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1、細胞分化與基因調(diào)控,第 十 七 章,細胞分化與基因調(diào)控,第一節(jié) 細胞分化的基本概念 第二節(jié) 胚胎細胞的分化 第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素 第四節(jié) 細胞分化的基因表達 第五節(jié) 細胞分化與癌變,第一節(jié) 細胞分化的基本概念,細胞分化是指胚胎細胞分裂后未定型的細胞，在形態(tài)和生化組成上向?qū)Ｒ恍曰蛱禺愋苑较蚍只?，或由原來較簡單、具有可塑性的狀態(tài)向異樣化穩(wěn)定狀態(tài)進行分化的過程。 高等生物體都是由受精卵發(fā)育而成的，在發(fā)育過程中，通過細胞增殖增加細胞的數(shù)量，通過細胞分化形成不同類型的細胞。,所以，細胞分化也就是一種類型的細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生物化學特性等方面，穩(wěn)定的轉(zhuǎn)變成多種不同類型細胞的過程。 細

2、胞分化過程中，細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的同時，生化特性和生理功能也發(fā)生相應(yīng)的變化，因此細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化特性和生理功能可作為識別細胞分化的3項指標。,第一節(jié) 細胞分化的基本概念,,例如，成熟紅細胞中間凹陷，呈圓盤狀，無核，產(chǎn)生血紅蛋白，具有攜帶氧和二氧化碳的功能；神經(jīng)細胞多突起，產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)，具有傳導(dǎo)信息的功能。這些都是典型分化細胞的標志。,,個體,,組織、器官、系統(tǒng),細胞分化示意圖,脊椎動物的發(fā)育從受精開始,卵細胞含有供形成胚胎所需的營養(yǎng)成分，受精觸發(fā)后，精子只提供小而致密的核，稱為雄性原核，與雌性原核融合 受精卵的早期分裂稱為卵裂 受精后30h，受精卵向子宮方向移動，并迅速進行卵裂 約在第三

3、天，卵裂球形成由12-16個細胞，形似桑葚的桑椹胚 當細胞由32-64個細胞組成時，桑椹胚內(nèi)逐漸形成空隙，形成中空的球形結(jié)構(gòu)，叫胚泡 胚泡階段，可以明顯區(qū)分兩種類型的細胞，胚極滋養(yǎng)層和內(nèi)細胞團,,胚泡進入子宮內(nèi)膜層的過程叫做，植入。 植入中的胚泡，逐漸形成3層，其中， 外胚層 表皮，神經(jīng)組織， 中胚層 真皮，骨骼，肌肉，心臟，血管，血細胞，結(jié)締組織 內(nèi)胚層 肺，肝，胰，消化道上皮等內(nèi)臟器官,,,,脊椎動物的發(fā)育,,,細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。 換句話說，基因表達的差異形成形態(tài)、功能各異的細胞。 從分子水平上看，細胞分化意味著機體內(nèi)不同細胞中有不完全一致的基因活性，而表現(xiàn)為某

4、些特異性蛋白質(zhì)的合成。,第一節(jié) 細胞分化的基本概念,第一節(jié) 細胞分化的基本概念,比如，紅細胞的血紅蛋白，漿細胞的抗體和輸卵管細胞的血清蛋白 這是由于在特定細胞中，某些基因在一定時間內(nèi)，選擇性的激活，因此，基因表達的調(diào)控是研究細胞分化的核心問題。 只有了解基因調(diào)控的復(fù)雜機制后，才能在分子水平上闡明細胞分化更精細的過程。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,細胞分化可以出現(xiàn)在生物體的整個生命過程中，但分化最重要的時期是胚胎期，此時，細胞分化的表現(xiàn)最典型、最迅速，并且受許多因素的影響。,一 胚胎細胞分化的潛能與決定,細胞做出的發(fā)育選擇稱為細胞決定。在生物體發(fā)育的早期階段，所有細胞都有發(fā)育成不同組織或細胞類型的潛

5、能，這種潛能稱為全能性。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,但事實上，并非胚胎早期細胞能隨意分化成某一細胞類型或組織，細胞只能按照已做出的發(fā)育選擇，向決定的方向分化。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,一 胚胎細胞分化的潛能與決定,在胚胎3胚層形成后，隨著細胞空間關(guān)系和微環(huán)境的差異，各胚層細胞的發(fā)育去向就已經(jīng)決定下來了。這些細胞分化潛能被局限化，只能發(fā)育成為本胚層的組織、器官。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,一 胚胎細胞分化的潛能與決定,在發(fā)育過程中，各器官的預(yù)定區(qū)逐漸出現(xiàn)，細胞分化的潛能進一步局限化。此時的細胞具有演變成多種表型的能力，稱為多能細胞。再進一步就是向?qū)Ｄ芊€(wěn)定型分化。因此細胞決定是發(fā)育潛能逐漸局限化的過程

6、，即選擇基因表達的過渡階段，此時細胞雖然還沒有可分辨的分化特征，但已具備向某一特定方向分化的能力。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,一 胚胎細胞分化的潛能與決定,受精卵每次卵裂，細胞核內(nèi)的物質(zhì)，包括基因組都均勻的分配到子細胞內(nèi)，所以子細胞中的遺傳物質(zhì)是相同的。但受精卵細胞質(zhì)各區(qū)的組分并不相同，卵裂使不同的胞質(zhì)組分分割進入各卵裂細胞。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,二 細胞質(zhì)的作用,從卵母細胞開始，細胞質(zhì)或表面區(qū)域就是不均質(zhì)的，這種不均質(zhì)性，對胚胎的早期發(fā)育有很大影響，在一定程度上決定細胞的早期分化。這些特殊物質(zhì)被稱為決定子，決定子支配著細胞分化途徑。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,二 細胞質(zhì)的作用,第二節(jié) 胚胎細

7、胞的分化二 細胞質(zhì)的作用,決定子在卵母細胞中已經(jīng)形成，受精卵在數(shù)次卵裂過程中，決定子一次次的重新改組，分配。卵裂后決定子的位置固定下來，并分配到不同的細胞中，子細胞便產(chǎn)生差別。,細胞質(zhì)通過氧化磷酸化和無氧酵解為細胞提供了大部分能量，其中核糖體還含有幾乎全部蛋白質(zhì)合成所需要的組裝。 細胞核可提供mRNA和其他核酸分子（tRNA和rRNA）的合成模板。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,三 核質(zhì)的相互作用,因此，核和質(zhì)的作用是相互依存不可分割的，一方面細胞核中的基因?qū)Π|(zhì)的代謝起調(diào)節(jié)作用，另一方面細胞質(zhì)對核內(nèi)基因的活性有控制作用。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,三 核質(zhì)的相互作用,（一）細胞質(zhì)對細胞核的作用

8、細胞分化過程中，細胞核的遺傳潛力，即核基因的活性，受核所在的胞質(zhì)環(huán)境的控制。如，雞紅細胞和Hela細胞融合后，雞的紅細胞核被重新激活。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,三 核質(zhì)的相互作用,第二節(jié) 胚胎細胞的分化三 核質(zhì)的相互作用,雞的紅細胞是終末分化細胞，DNA和RNA 的合成能力很低。它與Hela 細胞雜交形成的異核體中，紅細胞核的體積擴大20倍，染色質(zhì)分散，DNA和RNA的合成能力增高并出現(xiàn)核仁，基因表達也被激活。說明基因表達的激活是Hela細胞質(zhì)調(diào)節(jié)的結(jié)果,,,（二）細胞核對細胞質(zhì)的作用 在細胞分化過程中，細胞核起著重要的作用因為遺傳物質(zhì)存在于細胞核中，生物的任何性狀的出現(xiàn)均是由遺傳物質(zhì)決

9、定的。分化細胞之所以能合成特異的蛋白質(zhì)，就是由于細胞核內(nèi)基因組的選擇性表達，這是細胞分化的基礎(chǔ)。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,三 核質(zhì)的相互作用,第二節(jié) 胚胎細胞的分化三 核質(zhì)的相互作用,真核細胞的基因是和蛋白質(zhì)結(jié)合的，以染色質(zhì)的形態(tài)存在于細胞核內(nèi)，其中，組蛋白對蛋白的表達具有抑制作用，沒有組織特異性；非組蛋白對蛋白表達有組織特異性，可以使基因解除抑制，表達轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的蛋白質(zhì)。由于細胞核的內(nèi)環(huán)境不同，在非組蛋白的作用下，一些基因開放，一些基因被抑制。,第二節(jié) 胚胎細胞的分化三 核質(zhì)的相互作用,不同的分化細胞其細胞核中基因開放的類型不同，經(jīng)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯后在細胞質(zhì)中形成不同類型蛋白質(zhì)，造成細胞質(zhì)的異質(zhì)性

10、。細胞質(zhì)的變化又反過來作用于細胞核，二者的相互作用引導(dǎo)細胞分化的進行。,生物體的性狀，包括細胞內(nèi)的物質(zhì)代謝變化，都是遺傳物質(zhì)決定的。 實驗證明生殖細胞和體細胞的決定受染色體物質(zhì)多少的控制，而染色體物質(zhì)的正常與否又受到細胞質(zhì)的控制,第二節(jié) 胚胎細胞的分化,四 細胞分化的遺傳基礎(chǔ),,,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,細胞分化不僅決定于細胞本身核、質(zhì)關(guān)系，還與細胞間的相互作用密切相關(guān)。如細胞間的分化誘導(dǎo)作用、位置信息以及激素等，對細胞的分化與形態(tài)發(fā)生均起重要的作用。,一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,在動物胚胎發(fā)育過程中，一個細胞與鄰近細胞的相互作用，在細胞分化中起著重要作用。各胚層之間能相互促進細胞分

11、化和組織器官發(fā)生，這種現(xiàn)象稱為胚胎誘導(dǎo)，一般發(fā)生在內(nèi)胚層和中胚層或外胚層和中胚層之間。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,中胚層獨立分化的能力最強，其誘導(dǎo)分化的作用也就最強。中胚層可作用于相應(yīng)部位的外胚層或內(nèi)胚層細胞，而導(dǎo)致不同胚層細胞合成組織特異性蛋白質(zhì)，出現(xiàn)組織分化。,一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,從誘導(dǎo)的層次上看，胚胎誘導(dǎo)可分成三級 初級誘導(dǎo) 次級誘導(dǎo) 三級誘導(dǎo),一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,如脊索中胚層誘導(dǎo)其表面覆蓋的外胚層發(fā)育成神經(jīng)板，是初級誘導(dǎo)；神經(jīng)板卷成神經(jīng)管

12、后，前段膨大成原腦，其兩側(cè)突出的視杯再誘導(dǎo)視杯上方的外胚層形成眼晶狀體，是刺激誘導(dǎo)；晶狀體再誘導(dǎo)其表面的外胚層形成角膜，是三級誘導(dǎo)。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,例，蠑螈的外胚層形成神經(jīng)組織便受到位于其下方的中胚層的誘導(dǎo)。Spemann把一種灰色蠑螈早期原腸胚的胚孔背唇(來源于中胚層）移植到另一種黑色蠑螈的原腸胚的囊胚腔內(nèi)，結(jié)果宿主胚胎形成兩套神經(jīng)系統(tǒng)，甚至能形成兩個完整的胚胎。這就是背唇的誘導(dǎo)作用。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素一 胚胎誘導(dǎo)對細胞分化的作用,皮膚由表皮和真皮組成，表皮來源于外胚層，真皮來源于中胚層。皮膚上的羽毛，鱗片等衍生物是表皮細胞分裂，合

13、成特異性蛋白質(zhì)的結(jié)果。表皮不同衍生物的合成是由真皮控制的。如雞的皮膚在背部和翅膀上有羽毛，而爪部有鱗片，如果將胚胎爪部的表皮置換到胚胎背部，從爪部皮膚發(fā)育出來的是羽毛，就不是鱗片。這說明，表皮形成的衍生物取決于其下的真皮。,在組織、器官的建成中，細胞受到某種指令的控制，從而使動物軀體的組織、器官的大小、形態(tài)受到控制。在特化區(qū)域中，細胞生長在空間上的局限性對形態(tài)發(fā)生具有重要作用，可使特化的組織器官保持一定大小的形態(tài)和空間位置。因此，位置信息就是使細胞能正確的按發(fā)育指令進行形態(tài)構(gòu)建。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,二 位置信息在細胞分化中的意義,在胚胎細胞發(fā)育早期，鄰近細胞間的相互作用可誘導(dǎo)細胞

14、分化；發(fā)育晚期，細胞分化還受到激素的調(diào)節(jié)。激素由血液循環(huán)輸送到不同部位，影響細胞分化，所以遠距離的作用主要依靠激素。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,三 激素對細胞分化的調(diào)節(jié)作用,由于激素是在發(fā)育后期產(chǎn)生作用的，因此，激素所引起的反應(yīng)是按預(yù)先決定的分化程序進行的，主要是引發(fā)靶細胞進行分化。例如，蝌蚪的發(fā)育，蝌蚪生活末期，腺垂體細胞在下丘腦分泌甲狀腺素的影響下，向血液中分泌甲狀腺素。甲狀腺素對尾部可促進組織破壞，尾部退化，最后完全被吸收，對肢芽，甲狀腺素則可促進其生長和分化。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,三 激素對細胞分化的調(diào)節(jié)作用,,,在動物出生后，成體的許多組織都保留有一部分未分化的細胞

15、，一旦需要，這些細胞便可按發(fā)育途徑，先進行細胞分裂，然后經(jīng)過分化產(chǎn)生分化細胞。機體中這部分未分化的細胞就叫干細胞。,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,四人體胚胎干細胞及其他干細胞的生物學醫(yī)學意義,第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素,干細胞的特點： 干細胞本身不是終末分化細胞 無限分裂 干細胞分裂產(chǎn)生的子細胞只能在兩種途徑中選擇其一，或保持親代特征，仍作為干細胞，或不可逆地向終末分化。,胚胎干細胞,四人體胚胎干細胞及其他干細胞的生物學醫(yī)學意義,干細胞分類： 多能干細胞子細胞分化產(chǎn)生兩種以上類型的細胞，如骨髓造血干細胞 專能干細胞子細胞只能分化為單一類型的細胞，如肌肉的衛(wèi)星細胞能分化成骨骼肌細胞，精原細

16、胞分化成精子 骨髓造血干細胞屬于多能干細胞，具有產(chǎn)生多種類型血細胞的潛能。多能干細胞具有自我增值和分化兩種功能。多能造血干細胞增值、分化而產(chǎn)生定向干細胞，定向干細胞再分化產(chǎn)生分化細胞,,定向干細胞與多功能干細胞不同，是各系的母細胞。其特點如下： 1，定向干細胞已有所分化，失去多方向分化的能力，只能向一系或相關(guān)的兩系分化； 2，增殖能力不是無限的，只能分裂數(shù)次； 3，在定向干細胞上，有對某種調(diào)節(jié)因子起反應(yīng)的結(jié)構(gòu)。如，在原紅細胞上，有促紅細胞生成素受體，在促紅細胞生成素的作用下，可經(jīng)分化的原始，幼稚，成熟階段，形成成熟的紅細胞。其他種類的定向干細胞則沒有相應(yīng)結(jié)構(gòu)，不能分化成紅細胞。,第四節(jié) 細胞分

17、化的基因表達,細胞分化使同一來源的細胞產(chǎn)生形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化特性、生理功能上的差異。 從分子水平來看，這是由于特定基因活化的結(jié)果。特定基因表達后合成某些特異性蛋白質(zhì)，執(zhí)行特殊功能，因此，細胞分化的問題在本質(zhì)上就是基因表達調(diào)控的問題。實際上，并非細胞中所有基因都參與細胞分化過程。,細胞內(nèi)與分化有關(guān)基因按功能可以分為兩類： 1.管家基因，它編碼維持各種細胞基本活動所必需的結(jié)構(gòu)和功能蛋白質(zhì)，這類基因的表達稱為“基本的表達”。 2.奢侈基因，它編碼細胞特異性蛋白質(zhì)，對細胞的生存并無直接影響，但對細胞分化起重要作用。,第四節(jié) 細胞分化的基因表達,一 專一蛋白質(zhì)合成的細胞表型特化,細胞分化一般是指細胞表型的特

18、化，常以細胞水平明顯可查的指標判斷細胞是否分化和分化程度，如一些特異蛋白的出現(xiàn)，含量和成熟程度。這類蛋白對細胞自身生存并無直接影響，卻是細胞向特殊類型分化的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以是奢侈蛋白。將那些維持細胞生命活動所必需的，各類細胞普遍共有的蛋白質(zhì)稱為管家蛋白。,第四節(jié) 細胞分化的基因表達,二 細胞分化基因表達的調(diào)控,各種細胞表型的多樣性是由于每種類型的細胞只表達其遺傳信息的一部分，即選擇性表達。這種選擇性表達的調(diào)控是在轉(zhuǎn)錄水平或翻譯水平進行的，而以轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控為主。,第四節(jié) 細胞分化的基因表達,（一）轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控 如果選擇性基因表達的調(diào)控是在轉(zhuǎn)錄水平上進行的，那么在不同類型的細胞中，mRNA的種類

19、和性質(zhì)應(yīng)是不同的。 而實驗表明不同類型的細胞有一定數(shù)量共同的mRNA，即編碼基本蛋白質(zhì)的mRNA，另外還提示在不同的細胞中存在著獨特的（非競爭部分）mRNA,二 細胞分化基因表達的調(diào)控,第四節(jié) 細胞分化的基因表達,（二）翻譯水平調(diào)控,翻譯水平的調(diào)控是指基因轉(zhuǎn)錄的mRNA有選擇性的翻譯成蛋白質(zhì)。在不同細胞中含有同樣的mRNA，但各種mRNA不能都翻譯成蛋白質(zhì)，而只有不同的mRNA得到翻譯，產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。 而實驗表明，細胞分化時基因表達的調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上進行，而不是在翻譯水平上進行的。,二 細胞分化基因表達的調(diào)控,第四節(jié) 細胞分化的基因表達,二 細胞分化基因表達的調(diào)控,利用mRNA顯

20、微注射研究發(fā)現(xiàn)，將動物或植物的許多種mRNA注射到爪蟾的卵母細胞中，都能充分的翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)分子，卵母細胞沒有對不同的mRNA進行選擇性翻譯。這就說明細胞分化時基因表達的調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上進行，而不是在翻譯水平上進行的。,第五節(jié) 細胞分化與癌變,生物體內(nèi)由正常細胞轉(zhuǎn)變成不受控制的惡性增殖的細胞的過程，稱為癌變。正常細胞一旦發(fā)生癌變，其生物學屬性便發(fā)生了本質(zhì)變化。,一 原癌基因和抑癌基因,（一）原癌基因的激活,原癌基因的激活與抑癌基因的失活引起正常細胞的癌變已被公認。 原癌基因?qū)τ诩毎芷谂c細胞分化有著極為重要的關(guān)系。,第五節(jié) 細胞分化與癌變,1、c-myc與分化調(diào)節(jié) c-myc 高

21、水平的表達能阻遏細胞分化。只要c-myc 過分表達，細胞便不能進入終末分化，而被強行的不斷沿周期反復(fù)循環(huán)，這樣也必然使細胞不能停留在細胞分化所要求的時相上。,一 原癌基因和抑癌基因,（一）原癌基因的激活,第五節(jié) 細胞分化與癌變,2.c-fos與分化調(diào)節(jié) c-fos 的表達不僅在靜止的細胞被刺激而進入細胞周期時被檢測出來，而且在許多無關(guān)的情況下也可以檢測出來，其中包括單核細胞的分化。 單核細胞，巨噬細胞，和淋巴細胞與靜止期成纖維細胞都不增殖，然而也都可被刺激而重新進入細胞周期。,2.c-fos與分化調(diào)節(jié),因此，當迅速增殖的細胞進行單核細胞分化時，c-fos 的激活也就表明它的功能與進入和走出可

22、逆性的靜止態(tài)相聯(lián)系。 另外，c-fms的表達是細胞趨向于靜止態(tài)，或G0期的一種標志。G0期是指，細胞暫時脫離周期，不進行增殖，但在適當刺激下，可重新進入細胞周期。,、原癌基因的表達和增值活性的喪失,雖然分化可以再無需永久性地退出細胞周期的情況下發(fā)生，但在某些情況下，增殖活性的喪失是不可逆地，如造血干細胞先祖細胞的粒細胞化。 胚胎組織是快速生長的組織，常?？梢杂^察到原癌基因的表達。當胚胎和成體組織的干細胞趨向成熟時，活化的原癌基因的表達通常喪失,抑癌基因能夠限制細胞的增殖，其基因的失活有利于癌變的發(fā)生。由于基因突變在大多數(shù)情況下是使基因的功能減弱或消失，而不是基因功能的增強，有人認為抑癌基因異

23、常在癌變中的作用較癌基因活化更為重要。,一 原癌基因和抑癌基因,第五節(jié) 細胞分化與癌變,（二）抑癌基因的失活,1.Rb基因 在兒童視網(wǎng)膜母細胞瘤(retinoblastoma,Rb)中發(fā)現(xiàn)的Rb 基因，是具有代表性的抑癌基因。 Rb家族的兒童對Rb基因高度敏感，因為所有體細胞中只有一個Rb基因，在發(fā)育過程中，只需極少數(shù)視網(wǎng)膜細胞再發(fā)生一次細胞突變，就可使正常的Rb基因消失，從而觸發(fā)兒童視網(wǎng)膜母細胞瘤。,,此外，在小細胞性肺癌，膀胱癌，少數(shù)乳腺癌亦發(fā)現(xiàn)Rb基因失活。有人將正常Rb基因?qū)脒@些腫瘤細胞，發(fā)現(xiàn)這些腫瘤細胞的惡性表型受到抑制。該基因的導(dǎo)入也可使某些腫瘤得以逆轉(zhuǎn)，說明，Rb基因的失活

24、在腫瘤發(fā)生中具有關(guān)鍵作用。,2.WT1基因 與Rb具有相似發(fā)病機制的另一腫瘤，是胚胎腎母細胞瘤（WT）。WT中一部分同時伴有無虹膜、泌尿系統(tǒng)異常和腦發(fā)育延遲等先天異常，稱為惡性混合性腎瘤（WAGR）。此綜合征患者可見正常組織中有一條染色體的先天性缺失，在腫瘤中則有雙側(cè)缺失。,3.P53基因 P53基因編碼一個分子量為53000的核蛋白。早期的實驗曾提示P53是一個癌基因，但以后發(fā)現(xiàn)在這些實驗中使用的P53基因并非野生型，而是突變型。,,最近實驗證實，野生型P53具有抑制活化的ras滅活的作用，P53可以互相結(jié)合形成寡聚體，因此，突變型的P53可以通過阻遏野生型的P53的活性而呈現(xiàn)顯性抑制作

25、用。,二 增殖失控與去分化,個體發(fā)育是細胞有控生長與逐步分化的結(jié)果，而增殖失控與去分化可以引起癌變，因此分化是細胞正?；虬┳兊姆炙畮X。,第五節(jié) 細胞分化與癌變,細胞分化的特征：功能的專一化 細胞分化主要標志： 1，合成具有特殊功能的蛋白質(zhì) 2，停止或失去細胞分裂活動功能 3，出現(xiàn)該細胞特有的表型結(jié)構(gòu)。,二 增殖失控與去分化,第五節(jié) 細胞分化與癌變,胚胎誘導(dǎo)現(xiàn)象是早期細胞分化最顯著的例子之一。在發(fā)育過程中，胚胎細胞從早期的高度可塑性和未分化狀態(tài)向定型的細胞或組織類型發(fā)展，皆出現(xiàn)該細胞特異性蛋白質(zhì)合成開始，隨之表現(xiàn)出特征性的功能與形態(tài)表型。,二 增殖失控與去分化,第五節(jié) 細胞分化與癌變,成體細胞可

26、在化學致癌物、病毒或輻射等因素作用下，出現(xiàn)細胞轉(zhuǎn)化、癌變和惡性生長，而導(dǎo)致細胞的異常分化。因此，可以認為腫瘤是一種細胞分化異常的疾病，所以細胞分化的分子遺傳學基礎(chǔ)是基因的選擇性激活、轉(zhuǎn)錄和翻譯。,二 增殖失控與去分化,第五節(jié) 細胞分化與癌變,在這一基因表達過程中，任何環(huán)節(jié)或正?；虻腻e誤編碼，甚至只是一個核苷酸的改變即可引起突變。這就是突變致癌、異常分化和許多遺傳性疾病發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種情況下，也可因成體細胞特異基因表達被抑制而代之以胚胎性基因的重現(xiàn)，而導(dǎo)致發(fā)生癌變。,二 增殖失控與去分化,第五節(jié) 細胞分化與癌變,三 癌細胞的逆轉(zhuǎn),正常細胞在化學致癌物、病毒或放射線等因素作用下發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化

27、；癌細胞也可以在某些因子作用下發(fā)生分化，朝正常方向逆轉(zhuǎn)。,第五節(jié) 細胞分化與癌變,在一定條件下，癌細胞逆轉(zhuǎn)成正常細胞的例子: 植物的冠癭瘤可分化為正常組織，并形成正常植株 鱗癌可發(fā)生分化，在大鼠口唇鱗狀上皮癌中常常有鱗狀上皮珠的出現(xiàn)，一般認為這是正常分化的標志 胚胎性的神經(jīng)母細胞可以分化為神經(jīng)節(jié)細胞，而神經(jīng)母細胞瘤可分為節(jié)細胞神經(jīng)瘤細胞。此外在某些病例中還可見到神經(jīng)母細胞瘤可以自行消退。 畸胎瘤是由哺乳動物和人類生殖細胞癌變產(chǎn)生的，它有分化成各種組織的潛能，也可以惡性增殖。,三 癌細胞的逆轉(zhuǎn),第五節(jié) 細胞分化與癌變,三 癌細胞的逆轉(zhuǎn),超微結(jié)構(gòu)可以觀察到腫瘤細胞的分化。例如，精原細胞瘤是超微結(jié)構(gòu)

28、上呈異質(zhì)性細胞聚集而成。在其分化過程的細胞系列中，一個極端的細胞可能是干細胞，其特征是有大量的多聚核糖體和游離核糖體。另一個極端未分化的細胞，它們有發(fā)育良好的高爾基復(fù)合體和前頂體顆粒。這些細胞中，少見核糖體細胞間常見有精子細胞間連接類型的細胞間橋。,三 癌細胞的逆轉(zhuǎn),用電子顯微鏡檢查惡性的，惡性前的，和增生的前列腺組織，可發(fā)現(xiàn)1級腺癌與正常的或增生的組織不易區(qū)分，甚至有些癌細胞的分化程度和正常細胞基本一致。因此，在同一腫瘤中，有未分化的，部分分化的，和分化且有功能的細胞。,小結(jié),第一節(jié) 細胞分化的基本概念 第二節(jié) 胚胎細胞的分化 第三節(jié) 細胞分化的外在影響因素 第四節(jié) 細胞分化的基因表達 第五節(jié) 細胞分化與癌變,