基底细胞的分化能力
将基底细胞从皮肤中分离出来，体外培 养可形成新的基底细胞和终末分化细胞，但 细胞之间的增殖能力差别很大：
1. 根本不能分裂 2. 有限的几次分裂 3. 持续分裂形成大的细胞集落
基底细胞的分化能力
细胞分裂能力与整合素（integrin）β1表 达水平正相关。因此与基底膜接触的基底细 胞并不一定是干细胞，只有10%左右是干细胞， 能够持续分裂以维持表皮的稳定性。
细胞分化与组织更新 干细胞 细胞分化的分子机制 细胞分化与肿瘤 思考题
四、细胞分化与组织更新
组织更新不仅存在于高等生物的发育过程 中，也存在于其成年期。
成年期产生新的分化细胞的方式有两种。
细胞分化与组织更新
已存在的细胞通过简单的分裂、增殖 形成相同类型的子细胞，如肝细胞。
衰亡的细胞通过成体干细胞分化产生 新的细胞补充。
细胞质的不均匀分布
特化细胞
有丝分裂期调节蛋白质 在细胞质中凝聚但分布不均匀
非特化细胞
一个子细胞获得 促进特化的调节蛋白质
不均等分裂假说示意图
干细胞类型（按分化潜能分）
全能干细胞按来源分）
胚胎干细胞 成体干细胞（组织干细胞）
胚胎干细胞
成体干细胞
粒细胞(中性、 嗜碱、嗜酸性)
血小板
造血干细胞分化示意图
影响造血干细胞分化潜能的因素
将骨髓造血干细胞体外培养在骨髓间质细胞 上，可维持造血过程数年之久。当失去与骨 髓间质细胞的接触即失去干细胞的潜能。
造血干细胞表面表达Notch1受体，与骨髓间 质细胞表达的Notch1配体结合有助于维持不 分化的状态。
血细胞的更新与分化
多能造血干细胞逐步定向形成各种血液细胞 集落刺激因子调节造血干细胞的分化 细胞分化抗原作为分化各阶段的表面标志
造血干细胞(多向性)
原红细胞 (定向性)
粒系巨噬定向干细胞
原巨核细胞 (定向性)
淋巴母细胞
网织红细胞 原单核细胞 原粒细胞
巨核细胞
淋巴细胞
红细胞
单核细胞 巨噬细胞
干细胞在组织更新中的意义
细胞因高度分化失去了分裂能力， 最终衰老死亡。机体保留的未分化细胞， 即干细胞使细胞得以补充。
干细胞增殖与分化的 不均等分裂假说
在干细胞的细胞质中，调节分化的蛋白质 分布不均匀
通过细胞分裂，使调节分化的蛋白质分配 到两个子细胞中
获得调节蛋白质较多的子细胞分化为功能 专一的细胞，而另一个细胞仍保持干细胞 的分裂特征
定向干细胞
已有所分化，只能向相关细胞分化
增殖能力有限，只能分裂若干次
具有对某种调节因子起反应的结构。 如：原红细胞上具有促红细胞生成素受体，在促 红细胞生成素的作用下可分化为红细胞。
集落刺激因子
集落刺激因子 （colony-stimulating factors、CSF）:
能够刺激体外培养的造血细胞分裂 增殖形成集落的信号因子。
不同的分化抗原可作为血液细胞分化各个阶 段的表面标志。
六、干细胞的应用 干细胞与肿瘤 干细胞与治疗性克隆
干细胞与肿瘤
以药物或生物制剂控制细胞分化 和增殖是肿瘤治疗的主要方向。目前， 利用分化诱导剂诱导肿瘤细胞分化已 作为肿瘤治疗的一种辅助疗法。
干细胞与治疗性克隆
治疗性克隆：
从患者身上取下体细胞进行克隆，使形 成的囊胚发育6至7天，然后从囊胚中提取干 细胞，培育出遗传特征与患者完全吻合的细 胞、组织或器官，向提供细胞的患者移植这 些细胞、组织或器官，被称为“治疗性克 隆”。
集落刺激因子对造血干细胞分化的调节
集落刺激因子通过调控细胞分裂速度、分 裂次数等调节造血干细胞的分化
集落刺激因子是维持造血干细胞存活的必 要条件，否则细胞将会凋亡。
细胞分化抗原
细胞分化抗原（ cluster of differention、CD）： 细胞在不同分化阶段生成的特异性蛋
白标记物。
白细胞
肥大细胞
造血干细胞 间充质干细胞
红细胞
纤维细胞
脂肪细胞
干细胞与组织更新
干细胞与组织更新
表皮的更新 血细胞的更新
表皮的更新与分化
表皮由大量角质细胞构成，其分化特征是 能够合成角质素，使表皮更加结实。
基底细胞（basal cells）:附着于基底膜的细 胞，只有基底细胞是可分裂的。
表皮的更新与分化
细胞移植与组织修复与再生
克隆人与伦理道德
目前，克隆人在全世界范围内都是禁止的。
利用干细胞最终治愈人类疾患的征 途才刚刚开始！
参考书
医学细胞生物学（第二版） 北京大学医学出版社 周柔丽主编
医学细胞生物学（第一版）
科学出版社
汤雪明主编
医学细胞生物学（第一版） 人民卫生出版社 宋金丹主编
医学细胞生物学（第一版） 高等教育出版社 胡以平主编
医学分子细胞生物学（第一版） 复旦大学出版社 左 伋主编
发育生物学 （第二版） 高等教育出版社 张红卫主编
思考题
简述对细胞分化的影响因素有哪些？ 举例描述细胞分化在组织更新中的作用。 简述干细胞的特点。
当细胞到达颗粒层，胞核及胞质中的细胞 器开始丢失，转变为角质化的鳞状细胞
表层不断衰老脱落的鳞状上皮细胞由下层 不断分化成熟的表皮细胞补充替代
表皮的更新机制
基底细胞分裂产生子代细胞，子代细胞 中的一部分分化后离开基底层，而另一部 分像亲代那样维持不分化的状态。
基底细胞必须与基膜接触才能维持其 不分化状态，一旦失去与基膜的接触将触 发细胞终末分化。
五、干细胞（stem cell）
概念
干细胞： 具有自我复制和分化潜能
的细胞。
干细胞
自我复制 Self-renew
有丝分裂
子细胞
分化
终末分化细胞 干细胞分裂产生子细胞的两条途径
特点
干细胞是未分化的细胞
干细胞具有无限分裂的能力
干细胞分裂产生的子细胞只能在两种途径 中选择其一：保持亲代特征仍作为干细胞 或向终末分化。
细胞分化
Cell Differentiation
北京大学基础医学院 细胞生物学系
内容回顾
背景 细胞分化概述 影响细胞分化的因素
内容要求
掌握细胞分化在组织更新中的作用 掌握干细胞的概念、特点及类型 熟悉细胞分化的调节机制 熟悉细胞分化与肿瘤之间的关系 了解干细胞的应用前景
内容安排
棘细胞（prickle cells）：基底细胞上面数层 较大的细胞，由于其含有桥粒结构，光镜 下呈针尖样，故得名。
颗粒细胞（granular cells）：棘细胞上一薄 层染色较深的细胞层，形成一个不透水的 屏障。也是内外表皮的分界标志，其外侧 为表皮的外层。
表皮的更新与分化过程
基底细胞分裂，数量增加，一些细胞被挤 到棘细胞层，开始了分化的第一步