細胞分化與癌細胞10PPT學習教案

1、會計學1第1頁/共42頁一、一、 細胞分化細胞分化(Cell differentiation)(Cell differentiation)第2頁/共42頁第3頁/共42頁（四）細胞分化的機理（四）細胞分化的機理第4頁/共42頁1.1.細胞的全能性細胞的全能性(totipotency)(totipotency)第5頁/共42頁植物細胞具有全能性，在適宜的條件下可培育成正常的植株植物細胞具有全能性，在適宜的條件下可培育成正常的植株 1. Plant cells第6頁/共42頁在動物體中，隨細胞分化程度的提高，細胞分化潛能越在動物體中，隨細胞分化程度的提高，細胞分化潛能越來越窄，但它們的細胞核任保持

2、著原有的全部遺傳物質。來越窄，但它們的細胞核任保持著原有的全部遺傳物質。 動物細胞核移植動物細胞核移植(Nuclear transfer)實驗證明細胞核具有發(fā)育全能性實驗證明細胞核具有發(fā)育全能性第7頁/共42頁The sheep star: DollyDolly: A lamb with no father 第8頁/共42頁克隆能給人類帶來什么？克隆能給人類帶來什么？克隆動物是未來的制藥廠克隆動物是未來的制藥廠克隆的愛因斯坦會懂克隆的愛因斯坦會懂“相對論相對論”嗎嗎第9頁/共42頁 細胞總細胞總 DNA 細胞總細胞總 RNA 輸 卵 管輸 卵 管細胞細胞 成紅細成紅細胞胞 胰島細胰島細胞胞 輸

3、 卵 管輸 卵 管細胞細胞 成 紅 細成 紅 細胞胞 胰島細胰島細胞胞 卵清蛋白基卵清蛋白基因因 + + + + - - - - - -珠蛋白珠蛋白基因基因 + + + - - + - - 胰島素基因胰島素基因 + + + - - - - + 實驗方法 Southern 雜交 Northern 雜交 分子雜交技術檢測基因及其表達分子雜交技術檢測基因及其表達第10頁/共42頁組織特異性基因與當家基因組織特異性基因與當家基因第11頁/共42頁第12頁/共42頁2 2、干細胞、干細胞stem cellstem cell第13頁/共42頁(1) Embryonic stem cells 第14頁/共4

4、2頁嗜酸性粒細胞嗜酸性粒細胞單核細胞單核細胞嗜中性粒細胞嗜中性粒細胞紅細胞紅細胞巨嗜細胞巨嗜細胞嗜堿性粒細胞嗜堿性粒細胞B細胞細胞T細胞細胞(2) Adult stem cells第15頁/共42頁干細胞分化是個連續(xù)的過程：干細胞干細胞分化是個連續(xù)的過程：干細胞- -祖細胞（發(fā)育和分化中喪失自我更新能力保留多細胞譜系分化潛能）祖細胞（發(fā)育和分化中喪失自我更新能力保留多細胞譜系分化潛能）- -前體細胞（分化命運已經(jīng)決定功能尚未成熟）前體細胞（分化命運已經(jīng)決定功能尚未成熟）- -不再分化的終末細胞不再分化的終末細胞按照發(fā)生學來源：胚胎干細胞和成體干細胞按照發(fā)生學來源：胚胎干細胞和成體干細胞按照分化

5、潛能的大小，分為三種：按照分化潛能的大小，分為三種： 全能干細胞全能干細胞(embryo stem cell)(embryo stem cell)：具有分化成多種細胞類型及構建組織的潛能具有分化成多種細胞類型及構建組織的潛能 多能干細胞：分化出多種組織細胞的潛能，但其發(fā)育潛能受到限制，失去了發(fā)育成完整個體的能力，如造血干細胞。多能干細胞：分化出多種組織細胞的潛能，但其發(fā)育潛能受到限制，失去了發(fā)育成完整個體的能力，如造血干細胞。 單能干細胞（單能干細胞（monopotential cell）只分化出某一細胞類型的干細胞，如表皮干細胞。）只分化出某一細胞類型的干細胞，如表皮干細胞。第16頁/共42

6、頁（二）干細胞的基本特征（二）干細胞的基本特征（1）形態(tài)特征：一般呈圓形或橢圓形，體積較小，核質比較大。）形態(tài)特征：一般呈圓形或橢圓形，體積較小，核質比較大。（2）生化特征：端粒酶活性高，一般具有較異的細胞表面標志。）生化特征：端粒酶活性高，一般具有較異的細胞表面標志。（3）增殖特征：細胞增殖較為緩慢，有時具有自我更新能力。）增殖特征：細胞增殖較為緩慢，有時具有自我更新能力。（三）胚胎干細胞及其應用（三）胚胎干細胞及其應用For repairing tissue damage caused by disease or injury, including: Diseases that impai

7、r brain function, such as Alzheimers disease and Parkinsons disease Spinal cord injuries Blood diseases, including leukemias Burns 細胞移植、基因治療、藥物篩選和毒性檢測、促進對生物發(fā)育機制的研究細胞移植、基因治療、藥物篩選和毒性檢測、促進對生物發(fā)育機制的研究第17頁/共42頁Production of differentiated cells from mouse ES cells in culture.ES細胞：來源于胚泡期內細胞團，具有無限增殖能力，理論上細胞

8、：來源于胚泡期內細胞團，具有無限增殖能力，理論上分化為分化為200多種細胞，形成生物體各組織器官的能力。多種細胞，形成生物體各組織器官的能力。第18頁/共42頁Stem cells migrate to sites of organ damage and differentiate to cell types competent to participate in tissue regeneration.利用干細胞可塑性利用干細胞可塑性第19頁/共42頁二二 癌細胞癌細胞(Cancer cell)(Cancer cell)黑色素肉瘤侵襲黑色素肉瘤侵襲正常肝組織正常肝組織第20頁/共42頁（一）

9、（一）癌細胞的主要癌細胞的主要特征特征前列腺前列腺腎臟腎臟白血病白血病胰腺胰腺卵巢卵巢腦腦黑色素黑色素直腸直腸結腸結腸淋巴癌淋巴癌乳腺癌乳腺癌第21頁/共42頁第22頁/共42頁第23頁/共42頁體外培養(yǎng)的惡性轉化細胞的特征體外培養(yǎng)的惡性轉化細胞的特征第24頁/共42頁正常細胞以單層方式生正常細胞以單層方式生長長癌細胞層疊生癌細胞層疊生長長第25頁/共42頁第26頁/共42頁（二）、致癌因子及癌基（二）、致癌因子及癌基因學說因學說第27頁/共42頁化學致癌因子化學致癌因子物理致癌因子物理致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子苯并苯并芘芘去氨基化去氨基化食物感染食物感染吸煙吸煙去氨基化去氨基化體內體內

10、反應，反應，如肝如肝代謝代謝陽光照射陽光照射第28頁/共42頁基因芯片技術技術在基因芯片技術技術在癌癥診斷中的應用癌癥診斷中的應用圖示兩種白血病的表達深藍色代表低表達；深紅色代表高表達；列代表不同的樣本數(shù)據(jù)急性淋巴母細胞白血病急性淋巴母細胞白血病急性骨髓性白血病急性骨髓性白血病第29頁/共42頁在導致結腸癌發(fā)生的細胞譜系中，各種可能的遺傳改變順序之一。癌癌正常結正常結腸細胞腸細胞細胞生細胞生長加速長加速早期腺早期腺瘤瘤中期腺中期腺瘤瘤晚期腺晚期腺瘤瘤轉移轉移第30頁/共42頁(三三)、癌癥產(chǎn)生是基因突變積累和自然選擇的結果、癌癥產(chǎn)生是基因突變積累和自然選擇的結果第31頁/共42頁癌基因（癌基因

11、（oncogenesoncogenes）：）：v-v-onc onc and c-and c-onconc 抑癌基因（抑癌基因（tumor-suppressor genetumor-suppressor gene）Rb p53Rb p53 特特 點點 原癌基因原癌基因 抑癌基因抑癌基因 基因屬性基因屬性 細胞增殖必需 細胞分化必需 致癌方式致癌方式 基因突變激活、異常表達 基因缺失或失活Rous(1911)發(fā)現(xiàn)雞的致癌RNA病毒；1963年發(fā)現(xiàn)RSV突變株：tsRSV 雞成纖維細胞40C37C細胞正常 病毒正常繁殖細胞癌變 病毒正常繁殖tdRSV 雞成纖維細胞40C37C細胞正常 細胞正常 病

12、毒正常繁殖病毒正常繁殖 v-oncogenetdRSV3端缺失15002000bp;不影響病毒復制，但影響細胞轉化第32頁/共42頁1976年發(fā)現(xiàn)，正常雞細胞核DNA中，具有與V-onc的同源序列，稱正常細胞中的同源序列為原癌基因（protooncogene）,或C-oncogene.v-onc和和c-onc的關系的關系：c-onc來自來自v-onc. 理由如下:1、v-onc對病毒復制和生存都是不必要的；而c-onc對細胞重要功能和活動不可缺少；提示c-onc是進化中保存下來的細胞重要結構元件。2、發(fā)現(xiàn)的30種c-onc是依靠病毒的v-onc探針找到的；并不是所有c-onc都有對應的同源v-

13、onc。3、v-src缺失3/4不能致癌的RSV,注入雞體內，發(fā)現(xiàn)缺失的v-src與c-src發(fā)生重組，v-src回復并致癌。抑癌基因（tumor suppressor gene）Harris(1968):癌細胞系與同組織正常細胞融合雜交細胞無惡性表型，也不致癌； 隨著染色體丟失則可能恢復致癌（Rb13q14.1）.第33頁/共42頁第34頁/共42頁第35頁/共42頁調節(jié)區(qū)調節(jié)區(qū)原癌基原癌基因因突變或缺突變或缺失失基因編碼的蛋白發(fā)基因編碼的蛋白發(fā)生結構或功能改變生結構或功能改變原癌基原癌基因編碼因編碼的蛋白的蛋白重排的重排的DNA調調控序列控序列改變下改變下游基因游基因表達表達基因編碼蛋基因

14、編碼蛋白合成增加白合成增加突變或缺失突變或缺失基因編碼蛋白合成增加基因編碼蛋白合成增加合成的蛋白含有合成的蛋白含有其他基因的編碼其他基因的編碼片段，這樣的融片段，這樣的融合蛋白不再受到合蛋白不再受到正常的調控正常的調控蛋白質編碼的基蛋白質編碼的基因有關重排與原因有關重排與原癌基因片段融合，癌基因片段融合，形成一個融合基形成一個融合基因因第36頁/共42頁突變的腫瘤突變的腫瘤抑制基因抑制基因腫瘤抑制基腫瘤抑制基因的兩個同因的兩個同源拷貝都發(fā)源拷貝都發(fā)生突變生突變生長失生長失控控細胞正常生細胞正常生長長細胞正常生細胞正常生長長細胞細胞正常正常生長生長細胞正常生細胞正常生長長原癌基因原癌基因細胞正常生細胞正常生長長原癌基原癌基因突變因突變?yōu)榘┗鶠榘┗蛞蛏L失控生長失控第37頁/共42頁(四四)、癌癥能治療嗎、癌癥能治療嗎第38頁/共42頁第39頁/共42頁1何謂細胞分化？為什麼說細胞分化是基因選擇性表達的結果？2組織特異性基因的表達是如何調控的？3影響細胞分化的因素有哪些？請予說明。4說明癌癥的發(fā)生與癌基因和抑癌基因的關系。5為什麼說腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸積累的結果？6如何理解真核細胞基因表達調控的