第四版 第15章_细胞分化与胚胎发育

翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）Copyright©高等教育出版社2011第15章细胞分化与胚胎发育翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Maincontent•Celldifferentiation–Basicconception–Celltortipotency–Stemcell–Thefacorsaffectingcelldifferentiation•Developmentalcelldifferentiation翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Section1:celldifferentiation脊椎动物细胞分化示意图翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011一、Basicconceptionofcelldifferentiation:Theprocessofthecellfrommulticellularorganismbeabletodifferentiateintoaspecificcelltype,inaddtion,maitainsitschoicethroughmanysubsequentgenerations.在个体发育中，由一种相同的细胞类型经由细胞分裂后逐渐在形态，结构和功能上形成稳定性差异，产生不同细胞类群的过程称为细胞分化。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（一）Celldifferentiationresultsfromgenedifferentialexpression输卵管细胞成红细胞胰岛β细胞输卵管细胞成红细胞胰岛β细胞卵清蛋白基因探针++++--β-珠蛋白基因探针+++-+-胰岛素基因探针+++--+实验方法Southern杂交Northern杂交分子杂交技术检测基因及其mRNA的表达翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（二）Housekeepinggeneandtissuespecificgene•Housekeepinggene(管家基因)–Expressedinallcells,theirgeneproductsareessentialforcellmetabolism.–ReplicatedduringtheearlySphase.RT-PCRofXRRA1andahouse-keepinggeneG3PDHfromHCT116clonestreatedwithX-radiation,variouscancerandnormalcells,andnormaltissues/organs甘油醛-3-磷酸脱氢酶翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011•Tissuespecificgene(组织特异性基因)–Differentialexpressedintissuesthuskeeptheirspecificmorphology,structureandfunction.–ReplicatedduringtheearlySphaseinthecellwherethegeneisexpressed.–RepliactedduringthelateSphaseinthecellwherethegeneisnotexpressed.RT-PCRofXRRA1andahouse-keepinggeneG3PDHfromHCT116clonestreatedwithX-radiation,variouscancerandnormalcells,andnormaltissues/organs（二）Housekeepinggeneandtissuespecificgene甘油醛-3-磷酸脱氢酶翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（三）CombinatorialgenecontrolcreatesmanydifferentcelltypesinEucaryotes翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（四）ThesinglegeneregulatoryproteincantriggertheformationofanentireorganMyoDisaproteinwithakeyroleinregulatingmuscledifferentiation.MyoDbelongstoafamilyofproteinsknownasmyogenicregulatoryfactors(MRFs)sharingbHLH(basichelixloophelix)structuresastranscriptionfactors.翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（五）celldifferentiationalsobeemployedfortheprotozoantoadjusttheenvironment黏菌繁殖过程示意翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（六）TransdifferentiationTransdifferentialtion(转分化):一种分化类型的细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化。去分化：分化细胞失去其特有结构与功能变成为未分化细胞细胞特征过程。再分化：未分化细胞重新特化过程。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011（七）Regeneration蝾螈肢体的切除再生Regeneration(再生）广义再生涉及细胞，组织，器官以及个体水平。一般指生物体缺失部分后重建过程。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Maincontent•Celldifferentiation–Basicconception–Celltortipotency–Stemcell–Thefacorsaffectingcelldifferentiation•Developmentalcelldifferentiation翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011二,celltotipotencyCelltotipotency:Thecell’scapacitytoformanentireorganism.e.g.:Humandevelopmentbeginswhenaspermfertilizesaneggandcreatesasingletotipotentcell.Inthefirsthoursafterfertilization,thiscelldividesintoidenticaltotipotentcells.Approximatelyfourdaysafterfertilizationandafterseveralcyclesofcelldivision,thesetotipotentcellsbegintospecialize.细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Plantcelltotipotency翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011nucleustotipotency-爪蟾核移植实验•全能性细胞核（totipotentnucleus）–终末分化细胞的细胞核仍然具有全能性•Nucleartransferexperiment–证明细胞核的全能性翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011nucleustotipotency-哺乳动物体细胞核移植翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Maincontent•Celldifferentiation–Basicconception–Celltortipotency–Stemcell–Thefacorsaffectingcelldifferentiation•Developmentalcelldifferentiation翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011三,StemcellDefiningproperties:1,notterminallydifferentiated2,dividewithoutlimit3,itstwodaughtercellswiththechoicestoberemainstemcellorbeterminaldifferentiated=40翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Categoryofstemcell–Totipotentstemcell–Pluripotentstemcell–Unipotentstemcell翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011CategoryofstemcellTotipotentstemcell(全能干细胞)：具分化产生三个胚层中的各种类型的细胞，能发育成胚盘组织，产生子代个体。如哺乳动物全能干细胞：受精卵与卵裂早期细胞。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Categoryofstemcell–Tortipotentstemcell–Pluripotentstemcell–Unipotentstemcell翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011CategoryofstemcellPluripotentstemcell(多能干细胞)：在一定条件下，能分化产生3个胚层中的各种类型的细胞并形成器官的一类干细胞，如胚胎干细胞和生殖嵴干细胞。翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Categoryofstemcell–Tortipotentstemcell–Pluripotentstemcell–Unipotentstemcell翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011CategoryofstemcellUnipotentstemcell(单能干细胞)：能分化产生一种或几种类型的细胞。e.g.神经干细胞神经元寡突胶质细胞星形胶质细胞翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011Sourcesdifference(ES)cell:胚胎干细胞AdultStem(AS)cell:成体干细胞翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社2011EmbryonicStemCell人胚胎干细胞建系示意翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）©高等教育出版社