1998年以后的大型哺乳动物的体细胞核移植克隆技 术，进一步证明已分化细胞的核具有全能性。
胚 胎 干 细 胞 用于 治 疗 性 克 隆 面临难题：
技术
伦理
在特定条件下已分化的细胞也能重新成为
未分化细胞。
？Yamanaka factors
!
山中因子
(本质？)
组织干细胞=成体干细胞 adult stem cell： 成体组织中具有多向或单向分化潜能的细胞。
细胞分化
第一节 细胞分化能力 第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
第三节 干细胞和祖细胞的特征 第四节 细胞分化的调节 第五节 细胞分化与疾病
第一节 细胞的分化能力
一、细胞分化的潜能随分化进程逐渐受限
概念和名词：
分化潜能 全能性、多能性和单能性 胚胎干细胞和组织干细胞 去分化和转分化
终末分化细胞的单能性与其核的全能性
一个受精卵如何变成一个孩子？
？
人体细胞 总数：1014 类型：200多种
细胞可以通过增殖 (proliferation)来 增加数目，
那么细胞通过什么方法来增加细胞 种类，即改变其形态结构和功能呢？
细胞分化 （Cell Differentiation)
由同源细胞逐渐变为在形态结构、生 理功能和生化特征等方面具有稳定差异的 另一类型细胞的过程。
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
二、成体干细胞的分化是组织更新的基础
细胞分化与组织更新
成体产生新 的分化细胞
已存在的细胞通过增殖形成 相同类型的子细胞，如肝细胞
成体干细胞产生新的分化， 如表皮和血液组织
成体干细胞分化， 产生新的细胞类型
肠上皮细胞的更新（动画）
成体干细胞
保持亲代干细胞的特性 终末分化细胞 死亡
增殖 分化
成体干细胞
单能干细胞：如表皮的基底细胞 多能干细胞：如造血干细胞
表皮干细胞的分化
分 化 程 度 高
低
造 血 干 细 胞 的 分 化
全能细胞
多能细胞
受精卵的全能性
发育过程中细胞分化经历一个分化能力 逐渐受限制的过程
分化过程：全能 多能 单能
细胞的全能性（totipotency） ： 生物体中的一个体细胞或一个性细胞在一定 条件下，有能力重新形成完整的个体，或者 分化形成该个体任何种类的细胞。此特性称 为“细胞全能性”。 受精卵 、8细胞期前的胚胎细胞是全能细胞。
tadpole (3) The modified egg developed into a normal tadpole. (4) Subsequent nuclear transfer experiments have generated cloned
mammals .
体细胞克隆 多利羊(1997年以后）
第一节 细胞的分化能力
二、成体中已分化细胞的分化状态仍可以改变
一个细胞一旦分化为一个稳定的类型后，一般 不能逆转到未分化状态，但在特定条件下已分 化的细胞也能重新成为未分化细胞。
？
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去分化（ dedifferentiation ）已分化 的细胞可失去已获得的特有的结构和 功能，重新获得未分化细胞的特征的 过程。
已分化细胞：全能性细胞核 该细胞核与卵细胞的胞质相遇，启动重编程， 可回到未分化状态，再分化成为各种细胞乃 至完整个体。
细 胞 核 的 全 能 性
2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to B. Gurdon and Shinya Yamanaka
转分化（ transdifferentiation ）一种 分化类型的细胞可以转变成另一种类 型的分化细胞的现象。
成纤维细胞转分化为其他类型的细胞
1958年Steward用胡萝卜根培养出完整的新植株， 提示单个已分化的植物细胞具有分化的全能性。
细胞分化状态能够改变的 根本原因是什么？
虽然细胞分化的潜能随分化进程越变越小， 但细胞核可始终保持分化的全能性。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
John B. Gurdon
(1) eliminated the nucleus of a frog egg cell and (2) replaced it with the nucleus from a specialised cell taken from a
成体干细胞用于诱导分化、细胞疗法
骨髓基质干细胞 体外诱导分化 (特异性生长因子、维甲酸等小分子物质、血清撤除等)
移植
机体内什么情形下发生细胞分化？
个体发育 组织更新 创伤修复
第二节 细胞分化与个体发育和组织更新
一、胚胎发育是受精卵连续分化的结果
细胞分化与胚胎发育
受精卵和胚胎干细胞分化， 产生新的细胞类型
for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent.
Nobel Lecture：
The Egg and the Nucleus: A Battle for Supremacy
Sir John B. Gurdon Gurdon Institute, Cambridge, United Kingdom
胚胎干细胞 Embryonic stem cells， ES cells
多能细胞
鸡胚：
移植前，肢芽
肢芽
（长出大腿）和
翼芽（长出翅膀）
两处细胞形态相
同，均未分化。
翼芽
肢芽组织块移植
至翼芽部位，
长出翅膀
结果
翼尖为脚趾。
细胞决定：
细胞在发生可识别的形态变化之前，就已经受到约束而向特定方 向分化，这时细胞内部已经发生变化，确定了未来的发育命运。
胚胎干细胞 embryonic stem cells， ES cells 多能细胞
多能细胞 (pluripotent cells)：
只具有演变为多种细胞类型的能力。
单能细胞 (unipotent cells)：
仅具有分化形成某一种类型细胞的能力。
干细胞(stem cell)是存在
于人和动物发育各阶段 （包括早期胚胎和成熟组 织）的一类原始状态的未 分化细胞，它一方面自我 更新，另一方面进入分化 程序，可以产生一种、多 种、甚至全部的机体细胞 类型。