分化衰老死亡精簡版

細(xì)胞分化

在個(gè)體發(fā)育中,同源細(xì)胞通過分裂,后代細(xì)胞得形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生物化學(xué)特性等方面發(fā)生了穩(wěn)定性差異得過程。第一節(jié)細(xì)胞分化得概念(重點(diǎn))第三節(jié)細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控第二節(jié)細(xì)胞分化得機(jī)制第五節(jié)細(xì)胞分化與癌癥第四節(jié)干細(xì)胞(重點(diǎn))細(xì)胞分化得基本概念第一節(jié)分子雜交技術(shù)檢測基因及其表達(dá)

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--+胰島細(xì)胞成紅細(xì)胞輸卵管細(xì)胞卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰島素基因?qū)嶒?yàn)方法:細(xì)胞總RNANorthern雜交分子雜交技術(shù)檢測基因及其表達(dá)

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+++胰島細(xì)胞成紅細(xì)胞輸卵管細(xì)胞卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰島素基因?qū)嶒?yàn)方法:細(xì)胞總DNASouthern雜交一、細(xì)胞分化就是基因選擇性表達(dá)得結(jié)果管家基因（housekeepinggene）奢侈基因

(luxurygene)

對(duì)維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必須得,在各種細(xì)胞中都處于活動(dòng)狀態(tài)得基因稱為管家基因。管家基因如:核糖體蛋白、糖酵解酶在各種組織中有選擇性表達(dá)得基因,與各種分化細(xì)胞得特殊性狀有直接關(guān)系,但喪失這些基因?qū)?xì)胞得生存并無直接影響。奢侈基因如:表皮細(xì)胞得角蛋白、紅細(xì)胞得珠蛋白、眼晶狀體得晶體蛋白黑色素細(xì)胞1、穩(wěn)定性二、細(xì)胞分化得特點(diǎn)大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)核移植實(shí)驗(yàn)分化細(xì)胞保留著全部得核基因組,具有生物個(gè)體生長、發(fā)育所需要得全部遺傳信息。

2、全能性細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍具有產(chǎn)生完整個(gè)有機(jī)體得潛能或特性,即全能性。羊羔

“多莉”。277次乳腺細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)；獲得29個(gè)發(fā)育為8細(xì)胞的“胚”13頭代孕母親；韌皮細(xì)胞分化細(xì)胞失去其特有得結(jié)構(gòu)和功能重新具有未分化細(xì)胞特征得過程稱為去分化(dedifferentiation)。3、可去分化如腫瘤細(xì)胞,高度分化得植物細(xì)胞在高度分化得動(dòng)物細(xì)胞中,可見到從一種分化狀態(tài)變?yōu)榱硪环N分化狀態(tài)得現(xiàn)象,稱為轉(zhuǎn)分化4、可轉(zhuǎn)分化(transdifferentiation)如成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成肌細(xì)胞、再生動(dòng)物:低等生物得肢體再生增殖去分化再分化轉(zhuǎn)分化：去分化再分化根芽形成植物細(xì)胞愈傷組織染色體水平得調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平得調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平得調(diào)控翻譯水平得調(diào)控第三節(jié)細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控第二節(jié)細(xì)胞分化得機(jī)制第四節(jié)干細(xì)胞(stemcell)一類具有自我更新和分化潛能得細(xì)胞,在一定條件下,可以分化為多種功能細(xì)胞。干細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn)終末分化細(xì)胞保持未分化多向分化自我更新,無限繁殖

對(duì)稱分裂不對(duì)稱分裂根據(jù)個(gè)體發(fā)育階段,干細(xì)胞可分為具有分化為機(jī)體任何一種組織器官得潛能。如囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中得細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞機(jī)體組織中保留得一部分比較原始得細(xì)胞,一旦機(jī)體需要,這些細(xì)胞便可按發(fā)育途徑,先分裂后分化,產(chǎn)生分化細(xì)胞。受精卵細(xì)胞分裂外胚層中胚層內(nèi)胚層腦毛、齒神經(jīng)管表皮腺脊髓甲、爪軟骨骨肌肉血液髓樣組織淋巴組織泌尿生殖系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)上皮消化道上皮胰肝腺甲狀腺甲狀旁腺疏松結(jié)締組織致密結(jié)締組織多能造血干細(xì)胞人體產(chǎn)生和存儲(chǔ)造血干細(xì)胞得部位有三個(gè):大部分,骨髓采集,供者要全麻,或者其骨上鑿幾個(gè)洞血管里有少量,供者痛苦少新生兒臍帶被結(jié)扎后,胎盤內(nèi)流出得血。骨髓外周血臍帶血角蛋白角質(zhì)化細(xì)胞顆粒細(xì)胞棘細(xì)胞基底細(xì)胞基膜真皮

外界遷移細(xì)胞干細(xì)胞分裂中得干細(xì)胞核解體表皮層哺乳動(dòng)物皮膚剖面圖(示干細(xì)胞)(a)皮膚剖面按分化潛能得大小,干細(xì)胞可分為三類:能分化出該生物體內(nèi)任何一種類型細(xì)胞,具有形成完整個(gè)體得分化潛能。增殖,分化產(chǎn)生定向干細(xì)胞。定向干細(xì)胞就是各系得母細(xì)胞,由她再分化產(chǎn)生分化細(xì)胞。分裂產(chǎn)生得子細(xì)胞只能分化為單一類型得細(xì)胞。全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞胚胎細(xì)胞分化得潛能與決定受精卵各器官細(xì)胞全能細(xì)胞多能細(xì)胞單能細(xì)胞各胚層細(xì)胞干細(xì)胞轉(zhuǎn)移至受損器官，分化成特定細(xì)胞類型參與組織重建利用干細(xì)胞轉(zhuǎn)分化外胚層中胚層內(nèi)胚層腦毛、齒神經(jīng)管表皮腺脊髓甲、爪軟骨骨肌肉血液髓樣組織淋巴組織泌尿生殖系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)上皮消化道上皮胰肝腺甲狀腺甲狀旁腺疏松結(jié)締組織致密結(jié)締組織第五節(jié)細(xì)胞分化與癌變瘤細(xì)胞為什么會(huì)發(fā)生？白血病治療全反式維甲酸誘導(dǎo)分化治療畸胎瘤細(xì)胞得轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)小鼠囊胚植入小鼠睪丸囊下面(胚胎組織生長紊亂)轉(zhuǎn)移腎淋巴結(jié)處,形成畸胎瘤注入小鼠正常胚泡,與宿主內(nèi)細(xì)胞團(tuán)合并移入假孕母鼠子宮,發(fā)育成正常小鼠腫瘤干細(xì)胞存在于腫瘤組織中、極小一部分具有干細(xì)胞性質(zhì)得細(xì)胞群體,具有自我更新得能力,就是形成不同分化程度腫瘤細(xì)胞和腫瘤不斷擴(kuò)大得源泉。總結(jié)細(xì)胞分化相關(guān)基本概念干細(xì)胞特點(diǎn)及分類腫瘤干細(xì)胞細(xì)胞分化特點(diǎn)李杰細(xì)胞得衰老與死亡第十五章機(jī)體細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸衰退得總現(xiàn)象。細(xì)胞衰老(cellularaging)1、Hayflick

limitation細(xì)胞,至少就是培養(yǎng)得細(xì)胞,不就是不死得,而就是有一定得壽命,她們得增殖能力不就是無限得,而就是有一定得界限,這就就是Hayflick界限。一、細(xì)胞得壽命2、體外傳代數(shù)與物種得壽命相關(guān)物種壽命(年)細(xì)胞可傳代數(shù)小鼠

3

12雞

30

25龜

200

140

3、與細(xì)胞來源個(gè)體得年齡成反比

胚胎

細(xì)胞可傳代數(shù)年齡

40-60新生兒20-4015歲以上

10-30早老癥患者2-10早老癥兒童與正常兒童得比較嬰幼兒早衰癥:1歲時(shí)衰老,壽命12~18歲,患者DNA解旋酶發(fā)生突變Hutchinson-GilfordsyndromeRegeneration代表壽命NO神經(jīng)元細(xì)胞、肌細(xì)胞最長慢更新肝細(xì)胞、胃壁細(xì)胞、腎細(xì)胞較長快更新表皮細(xì)胞、紅細(xì)胞、毛囊細(xì)胞短4、同一機(jī)體不同類型細(xì)胞得壽命體外培養(yǎng)得年輕和老人成纖維細(xì)胞得顯微形態(tài)二、細(xì)胞衰老得特征細(xì)胞衰老得表現(xiàn)細(xì)胞膜凝膠態(tài)或固態(tài)、裂隙;通透性,選擇性下降;信號(hào)傳導(dǎo)受損,連接協(xié)作減少、降低結(jié)構(gòu)和功能變化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體囊泡腫脹,扁平囊泡斷裂崩解,分泌及運(yùn)輸功能衰退溶酶體膜損傷,殘余小體增加,消化功能下降細(xì)胞骨架微管、微絲、核骨架改變細(xì)胞核核膜內(nèi)折至崩解,染色質(zhì)固縮,端粒損失蛋白質(zhì)合成速率下降,某些與衰老相關(guān)得蛋白增加排列無序,膜膨脹、崩解,核糖體減少,合成能力下降老年斑細(xì)胞衰老時(shí)出現(xiàn)得一種棕黃色得小體,主要成分就是不溶性得蛋白顆粒,在電鏡下可見就是由單位膜包裹得。在衰老得神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞中較多。脂褐質(zhì)(lipofuscin)1、損傷修復(fù)學(xué)說

2、衰老基因?qū)W說

3、端粒與端粒酶學(xué)說

4、自由基得學(xué)說三、細(xì)胞衰老得學(xué)說第二節(jié)細(xì)胞得死亡一、細(xì)胞凋亡得生物學(xué)意義1.清除衰老，病理細(xì)胞2.胚胎發(fā)育3.免疫系統(tǒng)4.皮膚1、清除衰老,病理細(xì)胞程序性細(xì)胞死亡在小鼠腳趾形成中得作用2、胚胎發(fā)育與個(gè)體成熟蝌蚪向蛙發(fā)育得變態(tài)反應(yīng)中程序性細(xì)胞死亡得作用T-cellselectionforappropriateTCR3、免疫系統(tǒng)4、皮膚防御二、細(xì)胞死亡形式程序性死亡(Programmedcelldeath,PCD)細(xì)胞在特定時(shí)間范圍內(nèi),按照基因程序控制下得細(xì)胞死亡過程,具有嚴(yán)格得基因時(shí)控性和細(xì)胞選擇性。細(xì)胞凋亡(Apoptosis)在一定得生理?xiàng)l件下,細(xì)胞在基因調(diào)控下,遵循自身得程序,自己結(jié)束其生命得過程。最后細(xì)胞脫落、離體或裂解為若干凋亡小體,被臨近細(xì)胞或吞噬細(xì)胞吞噬。

細(xì)胞凋亡時(shí),細(xì)胞膜內(nèi)陷將細(xì)胞自行分割成多個(gè)外有膜包裹、內(nèi)容物不外泄得小體。凋亡小體(apoptoticbody)細(xì)胞壞死(Necrosis)就是由于某些外部因素,如:局部缺血、高熱以及物理、化學(xué)損傷和生物得侵襲等,造成細(xì)胞急速死亡而結(jié)束其生命。又稱為意外死亡或病理性死亡。三、細(xì)胞凋亡得特征NecrosisApoptosisVS細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死誘導(dǎo)因素生理因素及弱刺激強(qiáng)烈刺激1、細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞內(nèi)容物細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死無釋放釋放細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞數(shù)量單個(gè)細(xì)胞丟失成群細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死完整不完整膜完整性細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死無明顯變化腫脹破壞細(xì)胞器細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死染色質(zhì)凝聚成半月狀稀疏呈網(wǎng)狀細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞形狀形成凋亡小體破裂成碎片細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死核DNA有控降解隨機(jī)降解細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死基因調(diào)控有無細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死后果不引起炎癥反應(yīng)引起強(qiáng)烈得炎癥反應(yīng)細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死意義生理死亡方式病理死亡方式細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死得區(qū)別類別細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死死亡原因誘導(dǎo)因素生理因素及弱刺激急性強(qiáng)力傷害死亡延續(xù)時(shí)間數(shù)小時(shí)潛伏期多沒有潛伏期死亡過程基因調(diào)控有無能量需要不需要細(xì)胞形狀皺縮成凋亡小體腫脹破裂成碎片細(xì)胞器無明顯變化腫脹破壞染色質(zhì)凝集成半月狀稀疏成網(wǎng)狀核DNA有序降解隨機(jī)降解膜完整性完整破裂細(xì)胞內(nèi)容物無釋放釋放死亡結(jié)局炎癥反應(yīng)無有斑痕無有死亡意義主動(dòng)得、生理性死亡被動(dòng)得、病理性死亡細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死比較凋亡小體得形成凋亡小體逐漸為鄰近得細(xì)胞吞噬并消化凋亡起始:細(xì)胞表面得特化結(jié)構(gòu)如微絨毛消失,細(xì)胞間接觸得消失,但細(xì)胞膜依然完整;線粒體大體完整,但核糖體逐漸從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫離,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔膨脹,并逐漸與質(zhì)膜融合;染色質(zhì)固縮,形成新月形帽狀結(jié)構(gòu)等形態(tài),沿著核膜分布。2、細(xì)胞凋亡得形態(tài)學(xué)特征凋亡細(xì)胞得形態(tài)結(jié)構(gòu)正常細(xì)胞凋亡細(xì)胞3、細(xì)胞凋亡得生化特征3、1Caspase(半胱氨酰天冬氨酸蛋白酶)活性被激活本質(zhì):蛋白酶切割位點(diǎn):Asparaticacid活性位點(diǎn):CysteineCysteineAsparaticacidspecificproteaseAsp-Glu-Val-Asp3、2核酸內(nèi)切酶活性被激活DNAladder細(xì)胞核內(nèi)得DNA被核酸內(nèi)切酶特異地在核小體連接段間降解,產(chǎn)生若干由180-200bp及其不同倍數(shù)組成得寡核苷酸片斷。這些DNA片斷在瓊脂糖凝膠電泳時(shí)呈現(xiàn)梯狀DNA區(qū)帶圖譜(DNAladder),這就是最典型得凋亡指標(biāo)。細(xì)胞色素c誘導(dǎo)得凋亡細(xì)胞DNA電泳圖1、細(xì)胞色素c誘導(dǎo)0h2、細(xì)胞色