胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化

胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化演示文稿當前1頁，總共54頁。（優(yōu)選）胚胎發(fā)育的細胞增殖和分化當前2頁，總共54頁。概述當前3頁，總共54頁。胚胎發(fā)育過程：細胞生長分化識別遷移死亡功能表達組織和器官的形成等當前4頁，總共54頁。

細胞增殖：細胞數(shù)量的增加

細胞分裂

細胞分化：不同類型細胞的形成

形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生專一性的改變當前5頁，總共54頁。6ProliferationofeukaryoticcellCellgrowthDNAreplicationCelldivisionWhatiscellcycle?細胞周期,---從上一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的整個過程。一、細胞增殖當前6頁，總共54頁。7PhasesofthecellcycleG1phaseSphaseG2phaseMphase當前7頁，總共54頁。8Phaseofcellcycle

M-PhaseMitosisCytokinesisInterphaseG1=GapbetweenMandSS=Synthesis(DNAandcentrosomesreplicated)G2=GapbetweenSandM當前8頁，總共54頁。9CellCycleRegulation

Cyclins

CyclinDependentKinases(CDKs)

CyclinDependentKinasesInhibitors(CDKIS)當前9頁，總共54頁。勒蘭德·哈特韋爾發(fā)現(xiàn)了大量控制細胞周期的基因，其中一種被稱為“START”的基因?qū)刂聘鱾€細胞周期的最初階段具有決定性的作用。保羅·納斯的貢獻是，在哈特韋爾的基礎上，通過基因與分子法發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)細胞周期的一種關鍵物質(zhì)CDK（細胞周期蛋白依賴激酶），CDK是通過對其他蛋白質(zhì)的化學作用來驅(qū)動細胞周期的。蒂莫西·亨特的貢獻是首次發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)CDK功能的物質(zhì)CYCLIN（細胞周期蛋白）。當前10頁，總共54頁。11TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001wasawardedjointlytoLelandH.Hartwell,TimHuntandSirPaulM.Nurse"fortheirdiscoveriesofkeyregulatorsofthecellcycle".LelandH.HartwellTimHuntSirPaulM.Nurse當前11頁，總共54頁。①連續(xù)分裂細胞，在細胞周期中連續(xù)運轉(zhuǎn)因而又稱為周期細胞，如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞。

②休眠細胞暫不分裂，但在適當?shù)拇碳は驴芍匦逻M入細胞周期，稱G0期細胞，如淋巴細胞、肝、腎細胞等。

③不分裂細胞，指不可逆地脫離細胞周期，不再分裂的細胞，又稱終端細胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等等。成體細胞分裂當前12頁，總共54頁。胚胎時期細胞分裂早期：卵裂當前13頁，總共54頁。當前14頁，總共54頁。1.細胞在兩次分裂之間沒有生長期，細胞體積并不增大，基因在早期不表達。2.致密化：細胞核和細胞質(zhì)的比值迅速增加，細胞之間的粘附加強。3.細胞周期是連續(xù)的S期和M期的交替。胚胎時期細胞分裂早期：卵裂當前15頁，總共54頁。桑葚胚:致密化極性當前16頁，總共54頁。17Stagesofmouseandhumanpreimplantationdevelopment.(TE:trophectoderm;ICM:innercellmass;EPI:epiblast;PE:primitiveendoderm)當前17頁，總共54頁。18當前18頁，總共54頁。19CockburnK,RossantJ.Makingtheblastocyst:lessonsfromthemouse.JClinInvest.2010,120(4):995-1003.當前19頁，總共54頁。20異常卵裂卵裂時間延遲:植入失敗不規(guī)則卵裂:胚胎異常發(fā)育多精受精:多倍體，最終死亡或畸形單卵雙胎或多胎:兩個胚泡，單獨的羊膜和絨毛膜；兩個內(nèi)細胞群，單獨的羊膜，共有絨毛膜和胎盤；兩個原條，共有羊膜和絨毛膜當前20頁，總共54頁。21當前21頁，總共54頁。22Siamesetwins當前22頁，總共54頁。23早期胚胎發(fā)育的調(diào)控Beforegenomeactivation母源作用基因(miRNAs,transcriptionalfactors,DNAmethyltransferase,…)Aftergenomeactivation

Transcriptionalfactors(Cdx2,Oct4…)HeatshockproteinsCytokines…當前23頁，總共54頁。24當前24頁，總共54頁。25Cdx2Oct4Oct-4:許多基因的轉(zhuǎn)錄因子特異性表達于全能細胞中當前25頁，總共54頁。26當一個細胞分裂有絲分裂產(chǎn)生兩個“染色體完全相同的子細胞”。SO,HOWDOTHESECELLSBECOMEDIFFERENTFROMONEANOTHER?當前26頁，總共54頁。27二、細胞分化細胞分化是指合子發(fā)育成為個體的過程中細胞之間逐漸產(chǎn)生穩(wěn)定差異的過程。發(fā)育生物學研究之核心。當前27頁，總共54頁。28在細胞分化的基礎上，胚胎逐漸產(chǎn)生出許多不同的組織、器官和系統(tǒng)，協(xié)調(diào)地組成一個復雜、精巧、能自主生活的生命個體。當前28頁，總共54頁。29在細胞之間出現(xiàn)可識別的形態(tài)和功能差異之前，細胞已經(jīng)具備向特定方向分化，最終形成具有一定表型特征細胞的能力，這種細胞的發(fā)育選擇稱為細胞決定。決定先于分化。細胞決定的主要標志是細胞內(nèi)部開始合成特異性的蛋白質(zhì)。細胞決定與細胞分化當前29頁，總共54頁。30CytoplasmicDeterminantsandInductiveSignalsAnegg’scytoplasmcontainsRNA,proteins,andothersubstancesthataredistributedunevenlyintheunfertilizedegg.Cytoplasmicdeterminantsarematernalsubstancesintheeggthatinfluenceearlydevelopment.Asthezygotedividesbymitosis,cellscontaindifferentcytoplasmicdeterminants,whichleadtodifferentgeneexpression.當前30頁，總共54頁。31(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermNucleus當前31頁，總共54頁。32(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteNucleus當前32頁，總共54頁。33(a)CytoplasmicdeterminantsintheeggTwodifferentcytoplasmicdeterminantsUnfertilizedeggcellSpermFertilizationZygoteMitoticcelldivisionTwo-celledembryoNucleus當前33頁，總共54頁。34(b)InductionbynearbycellsSignalmolecule(inducer)SignaltransductionpathwayEarlyembryo(32cells)NUCLEUSSignalreceptor當前34頁，總共54頁。35TotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotentPluripotentUnipotentDifferentiatedTotipotent→Pluripotent→Unipotent→Differentiated當前35頁，總共54頁。36細胞分化的影響因素基因的調(diào)控細胞之間的作用激素環(huán)境因素當前36頁，總共54頁。受精卵發(fā)育形成的細胞含有相同基因但在發(fā)育中只有5-10%基因表達(人類基因總數(shù)約3萬--5萬)且表達的基因差異較大Why?基因的調(diào)控當前37頁，總共54頁。38基因的調(diào)控管家基因(house-keepinggenes)：是指所有細胞中均要表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等。(Helper)奢侈基因(Luxurygene)：即組織特異性基因（tissue-specificgenes），是指不同類型細胞中特異性表達的基因，指導產(chǎn)生細胞分化時出現(xiàn)的各種特異蛋白。(Determinant)當前38頁，總共54頁。39當前39頁，總共54頁。40ExampleMyoblastsproducemuscle-specificproteinsandformskeletalmusclecellsMyoDisoneofseveral“masterregulatorygenes”thatproduceproteinsthatcommitthecelltobecomingskeletalmuscleTheMyoDproteinisatranscriptionfactorthatbindstoenhancersofvarioustargetgenes當前40頁，總共54頁。41EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFF當前41頁，總共54頁。42EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)當前42頁，總共54頁。43EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoD當前43頁，總共54頁。44EmbryonicprecursorcellNucleusOFFDNAMasterregulatorygenemyoDOthermuscle-specificgenesOFFOFFmRNAMyoDprotein(transcriptionfactor)Myoblast(determined)mRNAmRNAmRNAmRNAMyosin,othermuscleproteins,andcellcycle–blockingproteinsPartofamusclefiber(fullydifferentiatedcell)MyoDAnothertranscriptionfactor當前44頁，總共54頁。當前45頁，總共54頁。46細胞之間的作用細胞誘導細胞抑制微環(huán)境：細胞外基質(zhì)當前46頁，總共54頁。47細胞誘導Inductionistheprocessbywhichonegroupofcellsproducesasignalthatdeterminesthefateofasecondgroupofcells.當前47頁，總共54頁。48當前48頁，總共54頁。49細胞外基質(zhì)

Extracellularmatrix(ECM)ECMcancontrolthedifferentiationbyinfluencingtheintracellulargeneexpressionsviasignaltransduction.當前49頁，總共54頁。ExogenousECMpreventstheinhibitionofskeletalmuscledifferentiationbyproteoglycansynthes