中发挥着不同的作用,形成了复杂的基因表达调控网络。
细胞的分化说课稿PPT课件

06
课程评估和反馈
学生表现评估
01
02
03ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂参与度
观察学生在课堂上的表现, 是否积极参与讨论,是否 能提出有意义的问题。
作业完成情况
检查学生的作业完成情况, 包括作业的准确性和完整 性,以及是否按时提交。
测试和考试成绩
通过测试和考试评估学生 对课程内容的掌握程度, 包括知识的理解和应用能 力。
干细胞治疗可用于治疗多种疾病,如糖尿病、帕金 森病、脊髓损伤等。
干细胞治疗具有广阔的应用前景,但仍需要进一步 的研究和临床试验来验证其安全性和有效性。
再生医学
02
01
03
再生医学是一种利用细胞分化的能力来修复或替换受 损组织的治疗方法。
通过诱导干细胞分化为特定细胞类型,再生医学可用 于治疗多种疾病,如心脏病、糖尿病等。
通过间隙连接、突触等方式, 细胞间可传递信号分子,影响 彼此的分化状态。
细胞黏附
细胞间的黏附作用可形成特定 的组织结构,维持细胞的分化 状态。
细胞凋亡与坏死
细胞凋亡与坏死可影响细胞群 体的动态平衡,对细胞分化产 生影响。
04
细胞分化的应用
干细胞治疗
干细胞治疗是一种利用干细胞分化为特定细胞类型 的能力,以替代或修复受损组织的治疗方法。
详细描述
细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性的特点。持久性是指分化后的细胞会保持其特 性和功能,直到受到新的刺激或损伤。稳定性是指分化后的细胞不会轻易改变其特性和 功能。不可逆性是指已经分化的细胞不会重新回到全能性状态,除非经过基因重组或诱
导。这些特点使得细胞分化成为生物个体发育和组织形成的必要过程。
学生反馈收集
调查问卷
《细胞的增殖与分化》PPT课件

30
2
20
10
1
5 10 15 20 min
(1)从第10min,细胞开始进入分裂的__后______期,此时期的 特点是姐_妹__染__色__单__体__分__开__并__移__向__细__胞。的两极 (2)曲线 1 距离减少的原因是_染__色__体__移__向__纺__锤__体__的__两__极__。 (3)曲线 2 表示______着__丝__点__之__间__的__距__离_______________。
两极直接发出纺锤丝, 细胞板向周围扩
植物 构成纺锤体
散 形成细胞壁
中心粒周围发出星射 细胞膜凹陷缢裂
动物 线,构成纺锤体
成两个子细胞
ppt课件
16
(二)减数分裂的过程
起点
精原细胞 体细胞 卵原细胞
终点 精细胞 卵细胞和极体
抓住(同源)染色体的变化
细胞分裂两次,染色体和DNA数目只减少一半 疑问:为什么?
ppt课件
21
4.原始生殖细胞产生的配子种 类:
一个精原细胞产生的配子种类= 2种
• 一个卵原细胞产生的配子种类= 1种
• 一种精原细胞产生的配子种类= 2n种
• 一种卵原细胞产生的配子种类= 2n种
注:同源染色体的对数为 n
不考虑交叉互换
ppt课件
22
练习:
1、依据生理特点,鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细 胞还是动物细胞,最可靠的方法是检验它的(C ) A、DNA的自我复制
染色体复制, DNA加倍
分
前期
核膜核仁消失,出现染色体和从细胞 两极发出的纺锤丝形成的纺锤体
膜仁消失现两体
染色体数目和形态最清晰稳定,每个
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胚 胎 干 细 胞 用于 治 疗 性 克 隆 面临难题:
技术
伦理
在特定条件下已分化的细胞也能重新成为
未分化细胞。
?Yamanaka factors
!
山中因子
(本质?)
组织干细胞=成体干细胞 adult stem cell: 成体组织中具有多向或单向分化潜能的细胞。
细胞分化
第一节 细胞分化能力 第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
第三节 干细胞和祖细胞的特征 第四节 细胞分化的调节 第五节 细胞分化与疾病
第一节 细胞的分化能力
一、细胞分化的潜能随分化进程逐渐受限
概念和名词:
分化潜能 全能性、多能性和单能性 胚胎干细胞和组织干细胞 去分化和转分化
终末分化细胞的单能性与其核的全能性
一个受精卵如何变成一个孩子?
?
人体细胞 总数:1014 类型:200多种
细胞可以通过增殖 (proliferation)来 增加数目,
那么细胞通过什么方法来增加细胞 种类,即改变其形态结构和功能呢?
细胞分化 (Cell Differentiation)
由同源细胞逐渐变为在形态结构、生 理功能和生化特征等方面具有稳定差异的 另一类型细胞的过程。
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
二、成体干细胞的分化是组织更新的基础
细胞分化与组织更新
成体产生新 的分化细胞
已存在的细胞通过增殖形成 相同类型的子细胞,如肝细胞
成体干细胞产生新的分化, 如表皮和血液组织
成体干细胞分化, 产生新的细胞类型
肠上皮细胞的更新(动画)
成体干细胞
保持亲代干细胞的特性 终末分化细胞 死亡
增殖 分化
成体干细胞
单能干细胞:如表皮的基底细胞 多能干细胞:如造血干细胞
表皮干细胞的分化
分 化 程 度 高
低
造 血 干 细 胞 的 分 化
全能细胞
多能细胞
受精卵的全能性
发育过程中细胞分化经历一个分化能力 逐渐受限制的过程
分化过程:全能 多能 单能
细胞的全能性(totipotency) : 生物体中的一个体细胞或一个性细胞在一定 条件下,有能力重新形成完整的个体,或者 分化形成该个体任何种类的细胞。此特性称 为“细胞全能性”。 受精卵 、8细胞期前的胚胎细胞是全能细胞。
tadpole (3) The modified egg developed into a normal tadpole. (4) Subsequent nuclear transfer experiments have generated cloned
mammals .
体细胞克隆 多利羊(1997年以后)
第一节 细胞的分化能力
二、成体中已分化细胞的分化状态仍可以改变
一个细胞一旦分化为一个稳定的类型后,一般 不能逆转到未分化状态,但在特定条件下已分 化的细胞也能重新成为未分化细胞。
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去分化( dedifferentiation )已分化 的细胞可失去已获得的特有的结构和 功能,重新获得未分化细胞的特征的 过程。
已分化细胞:全能性细胞核 该细胞核与卵细胞的胞质相遇,启动重编程, 可回到未分化状态,再分化成为各种细胞乃 至完整个体。
细 胞 核 的 全 能 性
2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to B. Gurdon and Shinya Yamanaka
转分化( transdifferentiation )一种 分化类型的细胞可以转变成另一种类 型的分化细胞的现象。
成纤维细胞转分化为其他类型的细胞
1958年Steward用胡萝卜根培养出完整的新植株, 提示单个已分化的植物细胞具有分化的全能性。
细胞分化状态能够改变的 根本原因是什么?
虽然细胞分化的潜能随分化进程越变越小, 但细胞核可始终保持分化的全能性。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
John B. Gurdon
(1) eliminated the nucleus of a frog egg cell and (2) replaced it with the nucleus from a specialised cell taken from a
成体干细胞用于诱导分化、细胞疗法
骨髓基质干细胞 体外诱导分化 (特异性生长因子、维甲酸等小分子物质、血清撤除等)
移植
机体内什么情形下发生细胞分化?
个体发育 组织更新 创伤修复
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
一、胚胎发育是受精卵连续分化的结果
细胞分化与胚胎发育
受精卵和胚胎干细胞分化, 产生新的细胞类型
for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent.
Nobel Lecture:
The Egg and the Nucleus: A Battle for Supremacy
Sir John B. Gurdon Gurdon Institute, Cambridge, United Kingdom
胚胎干细胞 Embryonic stem cells, ES cells
多能细胞
鸡胚:
移植前,肢芽
肢芽
(长出大腿)和
翼芽(长出翅膀)
两处细胞形态相
同,均未分化。
翼芽
肢芽组织块移植
至翼芽部位,
长出翅膀
结果
翼尖为脚趾。
细胞决定:
细胞在发生可识别的形态变化之前,就已经受到约束而向特定方 向分化,这时细胞内部已经发生变化,确定了未来的发育命运。
胚胎干细胞 embryonic stem cells, ES cells 多能细胞
多能细胞 (pluripotent cells):
只具有演变为多种细胞类型的能力。
单能细胞 (unipotent cells):
仅具有分化形成某一种类型细胞的能力。
干细胞(stem cell)是存在
于人和动物发育各阶段 (包括早期胚胎和成熟组 织)的一类原始状态的未 分化细胞,它一方面自我 更新,另一方面进入分化 程序,可以产生一种、多 种、甚至全部的机体细胞 类型。