《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：第九章 細(xì)胞分化》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：第九章 細(xì)胞分化（81頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第九章第九章 細(xì)胞分化細(xì)胞分化 (Cell differentiation)精子精子卵卵受精卵受精卵分化分化新個(gè)體新個(gè)體發(fā)發(fā) 育育分裂分裂卵裂和胚泡形成卵裂和胚泡形成受精卵受精卵卵卵 裂裂桑椹胚桑椹胚胚胚 泡泡胚胚 泡泡 腔腔滋滋 養(yǎng)養(yǎng) 層層內(nèi)細(xì)胞群內(nèi)細(xì)胞群胚端滋養(yǎng)層胚端滋養(yǎng)層胚泡于受精后第胚泡于受精后第4-5天形成，并進(jìn)入子宮。天形成，并進(jìn)入子宮。胚泡形成：三胚層胚盤及相關(guān)結(jié)構(gòu)的形成（第三周）三胚層胚盤及相關(guān)結(jié)構(gòu)的形成（第三周） 部分上胚層細(xì)胞增殖部分上胚層細(xì)胞增殖-原條原條 頭部頭部原結(jié)原結(jié) 中心淺凹中心淺凹-原凹原凹原條上胚層形成：外胚層上胚層形成：外胚層 中胚層中胚層 內(nèi)胚層內(nèi)胚層就

2、一個(gè)個(gè)體來說，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息，就一個(gè)個(gè)體來說，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事？但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事？細(xì)胞分化的意義是什么？細(xì)胞分化的意義是什么？ 使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化, ,有利于提高各有利于提高各種生理功能的效率。種生理功能的效率。數(shù)量增多數(shù)量增多細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程從受精卵開始，有從受精卵開始，有些部位的細(xì)胞終生些部位的細(xì)胞終生保持分裂能力，有保持分裂能力，有的發(fā)育到一定時(shí)期的發(fā)育到一定時(shí)期停止分

3、裂停止分裂整個(gè)生命過程中整個(gè)生命過程中保持了親代和子代間遺保持了親代和子代間遺傳性狀的穩(wěn)定性。傳性狀的穩(wěn)定性。沒有細(xì)胞分化，生物體沒有細(xì)胞分化，生物體不能正常發(fā)育。不能正常發(fā)育。細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的區(qū)別細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化的區(qū)別分裂與分化的聯(lián)系：分裂與分化的聯(lián)系：通過細(xì)胞的分裂和分化，生物體才能完成生長發(fā)育和繁殖過程通過細(xì)胞的分裂和分化，生物體才能完成生長發(fā)育和繁殖過程。一一 細(xì)胞分化細(xì)胞分化( (celldifferentiation) )概念概念 ：指來：指來自于受精卵的同源細(xì)胞（一個(gè)或幾個(gè)）開始的個(gè)體發(fā)自于受精卵的同源細(xì)胞（一個(gè)或幾個(gè)）開始的個(gè)體發(fā)育過程中細(xì)胞之間逐漸產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能和

4、蛋白育過程中細(xì)胞之間逐漸產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能和蛋白質(zhì)合成等方面都具有穩(wěn)定性差異的細(xì)胞的過程。質(zhì)合成等方面都具有穩(wěn)定性差異的細(xì)胞的過程。細(xì)胞分裂使細(xì)胞細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增加數(shù)目增加細(xì)胞分化使細(xì)胞分化使細(xì)胞功能分工細(xì)胞功能分工受精卵胎兒成人細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞分裂、生長增殖增殖增殖增殖如果只有細(xì)胞增殖，沒有細(xì)胞分化，如果只有細(xì)胞增殖，沒有細(xì)胞分化，就只能形成一細(xì)胞團(tuán)，而不能形成人體。就只能形成一細(xì)胞團(tuán)，而不能形成人體。神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞: :具有傳導(dǎo)神經(jīng)信息具有傳導(dǎo)神經(jīng)信息的功能（伸出長的突起）的功能（伸出長的突起） 肌細(xì)胞肌細(xì)胞 具有收縮功能具有收縮功能（呈梭形或柱形）（呈梭形或柱形） 紅細(xì)胞紅細(xì)

5、胞 具有攜帶氧和二氧化碳的功能具有攜帶氧和二氧化碳的功能（呈圓盤狀）（呈圓盤狀） 表皮細(xì)胞表皮細(xì)胞 具有保護(hù)功能具有保護(hù)功能（呈扁平形）（呈扁平形） 分化分化分化分化分化分化分化分化細(xì)胞的分化細(xì)胞的分化繼續(xù)繼續(xù)發(fā)育發(fā)育4. 4. 可塑性：可塑性：某種組織的成體干細(xì)胞具有分化某種組織的成體干細(xì)胞具有分化為另一種組織分化細(xì)胞的潛能。為另一種組織分化細(xì)胞的潛能。不正常條件不正常條件19581958年有人在用野生胡蘿卜游離的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)的年有人在用野生胡蘿卜游離的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)中，觀察到已經(jīng)高度分化的細(xì)胞可以重新分裂而回得到胚實(shí)驗(yàn)中，觀察到已經(jīng)高度分化的細(xì)胞可以重新分裂而回得到

6、胚性細(xì)胞狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫做性細(xì)胞狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫做去分化或稱脫分化去分化或稱脫分化，然后通過再分，然后通過再分化形成根莖，最終發(fā)育成完整的新植株。化形成根莖，最終發(fā)育成完整的新植株。培養(yǎng)基中缺乏維生素培養(yǎng)基中缺乏維生素A培養(yǎng)基中富含維生素培養(yǎng)基中富含維生素A多能干細(xì)胞全能干細(xì)胞單能干細(xì)胞 已經(jīng)發(fā)生高度分化的細(xì)胞,還能像早期胚胎細(xì)胞那樣,再分化成其他細(xì)胞嗎?思考：思考：高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力，這就是力，這就是細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性。爪蟾受精卵爪蟾受精卵去細(xì)胞核去細(xì)胞核植入表皮細(xì)胞的核植入表皮細(xì)胞的核正常幼體正常幼體始終保持其分化全

7、能性的細(xì)胞核始終保持其分化全能性的細(xì)胞核正常囊胚正常囊胚將核注入到卵將核注入到卵吸出細(xì)胞核吸出細(xì)胞核培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)皿中的表皮細(xì)胞表皮細(xì)胞紫外線滅活核紫外線滅活核未受精卵未受精卵高度分化的動(dòng)物細(xì)胞高度分化的動(dòng)物細(xì)胞如乳腺細(xì)胞的核仍有全能性如乳腺細(xì)胞的核仍有全能性圖示圖示四、干細(xì)胞四、干細(xì)胞 19981998年年9 9月美國的威斯康星大學(xué)和約翰霍金斯醫(yī)月美國的威斯康星大學(xué)和約翰霍金斯醫(yī)學(xué)中心在兩個(gè)有權(quán)威的科學(xué)雜志上分別發(fā)表了在體外學(xué)中心在兩個(gè)有權(quán)威的科學(xué)雜志上分別發(fā)表了在體外成功地分離了人類胚胎干細(xì)胞成功地分離了人類胚胎干細(xì)胞, ,并在體外培養(yǎng)獲得人并在體外培養(yǎng)獲得人類胚胎干細(xì)胞系類胚胎干細(xì)胞系,

8、 ,這一科學(xué)成果震撼了整個(gè)生物界這一科學(xué)成果震撼了整個(gè)生物界. . 人類胚胎性干細(xì)胞在體外成功分離和培養(yǎng)的意義人類胚胎性干細(xì)胞在體外成功分離和培養(yǎng)的意義在于：在于：“為生物基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究提供了重要工具；為為生物基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究提供了重要工具；為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用干細(xì)胞移植治療各種疑難疾病成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用干細(xì)胞移植治療各種疑難疾病成為可能?？赡?。受受精卵及卵裂早期（桑甚胚期以前）的每一個(gè)細(xì)胞都有精卵及卵裂早期（桑甚胚期以前）的每一個(gè)細(xì)胞都有發(fā)育成一個(gè)完整機(jī)體的潛能，這些細(xì)胞稱為胚胎干細(xì)發(fā)育成一個(gè)完整機(jī)體的潛能，這些細(xì)胞稱為胚胎干細(xì)胞，它們具有發(fā)育的全能性胞，它們具有發(fā)育的全能性。正常小鼠正常小鼠

9、受精卵受精卵2 2細(xì)胞期細(xì)胞期將兩只細(xì)胞期的將兩只細(xì)胞期的鼠胚合并，也能發(fā)鼠胚合并，也能發(fā)育成一只正常的小育成一只正常的小鼠。表明哺乳類動(dòng)鼠。表明哺乳類動(dòng)物早期胚胎細(xì)胞發(fā)物早期胚胎細(xì)胞發(fā)育到細(xì)胞期仍是育到細(xì)胞期仍是全能的。全能的。圖示圖示1 1、通過骨髓移植可以有效地治療白血??；、通過骨髓移植可以有效地治療白血??；經(jīng)常獻(xiàn)血的人也不會(huì)因?yàn)檠旱臏p少而死經(jīng)常獻(xiàn)血的人也不會(huì)因?yàn)檠旱臏p少而死亡？為什么？亡？為什么？2 2、舉例說明干細(xì)胞研究的意義。、舉例說明干細(xì)胞研究的意義。造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞據(jù)報(bào)道，英國一些知名的足據(jù)報(bào)道，英國一些知名的足球球星將他們新出生的孩子球球星將他們新出生的孩子臍帶血中的

10、干細(xì)胞冷凍儲(chǔ)存臍帶血中的干細(xì)胞冷凍儲(chǔ)存起來，以便萬一他們?cè)谫悎銎饋?，以便萬一他們?cè)谫悎錾宪浌腔蚴琼g帶受到重傷，上軟骨或是韌帶受到重傷，則可以接受干細(xì)胞移植手術(shù)則可以接受干細(xì)胞移植手術(shù)治療，令受損的器官重新生治療，令受損的器官重新生長出新的細(xì)胞和組織。長出新的細(xì)胞和組織。n干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的興起，干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)的興起， 臍帶血的保存臍帶血的保存奢侈基因（奢侈基因（luxury geneluxury gene）編碼決定細(xì)胞性編碼決定細(xì)胞性狀的特異基因，對(duì)細(xì)胞自身生存無直接影響，是狀的特異基因，對(duì)細(xì)胞自身生存無直接影響，是細(xì)胞向特殊類型分化的物質(zhì)基礎(chǔ)。如血紅蛋白、細(xì)胞向特殊類型分化的物質(zhì)基礎(chǔ)。如血紅蛋白、肌動(dòng)

11、蛋白、分泌蛋白等。肌動(dòng)蛋白、分泌蛋白等。管家基因管家基因(house Keeping gene)(house Keeping gene) 維持細(xì)維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的、各類細(xì)胞共有的，對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的、各類細(xì)胞共有的，對(duì)細(xì)胞分化只起協(xié)助作用的基因。如膜蛋白、核糖胞分化只起協(xié)助作用的基因。如膜蛋白、核糖體蛋白、線粒體蛋白等。體蛋白、線粒體蛋白等。果蠅唾液腺多線染色體膨松區(qū)的變化果蠅唾液腺多線染色體膨松區(qū)的變化膨松區(qū)膨松區(qū)（一）影響細(xì)胞分化的內(nèi)在因素（一）影響細(xì)胞分化的內(nèi)在因素 卵細(xì)胞質(zhì)卵細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核的作用細(xì)胞核的作用 核質(zhì)相互作用核質(zhì)相互作用315421 神經(jīng)細(xì)胞質(zhì) 神經(jīng)細(xì)胞 2 脊索

12、細(xì)胞質(zhì) 脊髓細(xì)胞3 外胚層細(xì)胞質(zhì) 表皮4 中胚層細(xì)胞質(zhì) 肌肉骨5 內(nèi)胚層細(xì)胞質(zhì) 腺細(xì)胞及消化道上皮蛙卵蛙卵蛙受精卵的細(xì)胞質(zhì)是不均蛙受精卵的細(xì)胞質(zhì)是不均質(zhì)的，這種不均質(zhì)性質(zhì)的，這種不均質(zhì)性, , 對(duì)對(duì)胚胎的早期發(fā)育具有很大胚胎的早期發(fā)育具有很大影響，在一定程度上決定影響，在一定程度上決定細(xì)胞的早期分化細(xì)胞的早期分化以蛙為例：圖示圖示在細(xì)胞分化中，細(xì)胞核起著重要或決定性的作用。在細(xì)胞分化中，細(xì)胞核起著重要或決定性的作用。第一、遺傳物質(zhì)決定性狀，而遺傳物質(zhì)位于細(xì)胞核內(nèi)。第一、遺傳物質(zhì)決定性狀，而遺傳物質(zhì)位于細(xì)胞核內(nèi)。第二、從全能細(xì)胞第二、從全能細(xì)胞 多能細(xì)胞多能細(xì)胞 單能細(xì)胞，是細(xì)胞單能細(xì)胞，是細(xì)胞

13、核內(nèi)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。核內(nèi)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。 細(xì)胞核中的基因?qū)?xì)胞質(zhì)的代謝起調(diào)節(jié)作用；細(xì)胞核中的基因?qū)?xì)胞質(zhì)的代謝起調(diào)節(jié)作用； 細(xì)胞質(zhì)對(duì)核內(nèi)基因的活性有控制作用；細(xì)胞質(zhì)對(duì)核內(nèi)基因的活性有控制作用； 因此，核質(zhì)的作用是相互的，緊密聯(lián)系著的，因此，核質(zhì)的作用是相互的，緊密聯(lián)系著的， 共同影響著細(xì)胞分化。共同影響著細(xì)胞分化。 胚胎誘導(dǎo)胚胎誘導(dǎo) （embryonic inductionembryonic induction）在胚胎發(fā)育過程中，一部分細(xì)胞對(duì)在胚胎發(fā)育過程中，一部分細(xì)胞對(duì)鄰近的另一部分細(xì)胞產(chǎn)生影響，鄰近的另一部分細(xì)胞產(chǎn)生影響，并決定其分化方向的作用并決定其分化方向的作用稱為胚胎誘導(dǎo)

14、。稱為胚胎誘導(dǎo)。（1 1）胚胎誘導(dǎo)）胚胎誘導(dǎo) 初級(jí)誘導(dǎo)：如脊索中胚層誘導(dǎo)其表面的外胚層發(fā)初級(jí)誘導(dǎo)：如脊索中胚層誘導(dǎo)其表面的外胚層發(fā) 育神經(jīng)板；育神經(jīng)板； 次級(jí)誘導(dǎo)：如神經(jīng)板卷成神經(jīng)管后，前端膨大成次級(jí)誘導(dǎo)：如神經(jīng)板卷成神經(jīng)管后，前端膨大成 原腦，其兩側(cè)突出的視杯再誘導(dǎo)其上原腦，其兩側(cè)突出的視杯再誘導(dǎo)其上 方的外胚層形成晶狀體，為次級(jí)誘導(dǎo)方的外胚層形成晶狀體，為次級(jí)誘導(dǎo) 三級(jí)誘導(dǎo)：晶狀體再誘導(dǎo)其表面的外胚層形成角三級(jí)誘導(dǎo)：晶狀體再誘導(dǎo)其表面的外胚層形成角 膜，為三級(jí)誘導(dǎo)。膜，為三級(jí)誘導(dǎo)。脊索中胚層脊索中胚層外胚層外胚層神經(jīng)板神經(jīng)板前腦前腦-視杯視杯神經(jīng)管神經(jīng)管外胚層外胚層晶狀體晶狀體外胚層外胚層 角膜角膜 在胚胎發(fā)育晚期或胚后發(fā)育中。在胚胎發(fā)育晚期或胚后發(fā)育中。 遠(yuǎn)距離細(xì)胞之間也有相互作用。遠(yuǎn)距離細(xì)胞之間也有相互作用。如甲狀腺素可引起蝌蚪變態(tài)；如甲狀腺素可引起蝌蚪變態(tài)；性激素刺激第二性征的出現(xiàn)。性激素刺激第二性征的出現(xiàn)。激素分多肽類：與膜受體結(jié)合 第二信使調(diào)節(jié)基因活動(dòng) 甾類：與胞內(nèi)受體結(jié)合 調(diào)節(jié)基因活動(dòng) 蜥蜴的性別發(fā)育受到溫度的影響：蜥蜴的性別發(fā)育受到溫度的影響：T24T32,T32,發(fā)育為雄性個(gè)體。發(fā)育為雄性個(gè)體。