细胞增殖分化异常与疾病.ppt

* * * 机体产生新的分化细胞的方式 ⑴通过已分化细胞的简单倍增，形成新的分化细胞； ⑵由未分化的干细胞产生。 干细胞（stem cell）是一类增殖较慢，但能自我维持增殖的细胞，具有定向分化的潜能，存在于各种组织的特定部位上。 人体干细胞分为：全能干细胞、多能干细胞和定向干细胞三类。 干细胞分裂产生的子细胞 胚胎干细胞在适宜条件下因能分化机体内各种组织细胞而称为全能干细胞。 向终末分化 仍做干细胞 体内凡需要不断产生新的分化细胞而分化细胞本身又不能分裂的组织均需要干细胞来维持细胞群体。 分裂产生的子细胞可分化产生2种或以上类型细胞的称为多能干细胞，如骨髓造血干细胞，通过增殖、分化产生定向干细胞，它是各系的母细胞。 干细胞分裂产生的子细胞只能分化为某一种类型细胞的称为定向干细胞，如精原细胞、红细胞系、白细胞系等。 定向干细胞失去多方向分化的能力，只能向一系或相关的两系细胞分化。 定向干细胞上具有对某种调节因子起反应的结构；定向干细胞增值能力不是无限的，只能分裂几次。如红细胞系经过原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞几个阶段，最后分化成红细胞。 细胞分化的基本特点 ①稳定性 是最显著的特点，细胞分化一旦确立，其分化状态稳定存在，且能遗传给子细胞 ②全能性 分化细胞来自共同的受精卵，仍能保留受精卵的全部信息，在一定条件下可表达出各种信息。 ③选择性 分化的细胞内所含基因呈选择性开放和选择性抑制，因而不同类型细胞表现出不同性状。 具有增殖能力的组织中已分化的细胞在一定条件下（如一定的体外培养条件、生长因子的刺激和癌基因的导入）可以逆转到胚胎状态，形成去分化现象。 ④细胞分化条件的可逆性 ㈡细胞分化的机制 细胞分化是细胞内不同基因在不同发育阶段选择性激活的结果（细胞内不同时空上有序表达的结果。 ⒈“决定”先于分化 例如胚胎早期先有外、中、内3胚层，而细胞形态并无差别。但各个胚层却预定要分化出一定的组织，如中胚层将分化出肌细胞、骨细胞、软骨细胞和结缔组织的成纤维细胞。这种决定是稳定的和可以遗传的。 细胞“决定”是某些基因永久地关闭，而另一些基因顺序地表达，具备向某一特定方向分化的能力。 ⒉细胞质在决定细胞差别中的作用 干细胞分裂时，干细胞质各区的组分并不相同，分裂使不同胞质的组分分割进入子细胞，造成细胞质的不均质。这些干细胞所特有的细胞质组分称为细胞质决定子，细胞分化后，决定子一次次地重组，使子细胞产生差别。某些特殊发育途径的决定常首先由细胞质控制。实验表明，分化后的细胞遗传物质并没有丢失，细胞核的全能性也没有丧失，基因的差别表达是由细胞质提供的因子决定的。 细胞分化还与细胞间相互作用有关。细胞所在位置与其他细胞群的联系，可产生位置效应，细胞与细胞直接接触可直接进行信息转导；细胞外物质（细胞外基质、细胞粘附分子和细胞因子）对细胞的分化起着启动诱导作用，如细胞粘附分子（cell adhesion molecule，CAM）可影响神经细胞分化去向。 ⒊细胞间相互作用 总之，细胞分化是在不同细胞质对细胞核作用下逐步进行，分化基因表达产物进入胞质又可改变原来的基因表达环境，使细胞核进入新的基因表达状态。在细胞发育分化过程中，细胞核与细胞质相互作用不断进行，使控制分化的基因在特定的时空中表达，细胞才不断分化。 ㈢细胞分化的调控 ⒈基因水平调控 细胞分化调控本质上是基因调控。各种体细胞在任何时间内，其全套基因组3万多基因，只有5%~10%的单一序列基因进行表达，以维持特定的结构代谢和功能。细胞分化就是要实现和维持这种态势。 参与分化的基因按功能可分为2类：管家基因与组织专一基因。 ①管家基因 它编码维持细胞各种基本活动所必需的结构功能蛋白，为维持细胞生存所必需，在各类细胞都处于活动状态，如核糖体蛋白、线粒体蛋白、糖酵解酶编码的基因。 ②组织专一基因 编码细胞特异性蛋白，如专一选择性表达红细胞血红蛋白、皮肤角蛋白，这类基因表达对细胞生存无直接影响，对细胞分化（细胞表型确定）起重要作用。 各种分化细胞表型的多样性，是由于每种类型细胞只表达其遗传信息一部分，即选择性表达，如红细胞表达血红蛋白、浆细胞表达免疫球蛋白、结缔组织细胞表达胶原蛋白，这些基因选择性表达导致细胞分化。不同种类细胞的基因选择活动的现象称为差别基因表达（deferential gene express）。 ⒉转录和转录后水平调控 在诱导分化因子作用下，细胞分化的关键是转录调控，其次是转录加工翻译及其修饰。 ⑴转录水平调控 真核细胞的细胞专一基因表达依赖于基因调控区的启动子和增强子序列。不同的调节蛋白组合决定了基因是否活动。有的细胞因转录蛋白的正确组合而决定了细胞专一基因表达，也有的细胞因基因发生折叠使转录因