医学细胞生物学 14最新最完整的课件 第十二章 细胞分化[可修改版ppt]

例如，有些细胞增殖低下,分化不良可导 致组织器官发育不全细胞过度增殖, 分化不全 可导致恶性肿瘤的发生。
细胞若不能进行正常分化, 同样导致机体 内特定的组织器官的结构形成、功能和代谢异 常。
从基因水平看细胞增殖分化异常, 实际上 是细胞增殖分化基因的调控异常。
细胞分化有时间上的分化和空间上的分 化。一种细胞在不同的发育阶段有不同的形 态和功能改变, 这是时间上的分化。
所以细胞分化的研究，不但是发育生 物学的一个核心问题，同时也是细胞生物 学和医学实践的重要基础理论问题。
第一节 细胞分化的基本概念 一、细胞决定与细胞分化 二、细胞分化的概念 三、细胞分化的特点
（一）稳定性 （二）可逆性 （三）全能性 （四）分化细胞来自共同的母细胞——受精 卵，而后形成各层次的干细胞 （五）时间和空间上的分化 （六）普遍性
四、单细胞生物和多细胞生物的细胞分 化
（一）单细胞生物的细胞分化 （二）多细胞生物的细胞分化
一、细胞决定与细胞分化
一般情况下，细胞在发生可识别的形态变化之前，就已受到约束而向着特定的 Nhomakorabea向分化，这
时细胞内部已发生了变化，确定了未来发育命运，
即所谓细胞决定（cell determination）。
细胞在这种被称为决定的状态下，分化的 方向一般不再改变，沿着特定类型分化的能力 已稳定下来。在动物组织中,细胞分化的一个 普遍原则是：一个细胞一旦转化为一个稳定的 类型后,就不能逆转到未分化状态。这种逆转 是相对的，不可能在自然情况下发生去分化。
医学细胞生物学 14 年最新最完整的课 件 第十二章 细胞分
化
人类成人的机体由多种细胞组成,虽然所构成 的形态结构、生理功能并在代谢上有别的不同组 织器官和系统,但它们都源于同一细胞——受精卵。
从受精卵发育成生物个体是通过细胞分裂和 细胞分化来实现的。
细胞是在细胞增殖过程中进行分化，细 胞分裂是细胞分化的基础, 通过分裂增加细 胞的数目。
细胞分化过程基本上是不可逆的，因此 个体发育也是不可逆的。
三、细胞分化的特点
（一）稳定性
稳定性是细胞分化的一个最显著的特点。 在高等生物中，一旦分化启动，诱导分化的因 子即使不存在时，分化仍可继续进行，而且分 化状态将是十分稳定的，并能通过许多细胞世 代。
例如，神经细胞在机体的整个生命过程中 始终保持着稳定分化状态，而不再进行分裂； 黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色 素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细 胞而不会变成其他类型的细胞。
这是由于当细胞分化时，某一类型细胞 仅有某些基因被激活，结果导致各类细胞合 成其特有的蛋白质，以执行其不同的功能。
近年来，虽然已从细胞和分子水平上来 研究发育生物学，但从一个简单的受精卵如 何转变成具有高度复杂性和结构性的胚胎， 并未完全搞清楚。
因此，阐明细胞的分化机制对了解个体 发育、基因的表达与调控以及癌的发生与防 治都具有重要意义。
个体发育是通过细胞分裂、细胞分化和 细胞死亡三种生命活动实现的。细胞分化产 生的原因是由于基因选择性表达，即基因的 差异导致了形态、功能各异的细胞。因此， 细胞分化是细胞命运决定过程中，基因组基 因循序差次（选择性）表达的结果。
例如，红细胞呈两面凹的圆饼状，含有 血红蛋白，具有携带氧气和二氧化碳的功能； 肌细胞呈柱形和梭形，合成肌动蛋白和肌球 蛋白，具有收缩功能。
二、细胞分化的概念
细 胞 分 化 (cell differentiation) 是 指 在个体发育过程中细胞之间产生形态结构、 生理功能和生物化学特性稳定差异的过程。 因此，常将细胞的形态结构、生理功能和生 化特征作为识别细胞分化的三项指标。
凡在形态、结构、功能上有了稳定差异 的细胞称为分化细胞( noble cells)。受精 卵是它们共同的母细胞，分化细胞保持了全 部基因组，分化程度决定其可逆程度，分化 细胞彼此之间形态、结构、功能的不同是由 于其拥有不同的蛋白质。
在胚胎细胞分化上，决定先于分化，而 分化则是决定稳定发展的结果；决定是细胞 预先做出了发育的选择，而分化是细胞在形 态、结构、功能方面的稳定差异。
决定和分化两者都是生命运行过程，都 经历起始、发展、稳定的阶段，是细胞发育 的综合反应。
在发育遗传学上，亲代细胞内的基因编 码程序和环境指令限定了胚胎细胞决定和分 化进程。
例如，骨髓内血细胞的发生过程。
而来源于同一种细胞的子细胞因所处 的位置不同, 其形态和功能也不一样, 这 是空间上的分化。
例如，外胚层来源的细胞可发育成表 皮细胞或神经细胞等。
细胞分化是选择性转录的结果。细胞分 化不仅发生在个体发育中，在人体中由多能 造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过 程，在每个人的一生中都在进行着。
（二）可逆性
细胞分化是一个相对稳定和持久的过程， 不会自发的逆转，但在一定的条件下，高度分 化的细胞可以重新分裂而回到胚胎性细胞状态， 这 种 现 象 叫 做 去 分 化 （ dedifferentiation ） 或称脱分化，也称细胞分化的可逆性。
研究细胞决定和分化的常用实验方法是 通过手术或药物实验来干扰动物的发育，从 所导致的异常结果来推断和验证正常的作用 机制及发育过程，是阐明发育机制的主要途 径。
细胞移植是常用的一种实验手段， 通过细胞移植可以研究各胚层分化和决 定的时间，研究环境对细胞分化与决定 的影响等。
细胞决定和分化的关系：
例如，人从一个受精卵发育成为成年人 细胞数目可达2×1014个；通过细胞分化产生 各种不同细胞类型，例如神经细胞、肌肉细 胞、肝细胞、表皮细胞等。
细胞的分化与增殖相互关联, 又有不同 之处, 增殖与分化在细胞生命活动中是紧密 相连的，细胞一方面发生分化, 一方面增殖, 但不断增殖的细胞并不一定都能得到或具有 分化的潜能。
反之，在一定条件下发生逆转去分化现象。 例如，一个离体培养的皮肤上皮细胞，保持为 上皮细胞而不转变为其他类型的细胞。
细胞分化是一种持久性的变化，发生在生 物体的整个生命进程之中，但在胚胎时期达到 最大限度，成为最重要的过程之一。
多细胞动物个体在发育过程中，受精卵 产生的同源细胞，在形态、功能和蛋白质合 成等三个方面均出现很大的差异。