第十一章细胞分化

❖ 细胞分化的分子基础是细 胞固有基因的正常的、严 格有序的表达；
❖ 细胞分化进程是细胞原有的 高度可塑性分化潜能逐渐减 少和消失的过程；
❖ 细胞分化和分裂有密切的关 系。
分化进程
卵裂 受精卵
桑椹胚
卵裂
（8～16个细胞的卵裂球 ）
胚泡
外胚层
皮肤、眼睛和 神经系统等
植入
中胚层
骨骼、血液和 肌肉等组织
β链146AA 合成β、γ （Gγ、 Aγ ）、δ、 ε
内胚层 肝、肺和肠以 及一些腺体等
二、细胞的全能性
（一）细胞的全能性
单个细胞在一定条件下分化发育 成为完整个体的能力称为细胞全 能性。这种细胞可以分化为全身 各种类型的细胞，从而可以形成 各种器官。
❖ 哺乳动物和人类的受精卵； ❖ 早期的胚胎细胞
（受精卵-8细胞期）
❖ 体细胞的全能性
❖
体细胞的全能性只保留
2.管家基因
管家基因是表达维持细胞生存所必 须的蛋白质的基因，不参与细胞分化方 向的确定，如表达染色体的组蛋白、膜 蛋白、细胞周期蛋白及酶蛋白的基因等。
二. 细胞分化基因表达的调控
转录水平的调控;
翻译水平的调控;
蛋白质合成后活性水平的
调控。
转录水平的调节 顺式作用元件和反式作用因子
顺式作用元件 反式作用因子
中胚层 脊索 外胚层未 分化细胞 神经板 神经管 神经褶
脑泡原基 神经系统 晶状体 角膜
2.分化抑制
完成分化的细胞可以通过产 生抑素来抑制附近的细胞进行同 样的分化，这就是分化抑制
三、激素和细胞粘合分子对 分化的影响 四、位置信息对分化细胞的 影响 第四节 细胞分化和癌细胞
பைடு நூலகம்结
第一节 细胞分化的基本概念
细胞分化、全能性、细胞决定
第二节 细胞分化的分子基础
奢侈基因、管家基因
第三节 影响细胞分化的因素
胚胎诱导、分化抑制
第四节 细胞分化和癌细胞
癌细胞和细胞分化的关系
珠蛋白肽链有7 种：α、 β、 γ （Gγ、 Aγ ）、δ、ε 、 ζ。
一对α链和一对 非α链。6类。
2.各种血红 蛋白的发育 演变
α链141AA 合成α、ζ
完整的细胞分化概念包括时间 和空间两方面的变化过程
时间上的分化
❖ 指不同的发育时间内细
胞之间的差异。
空间上的分化
❖ 指处于不同空间位置中
的同一种细胞的后代之间出 现的差异。
❖ 分化的主要标志是细胞内开 始合成新的特异性的蛋白质；
➢ 浆细胞中的γ- 球蛋白
➢ 肌细胞中的肌球蛋白和 肌动
蛋白
➢ 红细胞中的血红蛋白等
在少数低等动物中，如水螅的
细胞可以发育为一个完整的个
体。
❖体细胞核的全能性
▪ 克隆羊（多利）
多能性细胞 单能性细胞
个体发育过程中细胞分化的规律
全能
多能
单能
三、细胞决定
在胚胎发育三胚层期，在细 胞之间出现可识别的形态和功能 差异之前，细胞已具备按特定的 方向分化，最终形成一定表型的 细胞的能力。这种细胞的发育选 择叫做细胞决定。
第 十一章 细胞分化 （differentiation）
人类早期个体发育示意图
第一节 细胞分化的基本概念
一、细胞分化的概念 细胞分化是指从受
精卵开始的个体发育过 程中细胞之间逐渐产生 稳定差异的过程。细胞 分化也可以说是细胞由 形态和功能非专一性 （非特化性）状态向形 态和功能的专一性（特 化性）状态转变的过程。
结合
调节细 胞分化
启动奢侈 基因表达
抑制奢侈 基因表达
同源框基因（Hox基因）
同源框基因 同源框异 形域蛋白
转录 因子
转录因子和转 录调控区结合
启动基 因表达
抑制基 因表达
调节细 胞分化
DNA甲基化
DNA甲基 化（CG）
抑制基 因表达
抑制转录因 子和转录调 控区结合
调节细胞分化
❖ 血红蛋白合成的调控
❖果蝇唾腺细胞染色体膨松区的生
成和消失
第三节 影响细胞分化的因素
一、细胞核和细胞质的相互作 用对分化的影响。
1. 细胞核对细胞质的作用
2.细胞质对细胞核的影响
❖ 爪蟾的肾细胞核注如到蝾螈的卵
母细胞；
❖ HeLa细胞和鸡红细胞融合。
二、诱导和抑制对细胞分化的影响
1. 胚胎诱导 在胚胎发育过程中，胚层之间 相互促进分化的正向作用称为 胚胎诱导或者分化诱导。
细胞决定是细胞潜能逐渐受 限的过程，也是有关分化的基 因选择性表达前的过渡阶段，
具有高度的遗传稳定性。
细胞分化具有相对不可逆性
去分化 转分化 如：表皮细胞在过量的维生素A的作用下 转分化为粘液细胞
第二节 细胞分化的分子基础
一、细胞分化实质是基因选择性表达的结果
1.奢侈基因
奢侈基因是表达细胞分化时出现的 特异蛋白质的基因，参与细胞分化方向 的确定。如表达红细胞中血红蛋白的基 因、表达肌细胞中肌动蛋白和肌球蛋白 基因