细胞分化与凋亡
（二）细胞间的相互作用
❖ 1、胚胎诱导：一部分胚胎细胞影响相邻 细胞向一定方向分化的作用。
❖ 诱导者：对其它细胞起诱导作用的细胞。
如：脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经 板，神经沟和神经管；
再 如 ： 视 胞 可 诱 导 其 外 面 的 外 胚 层 形 成 晶 体 ， 而晶体又可诱导外胚层形成角膜。
细胞分化与凋亡
❖ 2、基因与细胞分化
❖ 根据对果蝇、家蚕等实验动物的研究发现：
卵受精后，首先表达的是母体基因；母体基因的产 物是转录因子，沿胚的前后轴形成浓度梯度，决定 胚的前后位置和头尾区域；控制其它基因的表达：
母体基因→ 间隙基因→ 成对基因→体节极性基因 →同源异形基因（homeotic gene，Hox）
❖ ③干细胞的分裂与分化，如多能造血干细
胞。
细胞分化与凋亡
六、再生
❖ 广义来看再生是生命的普遍现象，从分子、 细胞到组织器官都具有再生现象。
❖ 1. 生理性再生：即细胞更新，如人的红 细胞。
❖ 2. 修复性再生：如壁虎、蝾螈、螃蟹、 海参。
❖ 3. 无性繁殖。 细胞分化与凋亡
第二节 细胞的衰老
❖ 又称老化，指细胞随着年龄的增加，机 能和结构发生退行性变化，趋向死亡的 不可逆的现象。
细胞也称为祖细胞 。
细胞分化与凋亡
细胞分化与凋亡
细胞分化与凋亡
二、细胞分化的特点
❖ 时空性：差别基因表达——管家基因、组织特 异性基因（奢侈基因）；
❖ 定向性：细胞从分化命运确定到出现特定的形 态的过程称为决定。
❖ 稳定性：如，果蝇的成虫盘； ❖ 条件可逆性：去分化，如植物愈伤组织。 ❖ 普遍性：不仅存在于胚胎发育。
细胞分化与凋亡
核 染色质 质膜 细胞质 线粒体 高尔基体 尼氏体 包含物 核膜
二、细胞衰老的特征 （一）形态变化
增大、染色深、核内有包含物 凝聚、固缩、碎裂、溶解 粘度增加、流动性降低 色素积聚、空泡形成 数目减少、体积增大 碎裂 消失 糖原减少、脂肪积聚
细胞分化与凋亡
内陷
（二）分子水平的变化
❖ 1. DNA：复制与转录受阻，端粒DNA、 mtDNA缺失。DNA氧化、断裂、缺失和交 联，甲基化程度降低。
细胞分化与凋亡
Gene and Development
细胞分化与凋亡
HOX mutant Antenna—leg
细胞分化与凋亡
Bithorax mutant
细胞分化与凋亡
五、成体中的细胞分化
❖ ①已存在的细胞功能由弱、强、减退到丧 失。经历了新生→成熟→衰老→死亡的过 程，如表皮细胞。
❖ ②已有的分化细胞通过分裂产生两个功能 相同的细胞，如血管内皮细胞。
❖ 2. RNA：含量降低。
细胞分化与凋亡
❖ 3. 蛋白质：含成下降，发生修饰、交联。 ❖ 4. 酶分子：活性中心被氧化，金属离子
丢失，酶分子的二级结构，溶解度，等 电点发生改变，酶失活。 ❖ 5. 脂类：不饱和脂肪酸被氧化。
❖ 衰老和死亡是生命的基本现象，衰老过
程发生在生物界的整体水平、种群水平、
个体水平、细胞水平以及分子水平等不
同的层次。
细胞分1. 更新组织：如上皮细胞。其细胞可分为３ 类：干细胞、过渡细胞、成熟细胞。
2. 稳定组织：如：肝、肾细胞。 3. 恒久组织：如神经、骨骼、心肌细胞。 4. 可耗尽组织：如人类的卵巢实质细胞。
细胞分化与凋亡
❖ 自发机制：细胞内分子诱导。 ❖ 诱导机制：细胞外分子诱导。 ❖ 细胞的分化命运主要取决于两个方面：一是
细胞的内部特性，二是细胞的外部环境。
细胞分化与凋亡
（一）细胞分裂的不对称性
❖ 卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。 ❖ 卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布；放线
菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行至囊胚 期；嘌呤霉素处理，受精卵停止发育。 ❖ 卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。
细胞分化与凋亡
CELL DIFFERENTIATION AND APOPTOSIS
细胞分化与凋亡
第一节 细胞分化
❖ 细胞后代在结构和功能上发生差异的过 程；
❖ 细胞分化的实质是基因的差别表达； ❖ 每个人的一生中都在进行着细胞分化。
细胞分化与凋亡
一、细胞的分化潜能
❖ 细胞分化能力的强弱称为发育潜能。 ❖ 全能性：如受精卵。 ❖ 多能性：如原始外胚层细胞 。 ❖ 单能性：只能分化出一种细胞。单能干
细胞分化与凋亡
三、细胞分化和增殖的关系
❖ 增殖信号和分化信号同时作用于干细胞，表现为边 分化边增殖（反之亦然）；
❖ 增殖和分化分别独立进行，一些干细胞只增殖不分 化，另一些同类干细胞进入终末分化；
❖ 细胞分化与分裂平行进行，干细胞进行不对称分裂， 产生的子细胞一个保持原有干细胞特性，一个则进 入终末分化。
细胞分化与凋亡
❖ 2、分化抑制：分化成熟的细胞可以产生 抑素，抑制相邻细胞发生同样的分化。
如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙 胚不能发育出正常的心脏。
研究表明，抑素实际上就是TGF-β家族的成 员
细胞分化与凋亡
The so called chalone is the protein belonging to TGF-β family, such as myostain
细胞分化与凋亡
❖ 4、细胞外基质的影响
干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上形成上皮 细胞；在I型胶原和纤粘连蛋白上分化为成 纤维细胞；在II型胶原及软骨粘连蛋白上发 育为软骨细胞。
❖ 5、激素的作用
如昆虫的保幼激素和脱皮激素。
细胞分化与凋亡
（三）细胞核与细胞分化
❖ 1、染色体结构的变化 ❖ 1）基因删除：原生动物、节肢动物。 ❖ 2）基因扩增：果蝇多线染色体。 ❖ 3）基因重排：如Ig基因(106~108种抗体)。 ❖ 4）DNA甲基化与异染色质化：基因失活。
细胞分化与凋亡
Mouse myostatin mutant (right)
Function of the myostain(肌生成抑制素 )
细胞分化与凋亡
❖ 3、细胞数量效应
小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时， 可发育成具有功能的胰腺组织，但如果把胰 原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰 腺组织，如果再把分开的小块合起来，又可 形成胰腺组织。