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第十二章细胞分化及其调控一．细胞分化1．基本概念（1）细胞分化定义：在个体发育过程中，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差异，产生不同的细胞类群的的过程。个体发育分为胚胎发育和胚后发育：胚胎发育：受精卵到成体的过程。胚后发育：在动物个体发育过程中，从卵孵化后，或从母体生出后达到性成熟时的发育过程。细胞分化的物质基础——蛋白质细胞分化是基因选择性表达的结果：不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，并且表达产物决定细胞的形态结构和功能。（2）管家基因与奢侈基因管家基因：与细胞分化无关，但与生存密切相关的基因，是重复序列；如：核糖体蛋白基因，组蛋白基因奢侈基因：与细胞分化有关，但不影响细胞存活的基因，是单一序列；如：晶体蛋白基因，胰岛素基因2．细胞分化的调控（略）2.1受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响卵细胞中的蛋白质、mRNA并非均匀分布的，而是定位于特定的空间决定子（determination）:决定卵裂细胞分化方向的细胞质成分。e.g.:生殖质（RNA+蛋白质），果蝇卵细胞中。细胞分化的实质2.2诱导学说和位置效应中胚层对外胚层的诱导Eg.眼的发生、脊索的发育脊索中胚层诱导外胚层形成神经板，神经板前侧发育成视杯，由视杯诱导外胚层形成晶体，再由晶体诱导其表面的表皮细胞分化成为角膜2.3胞外信号分子和激素昆虫变态：蜕皮素、保幼素蝌蚪变态：甲状腺素2.4核质关系核移植1997年，Dolly的诞生2.5细胞分化的基因调控转录水平的调控基因重排转录激活或转录抑制启动子(promoter)、增强子(enhancer)DNA甲基化转录后水平的调控内含子、外显子、选择性拼接形成mRNA翻译水平及翻译后水平的调控mRNA翻译频率、半衰期、细胞质定位3．细胞去分化------癌细胞（1）癌细胞的基本特征:细胞生长与分裂失去控制，无接触抑制；血清依赖性下降，对生长因子依赖小；具有扩散性与浸润性；表达胚胎细胞的蛋白质活性（eg：甲胎蛋白，端粒酶）；基因表达变化；（2）癌基因和抑癌基因癌基因：是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式，能引起正常细胞的癌变。原癌基因或细胞癌基因突变成为癌基因。突变方式有：点突变、基因扩增、增强子插入激活和染色体易位等。癌基因编码的蛋白质主要包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子和基因转录调节因子。抑癌基因：实际上是正常细胞增殖过程中的负调控。抑癌基因的产物主要包括：转录调节因子、负调控转录因子、CDK抑制因子、信号通路的抑制因子和DNA修复因子。基因突变导致癌基因的激活(gainoffunction)，表现为功能增强或出现新的功能，为显性突变。基因突变导致肿瘤抑制基因的失活（lossoffunction），即失去抑癌基因的功能，为隐性突变。癌症的发生发展过程：原癌基因的激活抑癌基因的丢失端粒酶的表达血管的生成肿瘤的转移肿瘤的发生是基因突变逐渐累积的结果(4)干细胞干细胞是来自胚胎、胎儿、成体内的，在一定条件下具有自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官等特化的细胞。按细胞分化潜能的大小：全能干细胞多能干细胞单能干细胞；按发生来源：胚胎干细胞成体干细胞干细胞可应用于作为细胞替代治疗和基因治疗的靶细胞，揭示人及动物的发育机制和影响因素，药学方面的研究。干细胞研究面临的问题有：如何维持体外扩增时不分化？分化细胞的增殖问题，如何定向诱导干细胞的分化？如何克服排斥？安全性问题和伦理问题。