第十四章 细胞分化
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第十四章细胞分化
• （二）已分化的细胞可发生去分化
• 某些条件下，分化了的细胞基因活动模式也可发生可逆性 的变化，又回到未分化状态。
• 植物细胞可在培养条件下重新分化为完整植株。 • 高等动物细胞有些可以发生部分去分化。
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• （三）特定条件下已分化的细胞可转分化 为另一种类型的细胞。
• 胚胎移植实验 • 细胞决定的因素： • 1.卵细胞的极性与早期胚胎细胞的不对称分
裂 • 2.发育早期胚胎细胞间的相互作用
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• （二）细胞决定具 有遗传稳定性
• 已决定未分化细胞 可以多次移植、传 代之后仍保留其最 初的决定状态。
• 有时也有一些细胞 会发生转决定。
和功能 • 空间：同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的空间位置
不同，其环境也不一样，可以有不同的形态和功能。
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• 五、细胞分裂与细胞分化 • 细胞分裂为细胞分化的基础 • 1.早期胚胎细胞的不对称分裂所引起的细胞
质中转录因子的差异影响着分化进程
第二节 细胞分化的分子基础
• 二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方 式
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第二节 细胞分化的分子基础
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第二节 细胞分化的分子基础
• 三、基因选择性表达的转录水平调控 • （一）组织细胞特异性转录因子和活性染
色质结构区决定了细胞特异性蛋白的表达 • 组织细胞特异性转录因子：特定基因或一
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
• 某些条件下，分化了的细胞基因活动模式也可发生可逆性 的变化，又回到未分化状态。
• 植物细胞可在培养条件下重新分化为完整植株。 • 高等动物细胞有些可以发生部分去分化。
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• （三）特定条件下已分化的细胞可转分化 为另一种类型的细胞。
• 胚胎移植实验 • 细胞决定的因素： • 1.卵细胞的极性与早期胚胎细胞的不对称分
裂 • 2.发育早期胚胎细胞间的相互作用
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• （二）细胞决定具 有遗传稳定性
• 已决定未分化细胞 可以多次移植、传 代之后仍保留其最 初的决定状态。
• 有时也有一些细胞 会发生转决定。
和功能 • 空间：同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的空间位置
不同，其环境也不一样，可以有不同的形态和功能。
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第一节 细胞分化的基本概念
• 五、细胞分裂与细胞分化 • 细胞分裂为细胞分化的基础 • 1.早期胚胎细胞的不对称分裂所引起的细胞
质中转录因子的差异影响着分化进程
第二节 细胞分化的分子基础
• 二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方 式
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第二节 细胞分化的分子基础
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
第二节 细胞分化的分子基础
• 三、基因选择性表达的转录水平调控 • （一）组织细胞特异性转录因子和活性染
色质结构区决定了细胞特异性蛋白的表达 • 组织细胞特异性转录因子：特定基因或一
第十四章细胞分化
医学细胞生物学
细胞分化PPT课件
06
未来展望与研究方向
细胞分化的深入研究
细胞分化机制
深入研究细胞分化的分子机制， 包括基因表达调控、信号转导等，
以揭示细胞分化的内在规律。
细胞类型多样性
探索不同细胞类型的分化过程和 特点，以理解不同细胞类型在功
能和形态上的差异。
细胞命运决定
研究细胞命运的决定因素，包括 转录因子、表观遗传修饰等，以
细胞分化的重要性
细胞分化是生物体正常发育的基础， 只有经过分化的细胞才能形成具有特 定形态、结构和功能的组织和器官。
细胞分化也是生物多样性的来源之一， 不同物种的细胞分化程度和方式不同， 从而形成了丰富多彩的生物世界。
细胞分化对于生物体的生存和繁衍具 有重要意义，只有经过分化的细胞才 能发挥正常的生理功能，维持生物体 的正常生命活动。
细胞分化ppt课件
目录
• 引言 • 细胞分化的过程 • 细胞分化的类型 • 细胞分化的调控因素 • 细胞分化的应用 • 未来展望与研究方向
01
引言
细胞分化的定义
01
细胞分化是指在个体发育过程中 ，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。
02
细胞分化是生物个体发育的基础 ，也是生物多样性的来源之一。
再生医学与细胞分化
再生医学是指利用生物学和工程学的原 理和技术，修复或替换受损的组织和器
官，实现人体功能的恢复和重建。
细胞分化是再生医学中的关键环节，通 目前再生医学的研究领域主要包括组织 过诱导干细胞定向分化为所需的细胞类 工程、细胞治疗和基因治疗等，其中组
型，可以用于组织修复和器官再生。 织工程和细胞治疗是应用最广泛的领域。
同类型的组织和器官。
《细胞的分化》课件ppt
《细胞的分化》课件ppt
xx年xx月xx日
contents
目录
• 细胞的分化概述 • 细胞分化的分子机制 • 细胞分化的生物学意义 • 细胞分化实验技术 • 细胞分化研究前沿与展望 • 教学资源与推荐阅读
01
细胞的分化概述
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。
肿瘤细胞的异质性
肿瘤细胞群体中存在异质性，这种异质性可以影响肿瘤细胞 的生长、分化、凋亡等生物学过程，从而影响肿瘤的治疗和 预后。
细胞分化与其他生物学过程
细胞分化与细胞衰老
细胞分化与细胞衰老存在密切的联系，一些信号转导通路和基因表达模式的 改变可以影响细胞的衰老和分化状态。
细胞分化与细胞凋亡
细胞凋亡和细胞分化存在一定的联系和相互影响，一些基因和信号分子可以 同时影响细胞的分化和凋亡过程。
基因调控、表观遗传学调控、细胞内信号传导、细胞间相互作用
02
细胞分化的分子机制
细胞周期与细胞分化
细胞周期与细胞分化的关系
细胞周期是指细胞从一次分裂到下一次分裂的过程，细胞分 化则是指细胞从一种类型转变为另一种类型的过程。两者之 间的关系是复杂的，相互影响的。
细胞周期对细胞分化的影响
研究发现，细胞周期中的某些关键事件可以影响细胞的分化 。例如，细胞分裂过程中的DNA复制和染色体分离等过程可 以影响基因组的稳定性和细胞的分化状态。
细胞分化的基因调控
细胞分化的基因表达调控
细胞分化是由一系列基因调控网络共同作用的结果，这些基因调控网络包括 转录因子、表观遗传修饰等。转录因子可以促进或抑制特定基因的表达，从 而影响细胞的分化方向。
xx年xx月xx日
contents
目录
• 细胞的分化概述 • 细胞分化的分子机制 • 细胞分化的生物学意义 • 细胞分化实验技术 • 细胞分化研究前沿与展望 • 教学资源与推荐阅读
01
细胞的分化概述
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。
肿瘤细胞的异质性
肿瘤细胞群体中存在异质性，这种异质性可以影响肿瘤细胞 的生长、分化、凋亡等生物学过程，从而影响肿瘤的治疗和 预后。
细胞分化与其他生物学过程
细胞分化与细胞衰老
细胞分化与细胞衰老存在密切的联系，一些信号转导通路和基因表达模式的 改变可以影响细胞的衰老和分化状态。
细胞分化与细胞凋亡
细胞凋亡和细胞分化存在一定的联系和相互影响，一些基因和信号分子可以 同时影响细胞的分化和凋亡过程。
基因调控、表观遗传学调控、细胞内信号传导、细胞间相互作用
02
细胞分化的分子机制
细胞周期与细胞分化
细胞周期与细胞分化的关系
细胞周期是指细胞从一次分裂到下一次分裂的过程，细胞分 化则是指细胞从一种类型转变为另一种类型的过程。两者之 间的关系是复杂的，相互影响的。
细胞周期对细胞分化的影响
研究发现，细胞周期中的某些关键事件可以影响细胞的分化 。例如，细胞分裂过程中的DNA复制和染色体分离等过程可 以影响基因组的稳定性和细胞的分化状态。
细胞分化的基因调控
细胞分化的基因表达调控
细胞分化是由一系列基因调控网络共同作用的结果，这些基因调控网络包括 转录因子、表观遗传修饰等。转录因子可以促进或抑制特定基因的表达，从 而影响细胞的分化方向。
《细胞的分化》PPT课件(2024)
空间转录组学
研究细胞中基因表达的空间分布，揭示细胞分化的空间异质性。
宏基因组测序
分析环境中微生物群落的基因组成和功能，探讨微生物与细胞分化的 关系。
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
27
14
04 细胞分化的生理 功能
2024/1/28
15
组织器官的形成与发育
01
细胞分化是组织器官形成的基础
通过细胞分化，不同类型的细胞得以形成，进而组成各种组织和器官。
02
细胞分化与组织器官发育的协同作用
细胞分化的过程伴随着组织器官的发育，两者相互依赖、相互促进。
2024/1/28
03
细胞分化对组织器官功能的维持
细胞等。
功能性分化
同一种类型的细胞在形态、结构 和生理功能上发生差异，以适应 不同的生理需求。如胰岛A细胞
和胰岛B细胞。
区域特异性分化
在生物体的不同部位，由于局部 微环境的不同，同一种类型的细 胞在形态、结构和生理功能上发 生差异。如皮肤表皮细胞和肠道
上皮细胞。
2024/1/28
5
细胞分化的研究历史与现状
分化的细胞具有特定的结构和功能，对于维持组织器官的正常生理功能
具有重要作用。
16
免疫系统的建立与维持
2024/1/28
免疫细胞的分化
通过细胞分化，免疫细胞得以形成，包括T细胞、B细胞、自然杀 伤细胞等。
免疫细胞的发育与成熟
免疫细胞在分化过程中逐渐发育成熟，获得识别抗原和产生免疫反 应的能力。
免疫系统的维持与更新
。
03 细胞分化的形态 学特征
2024/1/28
11
研究细胞中基因表达的空间分布，揭示细胞分化的空间异质性。
宏基因组测序
分析环境中微生物群落的基因组成和功能，探讨微生物与细胞分化的 关系。
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
27
14
04 细胞分化的生理 功能
2024/1/28
15
组织器官的形成与发育
01
细胞分化是组织器官形成的基础
通过细胞分化，不同类型的细胞得以形成，进而组成各种组织和器官。
02
细胞分化与组织器官发育的协同作用
细胞分化的过程伴随着组织器官的发育，两者相互依赖、相互促进。
2024/1/28
03
细胞分化对组织器官功能的维持
细胞等。
功能性分化
同一种类型的细胞在形态、结构 和生理功能上发生差异，以适应 不同的生理需求。如胰岛A细胞
和胰岛B细胞。
区域特异性分化
在生物体的不同部位，由于局部 微环境的不同，同一种类型的细 胞在形态、结构和生理功能上发 生差异。如皮肤表皮细胞和肠道
上皮细胞。
2024/1/28
5
细胞分化的研究历史与现状
分化的细胞具有特定的结构和功能，对于维持组织器官的正常生理功能
具有重要作用。
16
免疫系统的建立与维持
2024/1/28
免疫细胞的分化
通过细胞分化，免疫细胞得以形成，包括T细胞、B细胞、自然杀 伤细胞等。
免疫细胞的发育与成熟
免疫细胞在分化过程中逐渐发育成熟，获得识别抗原和产生免疫反 应的能力。
免疫系统的维持与更新
。
03 细胞分化的形态 学特征
2024/1/28
11
《细胞分化概念》课件
血和囊性纤维化等遗传性疾病，以及白血病和实体瘤等癌症。
药物研发与细胞分化
要点一
总结词
药物研发中，了解细胞分化的机制和调控因素有助于发现 新的药物靶点和治疗策略。
要点二
详细描述
药物研发是一个复杂的过程，需要了解疾病的发生和发展 机制，以及药物的疗效和副作用。在药物研发中，了解细 胞分化的机制和调控因素有助于发现新的药物靶点和治疗 策略。例如，某些药物可以调节干细胞的分化过程，促进 受损组织的修复和再生。此外，了解细胞分化的机制还可 以为肿瘤治疗提供新的思路和方法。
基因治疗与细胞分化
总结词
基因治疗通过调控细胞分化过程，可以纠正异常的基因表达，治疗遗传性疾病和癌症。
详细描述
基因治疗是一种通过调控基因表达来治疗疾病的方法。在细胞分化过程中，基因的表达 会发生变化，以产生特定类型的细胞。通过调控这些基因的表达，基因治疗可以纠正异 常的细胞分化过程，治疗遗传性疾病和癌症。例如，基因治疗可以用于治疗镰状细胞贫
PART 02
细胞分化类型
胚胎细胞分化
概念
胚胎细胞分化是细胞在胚胎发育 过程中，根据其所在位置和功能 需求，逐渐获得特异性的过程。
特点
胚胎细胞分化发生在胚胎发育早期 ，不同细胞类型之间具有严格的界 限，且分化后的细胞具有不可逆性 。
影响因素
胚胎细胞分化的方向和程度受到基 因、表观遗传修饰、信号转导等多 种因素的调控。
细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过特定的分子 信号传递信息的过程，这些信号可以来
自细胞内部或外部环境。
在细胞分化过程中，信号转导通路可以 调控细胞的生长、增殖和分化。例如， 某些生长因子可以激活特定的信号转导 通路，从而诱导细胞向特定的方向分化
药物研发与细胞分化
要点一
总结词
药物研发中，了解细胞分化的机制和调控因素有助于发现 新的药物靶点和治疗策略。
要点二
详细描述
药物研发是一个复杂的过程，需要了解疾病的发生和发展 机制，以及药物的疗效和副作用。在药物研发中，了解细 胞分化的机制和调控因素有助于发现新的药物靶点和治疗 策略。例如，某些药物可以调节干细胞的分化过程，促进 受损组织的修复和再生。此外，了解细胞分化的机制还可 以为肿瘤治疗提供新的思路和方法。
基因治疗与细胞分化
总结词
基因治疗通过调控细胞分化过程，可以纠正异常的基因表达，治疗遗传性疾病和癌症。
详细描述
基因治疗是一种通过调控基因表达来治疗疾病的方法。在细胞分化过程中，基因的表达 会发生变化，以产生特定类型的细胞。通过调控这些基因的表达，基因治疗可以纠正异 常的细胞分化过程，治疗遗传性疾病和癌症。例如，基因治疗可以用于治疗镰状细胞贫
PART 02
细胞分化类型
胚胎细胞分化
概念
胚胎细胞分化是细胞在胚胎发育 过程中，根据其所在位置和功能 需求，逐渐获得特异性的过程。
特点
胚胎细胞分化发生在胚胎发育早期 ，不同细胞类型之间具有严格的界 限，且分化后的细胞具有不可逆性 。
影响因素
胚胎细胞分化的方向和程度受到基 因、表观遗传修饰、信号转导等多 种因素的调控。
细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过特定的分子 信号传递信息的过程，这些信号可以来
自细胞内部或外部环境。
在细胞分化过程中，信号转导通路可以 调控细胞的生长、增殖和分化。例如， 某些生长因子可以激活特定的信号转导 通路，从而诱导细胞向特定的方向分化
细胞的分化ppt课件
储藏细胞
01 细胞分化的概念
▶细胞分化的概念： 在个体发育中，由 一个或一种细胞 增殖产生的后代， 在形态、结构和功能上发生 稳定性差异 的过程，叫做细胞分化。 例如：造血干细胞的分化
补充：干细胞(书本P121)
▶概念： 动物和人体内仍保留着少数具有 分裂能力和分化能力 的细胞，
这些细胞叫做干细胞。
基因
ABCDE
ABCDE
B A
C
DE
在红细胞中，AC处于活动状态，BDE处于关闭状态
ABCDE
在肌细胞中，AE处于活动状态，BCD处于关闭状态
01 细胞分化·小结
概念 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，
在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
细 胞
实质 基因的选择性表达;
的
分
特点 ①持久性；②不可逆性；③普遍性；
02 细胞的全能性
【资料1】1958年，美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)取胡萝卜韧皮部的一 些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这 些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移 栽到花盆后，长成了一株新的植株。
思考 从资料1中可以得出什么结论？
不同生物，基因不同；
× (3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果( )
同一细胞蛋白质不同，是因为该细胞表达了很多不同基因。
基因的选择性表达：（同一个体，不同细胞） 在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
02 细胞的全能性
思考
早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发 育，形成各种组织和器官。如果给予一定 的条件，这些组织和器官中高度分化的细 胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其 他细胞呢？
细胞的分化 课件
细胞的全能性
【自主学习】 1．概念：已经分化的细胞，仍然具有 发育成完整个体 的潜 能。 2．植物细胞的全能性 高度分化 的植物细胞仍具有发育成完整植株 的能力。
3．动物细胞的 细胞核 具有全能性 (1)非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的核 移植到 去核的卵细胞 中，结果获得了新个体。 (2)克隆羊多利的培育：将乳腺细胞的核移植到 去核的卵细胞 中。 4．干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化 能力 的细胞。
细胞的分化
细胞分化
【自主学习】 1．概念：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。 2．特点 (1)细胞分化是一种 持久性 的变化。 (2)一般来说，分化了的细胞一直保持分化后 的状态，直到死 亡。 (3)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
【互动探究】 探究2：为什么细胞具有全能性？如何实现细胞的全能性？研 究细胞全能性有何应用？ 1．细胞全能性的原因 已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质，因 此，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。
2．细胞全能性的表达 (1)条件：在离体状态下，需要适宜的水、无机盐、有机营养 及激素等，还需要适宜的温度等条件。 (2)差异 ①植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到 极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。 ②同一生物体内细胞全能性的高低为：受精卵>生殖细胞>体 细胞。 ③随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐变小。 ④与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越 大。
3．意义 (1)是生物个体发育 的基础。 (2)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。 4．原因：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息 的执行 情况不同。
细胞的分化优秀课件
03
包括转录水平调控、翻译水平调控和翻译后水平调控等，通过
复杂的调控网络实现基因的选择性表达。
转录因子与细胞分化
01
转录因子的概念
指能够与基因启动子区域结合，调控基因转录的蛋白质因子。
02
转录因子与细胞分化的关系
转录因子在细胞分化过程中发挥重要作用，通过识别并结合特定基因的
启动子区域，激活或抑制相关基因的转录，从而调控细胞的分干细胞具有自我更新和多向分化的潜能，可以分化为各种细 胞类型。
胚胎干细胞的分化调控
通过特定的信号通路和转录因子调控，可以诱导胚胎干细胞向特定 细胞类型分化。
胚胎干细胞的应用
利用胚胎干细胞的分化潜能，可以研究细胞分化的分子机制，以及 为再生医学和组织工程提供细胞来源。
THANKS。
细胞间竞争
不同细胞之间的竞争关系可以影响细 胞分化的方向和程度。
细胞间相互作用
如细胞间黏附、细胞间通讯等，通过 改变细胞间相互作用来影响细胞分化 。
细胞外调控机制
微环境调控
细胞所处的微环境（如细胞外基 质、局部pH值等）可以影响细胞
分化的过程。
系统性调控
生物体整体水平的调控机制，如神 经调节、体液调节等，对细胞分化 具有重要影响。
细胞分化在再生医 学中的意义
通过细胞分化，可以生成不同 类型的细胞，用于替代或修复 受损组织和器官，从而实现再 生医学的治疗目的。
细胞分化的调控机 制
包括基因表达调控、信号转导 调控和表观遗传调控等，这些 调控机制共同作用于细胞，使 其发生分化。
诱导多能干细胞与细胞分化
01
诱导多能干细胞（iPS细胞）的定义和特性
02
细胞分化的分子基础
基因选择性表达与细胞分化
第十四章 细胞分化
在个体发育（ontogeny）中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化（differentiation）。
细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞，如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。
个体发育是指一个新个体从产生到死亡的全部历程。
对两性生殖的生物来说，新个体始于两性配子（精子和卵子）的结合——受精（fertilization）。
卵子受精后启动发育程序，形成一个新个体的过程叫做胚胎发育（embryogenesis）。
胚胎发育包括受精、卵裂（cleavage）、原肠胚形成（gastrulation）、神经胚形成（neurulation）、器官形成（organogenesis）等几个主要的发育阶段，许多动物还必须经过胚后发育阶段——变态（metamorphosis），才能发育为成体。
第一节受精与胚胎发育一、精子和卵的结构在动物中精母细胞通过减数分裂后形成四个精细胞[1]，精细胞经过精子形成（spermiogenesis）的变态发育过程，排除大部分细胞质，内部发生一系列变化，成为精子。
成熟的精子(spermatozoon)形似蝌蚪，分头、尾两部（图14-1）。
头内有一个高度浓缩的细胞核，核的前2/3有顶体覆盖（图14-2）。
顶体实质上是一个很大的溶酶体，内含多种水解酶，如顶体蛋白酶、透明质酸酶、酸性磷酸酶等。
在受精时，精子释放顶体酶消化卵子外面的结构，进入卵内。
精于尾部又称鞭毛(flagellum)，是精于的运动装置。
尾部可分为颈段、中段、主段和末段四部分。
颈段很短，其内有两个相互垂直的中心粒。
其他三段内的主要结构是由中心粒发出的轴丝，由9+2排列的微管组成。
中段短，在轴丝外包有线粒体鞘，为鞭毛的运动提供能量。
主段长，没有线粒体鞘，代之以纤维鞘。
末段短，仅有轴丝。
个别动物如介壳虫的精子没有鞭毛。
图14-1精子的结构模式图图14-2 绍鸭精子头部的纵切（左）和横切（右）A：顶体；AS：顶体突起；N：细胞核大多数动物的卵是一个大型的单个细胞，贮存有大量的营养供胚胎发育所用。
2024年细胞的分化课件
细胞的分化课件细胞分化是指在多细胞生物体内，原始干细胞通过特定的分化过程，转变为具有特定形态和功能的细胞类型的过程。
细胞分化是多细胞生物体发育和生长的基础，对于维持生物体的正常生理功能具有至关重要的作用。
本文将详细介绍细胞分化的过程、机制以及其在生物体发育和疾病发生中的作用。
一、细胞分化的过程1.细胞命运决定：原始干细胞在特定的发育阶段，通过外部信号和内部基因调控，决定其分化为特定类型的细胞。
2.基因表达调控：细胞分化过程中，特定基因的表达被激活或抑制，使得细胞表现出特定的形态和功能。
3.细胞增殖与分化：在细胞分化过程中，细胞会经历增殖和分化的过程。
增殖是指细胞数量的增加，分化是指细胞从原始状态转变为成熟状态。
4.细胞凋亡：在细胞分化过程中，部分细胞会经历凋亡，即程序性死亡。
凋亡是维持细胞数量和功能平衡的重要机制。
二、细胞分化的机制1.基因调控：细胞分化过程中，特定基因的表达被激活或抑制，从而决定细胞的分化方向和功能。
2.信号通路调控：细胞分化过程中，细胞外信号通过信号通路传递到细胞内，影响基因表达和细胞分化。
3.细胞间相互作用：细胞分化过程中，细胞之间的相互作用也起到重要作用。
细胞间的信号传递和细胞外基质的作用，可以影响细胞的分化方向和功能。
4.表观遗传调控：表观遗传是指基因表达的可遗传变化，不涉及基因序列的改变。
表观遗传调控在细胞分化中起到关键作用，包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。
三、细胞分化在生物体发育和疾病发生中的作用1.生物体发育：细胞分化是生物体发育的基础。
在胚胎发育过程中，细胞通过分化形成各种组织和器官，从而构建起复杂的生物体结构。
2.成体维持：在成体生物体内，细胞分化是维持组织和器官功能的基础。
细胞分化可以修复受损的组织，并保持组织和器官的正常功能。
3.疾病发生：细胞分化异常与多种疾病的发生密切相关。
例如，肿瘤细胞分化异常导致细胞无限增殖和功能失调，从而引发癌症。
细胞分化异常还与神经退行性疾病、心血管疾病等疾病的发生有关。
《细胞的分化》PPT课件
细胞分化过程中的基因表达调 控机制尚不完全明了，需要进 一步揭示其作用机制。
目前对细胞分化的研究主要集 中在理论层面，实际应用方面 的研究相对较少，需要加强转 化医学方面的研究。
未来研究的方向与展望
加强细胞分化过程中信号转导通路的 研究，深入探讨细胞分化的分子机制 。
加强细胞分化与肿瘤发生、发展之间 的联系研究，为肿瘤的诊断和治疗提 供新的思路和方法。
转录因子是调控基因表达的关键 分子，可以通过与DNA结合或与 其他蛋白质相互作用来调节基因 的表达。
miRNA可以通过与靶mRNA结合 来调节基因的表达水平，从而影 响细胞的分化。
Part
03
细胞分化的应用与前景
细胞分化在医学上的应用
疾病诊断与治疗
通过研究细胞分化，可以深入了解疾病的发病机制，有助于疾病的早期诊断和个性化治疗 。例如，利用诱导多能干细胞技术，可以模拟疾病发生过程，为药物筛选和疾病治疗提供 有效手段。
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 有力支持。
THANKS
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细胞分化在生物工程领域的应用
农业与食品工业
通过细胞分化技术，可以培育出具有优良性状的植物新品种，提高农作物的产量和品质。此外，细胞分化技术还可以 用于生产功能性食品和生物材料，满足食品工业的需求。
工业发酵与生物制造
细胞分化技术可用于工业发酵和生物制造领域，通过优化微生物细胞分化过程，提高发酵产物的产量和品质。这有助 于降低生产成本，提高工业生产的可持续性。
细胞分化是生物体发育和组织形成的基础，对维持生物体的正常生理功能至关重要 。
《医学细胞生物学》第14章 细胞分化与干细胞
B．由病毒感染传给细胞的致癌基因
C．能编码生长因子的基因，同时也表达合成癌蛋白
D．编码生长因子受体的基因，同时也编码癌蛋白
三、填空题
1 ． 在大多数动物中， 卵子形成发生在_________，并且有一个_________期。在该期， 卵原细胞通过_________增加细胞数量。
7．RB基因即成视网膜细胞瘤基因，为视网膜母细胞瘤易感基因，是世界上第一个被克隆和完成全序列测定的抑癌基因。RB基因转录产物约4.7kb，表达产物为928个氨基酸组成的蛋白质，称为P105-Rb。RB蛋白分布于核内，是一类DNA结合蛋白。RB蛋白的磷酸化／去磷酸化是其调节细胞生长分化的主要形式，在细胞周期的G0、G1期，表现为去磷酸化，在G2、S、M期则处于磷酸化状态。
A．10～20%
B．5～10%
C．40～50%
D．80%
9．真核生物基因表达调控发生在4个水平上，通过对DNA的甲基化来关闭基因的调控则是属于（ ）。
A．染色质活性水平的调控
B．转录水平调控
C．转录后加工水平的调控
D．翻译水平的调控
10．下列属于“看家蛋白”的是（ ）。
9．在大鼠个体发育过程中, 核内DNA甲基化的程度不同, 14d的胚胎肝只有8% rDNA甲基化、18d的胚胎肝有30% rDNA甲基化、而成年的大鼠肝组织rDNA 的甲基化程度高达60%。
10．肿瘤是一种基因性疾病，并且与先天性遗传疾病一样，可通过性细胞传递到子代而发病。
11．癌的发生涉及两类基因：原癌基因和肿瘤抑制基因， 这两类基因中的任何一个拷贝突变都会导致癌变。
4 ． 原肠胚是由三层细胞层构成的, _________最终形成组织的鞘，即上皮。_________ 最终发育成扩散的海绵网状间充质细胞，这些细胞形成支持细胞，如肌肉、软骨、骨、血和结缔组织。
第十四章细胞分化与基因表达调控
第⼗四章细胞分化与基因表达调控第⼗四章细胞分化与基因表达调控⼀、填空题：1、癌细胞内染⾊质，染⾊体的和发⽣改变，细胞核，核仁，核质，癌细胞群分裂相，细胞形态是呈和形。
细胞膜表⾯出现和。
2、在个体发育过程中，通常是通过来增加细胞的数⽬，通过来增加细胞的类型。
3、细胞分化的关键在于特异性的合成，实质是在时间和空间上的差异表达。
4、从⼀种类型的分化细胞转变成另⼀种类型的分化细胞，往往要经历和的过程。
5、根据分化阶段的不同，⼲细胞分为和；按分化潜能的⼤⼩，可将⼲细胞分为、和三种。
6、Dolly⽺的诞⽣，说明⾼度分化的哺乳动物的也具有发育全能性，它不仅显⽰⾼等动物细胞的分化复杂性，⽽且也说明卵细胞的对细胞分化的重要作⽤。
7、基因与基因的突变，使细胞增殖失控，形成肿瘤细胞。
8、细胞分化是基因的结果，细胞内与分化有关的基因按其功能分为和两类。
9、编码免疫球蛋⽩的基因是基因，编码rRNA的基因是基因。
10、癌症与遗传病不同之处在于，癌症主要是的DNA的突变，不是的DNA的突变。
⼆、选择题：1、同源细胞逐渐变为结构和功能及⽣化特征上相异细胞的过程是（）A.增殖B.分裂C.分化D.发育E.衰⽼2、从分⼦⽔平看，细胞分化的实质是（）A.特异性蛋⽩质的合成B.基本蛋⽩质的合成C.结构蛋⽩质的合成D.酶蛋⽩质的合成E.以上都不是3、维持细胞最低限度的基因是（）A.奢侈基因B.结构基因C.调节基因D.管家基因E.以上都不是4、⽣物体的细胞中，全能性最⾼的细胞是（）A.体细胞B.⽣殖细胞C.⼲细胞D.受精卵E.上⽪细胞5、关于细胞分化的叙述,错误的是（）A.分化是因为遗传物质丢失B.分化是因为基因扩增C.分化是因为基因重组D.分化是转录⽔平的控制E.分化是翻译⽔平的控制6、细胞分化过程中，不能激活基因进⾏选择性表达的因素是（）A.DNAB.RNAC.组蛋⽩D.酶蛋⽩E.⾮组蛋⽩7、细胞分化的实质是（）A、基因选择性表达B、基因选择性丢失C、基因突变D、基因扩增8、关于肿瘤细胞的增殖特征，下列说法不正确的是（）。
《细胞生物学》教学课件：第14章-细胞分化及调控
⑤ 环境因素
环境 基因表达 细胞分化 性状（e.g., 癌） 斑马鱼：密度大，营养差时，多发育为雄性；反之，发育为 雌性。
⑥ 染色质变化和基因重排
例子 a. 马蛔虫：染色体消减现象（特例）
b. 纤毛虫（生殖核和营养核）：
营养核 DNA丢失 DNA重排和多倍化（专化）
c. 浆细胞由B淋巴细胞分化而来：DNA断裂和重排导
正反馈途径，细胞接受信号刺激后，活化转录调节因子
染色质结构变化（DNA与蛋白相互作用的信息）传到
子代细胞
32
④ 细胞质的影响
• 受精卵的细胞质不均一性和不均等卵裂 • 细胞增殖过程中产生不均等细胞的方式
细胞分化的影响因素
隐蔽mRNA
33
卵 细 胞 质 分 布 的 不 对 称 性
34
细胞分化的影响因素
40
肿瘤大体形态
乳 头 状
41
肿瘤大体形态
蕈 伞 状
42
肿瘤大体形态
分 叶 状
43
肿瘤大体形态
结 节 状
44
肿瘤大体形态
溃 疡 状
45
肿瘤大体形态
囊 状
46
鸡马立克氏病
鸡马立克氏病是由Ⅱ群疱疹病毒引起鸡的 一种肿瘤性疾病。主要特征是鸡的外周神 经、性腺、内脏、眼的虹膜、肌肉和皮肤 等部位发生淋巴细胞浸润和形成肿瘤病灶。 本病多发于2月龄以上的鸡。
（1）从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放 入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称 之为供体细胞；
（2）给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵， 取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无 核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；
环境 基因表达 细胞分化 性状（e.g., 癌） 斑马鱼：密度大，营养差时，多发育为雄性；反之，发育为 雌性。
⑥ 染色质变化和基因重排
例子 a. 马蛔虫：染色体消减现象（特例）
b. 纤毛虫（生殖核和营养核）：
营养核 DNA丢失 DNA重排和多倍化（专化）
c. 浆细胞由B淋巴细胞分化而来：DNA断裂和重排导
正反馈途径，细胞接受信号刺激后，活化转录调节因子
染色质结构变化（DNA与蛋白相互作用的信息）传到
子代细胞
32
④ 细胞质的影响
• 受精卵的细胞质不均一性和不均等卵裂 • 细胞增殖过程中产生不均等细胞的方式
细胞分化的影响因素
隐蔽mRNA
33
卵 细 胞 质 分 布 的 不 对 称 性
34
细胞分化的影响因素
40
肿瘤大体形态
乳 头 状
41
肿瘤大体形态
蕈 伞 状
42
肿瘤大体形态
分 叶 状
43
肿瘤大体形态
结 节 状
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肿瘤大体形态
溃 疡 状
45
肿瘤大体形态
囊 状
46
鸡马立克氏病
鸡马立克氏病是由Ⅱ群疱疹病毒引起鸡的 一种肿瘤性疾病。主要特征是鸡的外周神 经、性腺、内脏、眼的虹膜、肌肉和皮肤 等部位发生淋巴细胞浸润和形成肿瘤病灶。 本病多发于2月龄以上的鸡。
（1）从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放 入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称 之为供体细胞；
（2）给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵， 取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无 核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；
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基因座控制区（LCR）
cell Biology
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（二）转录因子的顺序表达启动特定谱系细胞的分化
在细胞分化与发育过程中，转录因子比较普遍 的作用方式是：一个表达的转录因子能同时调控几 个基因的表达，表现为同时发生的某些基因的激活 和某些基因的关闭。
细胞分化中基因活化的另一种方式是，作为转 录因子的基因产物本身起正反馈调节蛋白作用。
第二节 细胞分化的分子基础
一、分化细胞基因组的活动模式
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少数分化细胞的染色体丢失现象使人们错误地认 为细胞分化的本质是源于遗传信息的丢失或突变。
体细胞核移植实验（克隆爪蟾、克隆羊）等证明 细胞分化不伴随基因组的改变。
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差异表达：多细胞生物个体发育与细胞分化过 程中，其基因组DNA并不全部表达，而呈现选择性 表达，它们按照一定的时-空顺序，在不同细胞和同 一细胞的不同发育阶段发生差异表达。 细胞分化的本质是基因的选择性表达。
胚胎移植实验
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细胞的分化去向源于细胞决定。
在细胞决定中起重要作用的因素： 1、卵细胞的极性与早期胚胎细胞的不对称分裂； 2、发育早期胚胎细胞间的相互作用。
细胞的不对称分裂是指存在于核酸蛋白颗粒中 的转录因子mRNA在细胞质中的分布是不均等的， 当细胞分裂时，这些决定因素被不均匀地分配到两 个子细胞中，结果造成两个子细胞命运的差异。
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叶足啄缘蝽
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第四节 细胞分化与肿瘤细胞
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肿瘤细胞是从何生物体内正常细胞演变而来的， 正常细胞转变为恶性肿瘤的过程称为癌变或恶性病 变。临床上把具有恶性增殖和广泛侵袭转移能力的 肿瘤细胞称为癌细胞。 肿瘤细胞的特征：低分化、高增殖
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胚胎诱导是 通过诱导组织释 放的各种旁分泌 因子实现的。
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2、胚胎细胞间的相互作用还表现为细胞分化的 抑制效应。 抑制是指在胚胎发育中已分化的细胞抑制邻近 细胞进行相同分化而产生的负反馈调节作用。已分 化的细胞通过产生抑素，抑制邻近细胞向其相同方 向分化。
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一、多细胞生物个体发育的一般过程与细胞分化潜能 多细胞生物的发育一般包括胚胎发育和胚后发 育两个阶段，前者包括卵裂、囊胚、原肠胚等几个 基本的发育阶段，脊椎动物还要经过神经轴胚期以 及器官发生等阶段。
细胞分化开始于原肠胚形成之后。
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cell Biologycell B Nhomakorabeaology
编码组织细胞特异性蛋白的基因称为奢侈基因， 其编码的蛋白质为奢侈蛋白； 编码维持细胞生存所必需的蛋白的基因称为管 家基因，其编码的蛋白质为管家蛋白。
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基因组改变是细胞分化的特例。 一些分化的细胞在其分化过程中基因组发生 了量的变化，表现为特定基因的选择性扩增、基 因组的丢失、基因重排等，这些现象并不是细胞 分化的普遍规律，而是细胞分化的特例。
侧向抑制表现为，在具有相同分化命运的胚胎 细胞中，如果一个细胞试图向某个特定方向分化， 那么这个细胞在启动分化指令的同时也发出另一个 信号去抑制邻近细胞的分化。
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二、激素对细胞分化的调节作用 激素所引起的反应时按预先决定的分化程序进 行的，是个体发育晚期的细胞分化调控方式。 激素影响细胞分化和发育的典型例子是动物发 育过程中的变态效应。 所谓变态是指动物从幼体变为在形态结构和生 活方式上有很大差异的成熟个体的发育过程。
2、细胞分裂与细胞分化的联系 3、细胞分化的本质
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（四）同源盒基因规划机体前-后体轴结构的分化 与发育蓝图
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第三节 细胞分化的调节因素
一、细胞间相互作用在细胞分化中的作用
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1、胚胎细胞间相互作用的主要表现形式是胚胎诱导 胚胎发育过程中，一部分细胞对邻近细胞产 生影响并决定其分化方向的现象，称为诱导或胚 胎诱导。 起诱导作用的细胞或组织称为诱导细胞或诱 导组织，被诱导而发生分化的细胞或组织称为反 应细胞或反应组织。
四、细胞分化的时-空特性
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一个细胞在不同的发育阶段可以有不同的形态结 构和功能，即时间上的分化； 同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的空间位 置不同，其环境也不一样，可以有不同的形态和功能， 即空间上的分化。
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五、细胞分裂与细胞分化
细胞在增殖（细胞分裂）的基础上进行分化，而 早期胚胎细胞的不对称分裂所引起的细胞质中转 录因子的差异制约着细胞的分化方向和进程。 细胞分化发生于细胞分裂的G1期。 细胞分裂旺盛时分化变缓，分化较高时分裂速度 减慢是个体生长发育的一般规律。
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接触抑制（密度依赖性抑制）：一般情况下， 体外培养的大部分正常细胞需要黏附于固定的表面 上进行生长，增殖的细胞达到一定密度，汇合成单 层以后即停止分裂，此过程称为接触抑制。
肿瘤细胞缺乏接触抑制性，甚至可以在半固体 琼脂中呈悬浮生长，不需要依附于固体表面，不受 密度限制，可持续分裂，达到很高密度而出现堆积 生长，形成高出单层细胞的细胞灶。
二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式
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成熟的卵细胞中储存有20000~50000中RNA，其 中大部分为mRNA。这些mRNA直到受精后才被翻译 为蛋白质。其中部分mRNA在卵质中的分布不均，在 细胞发育命运的决定中起重要作用。 通常将在卵质中呈极性分布、在受精后被翻译为 在胚胎发育中起重要作用的转录因子和翻译调节蛋白 的mRNA分子称为母源效应基因。
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医学细胞生物学
Medical Cell Biology
第十四章 细胞分化
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功能器官的形成包括了一下四种细胞的基本活动：
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第一节 细胞分化的基本概念
细胞分化：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经 细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形 成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过 程称为细胞分化（cell differentiation）。
一、再生的本质与方式
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再生的本质是成体动物为修复缺失组织器官的 发育再活化，是多潜能未分化细胞的再发育。 再生的方式： 1、微变态再生 2、变形再生 3、补偿性再生
二、再生的过程
蝾螈肢体再生：
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1、顶端外胚层帽和去分化再生胚芽的形成；
2、胚芽细胞的增生和再分化；
3、再生胚芽的模式形成。
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三、再生的医学意义
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人耳鼠
心脏
本章知识重点
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1、掌握概念：细胞分化、细胞决定、全能干细胞、 多能干细胞、单能干细胞、终末分化细胞、去 分化、转分化、差异表达、奢侈基因、管家基 因、母源效应基因、不对称分裂、接触抑制
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母源bicoid mRNA
BICOID蛋白
母源nos mRNA
NOS蛋白
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胚胎细胞分裂时胞质的不均等分配影响细胞的分化。
三、基因选择性表达的转录水平调控
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细胞分化的基因表达调控主要发生在转录水平。
（一）组织细胞特异性转录因子和活性染色质结构 区决定了细胞特异性蛋白的表达 在个体发育或细胞分化期间被激活的基因通常 有复杂的调控区域，其中含有转录因子和转录因子 调节蛋白的结合位点。
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肿瘤迁移
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肿瘤细胞的分化起源
肿瘤细胞群体大致可分为四种类型： 1、干细胞 2、过渡细胞 3、终末细胞 4、G0期细胞
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第五节 细胞分化与再生
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组织再生：一些发育成熟的成年动物的整体或 器官收外界因素发生创伤而部分丢失时，在剩余部 分的基础上又生长出与丢失部分在形态结构和功能 上相同的组织或器官的过程。 一般来说，高等动物的再生能力低于低等动物， 脊椎动物低于无脊椎动物，而哺乳动物的再生能力 很低，仅限于肝脏等少数器官。
具有正反馈作用的起始基因通常称为细胞分化 主导基因。
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（三）染色质成分的共价修饰制约基因的转录 染色质成分的共价修饰包括： 1、DNA的甲基化
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2、组蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素 化、糖基化、羰基化
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DNA甲基化在转录水平上调控细胞分化的基因 表达。DNA甲基化对基因活性的影响之一是启动子 区域的甲基化。
与基因表达的调控区相互作用的转录因子有通 用转录因子和组织细胞特异性转录因子。
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血红蛋白是能够运输氧气的蛋白质，是红细胞 分化的主要特征。脊椎动物的血红蛋白有2条α-珠 蛋白链和2条β-珠蛋白链组成。α-珠蛋白和β-珠 蛋白基因分别定位于不同染色体上，都由一个基因 簇构成。 人β -珠蛋白基因簇包括五个基因，它们在发育 的不同时期表达。
去分化 在某些条件下，分化了的细胞也不稳定，其基因 活动模式也可发生可逆性的变化，而又回到未分化状 态，这一变化过程称为去分化（dedifferentiation）。