恶性肿瘤细胞分化调控机制研究进展
干细胞分化调控机制研究的新进展
干细胞分化调控机制研究的新进展 柳翠华 药营11302班 摘要：干细胞具有自我更新和多向分化潜能，使之成为再生医学、组织工程和创伤修复等研究领域的热点。明确干细胞分化调控机制是干细胞应用的重要前提和理论基础，现对近期干细胞分化调控研究进展作一综述，包括胚胎干细胞分化调控机制研究，成体干细胞分化调控机制的研究领域的新进展。 关键词：干细胞调控转录细胞分化 干细胞分类 干细胞理论上具有无限分裂能力，在特定条件下，可分化成特定组织。 如下图所示： 全能性干细胞多能性 干细胞 造血干 细胞 特定功能性 干细胞 红细胞，白细胞，血小板 神经干细胞，皮肤干细胞，胰脏， 心脏等器官或组织之干细胞 淋巴细胞和淋巴杀伤细胞（LK）
干细胞按其分化潜能的大小，可分为３型：全能干细胞，具有分化为几乎所有组织和器官的能力；多能干细胞，具有分化出多种组织和器官的潜能；专能干细胞。 根据干细胞分化阶段的不同，大致分为胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉ
ｃｓｔｅｍｃｅｌｌ，ＥＳＣ）和成体干细胞（ａｄｕｌｔｓｔｅｍｃｅｌｌ，ＡＳＣ）。胚胎干细胞主要包括受精卵分裂发育成囊胚时内层细胞团，以及从早期胎儿生殖嵴分离得到的胚胎生殖嵴细胞，这两种细胞均具有全能性，可分化为各种类型的体细胞，甚至可独立地产生完整的机体。成体干细胞存在于成人的各种组织中，参与组织更新、创伤修复等过程。它能进行“横向分化”（或称其为“可塑性”），即由一种组织的成体干细胞分化成其它组织细胞。目前研究较多的成体干细胞有：神经干细胞（ＮＳＣ）、造血干细胞（ＨＳＣ）、间充质干细胞（ＭＳＣ）、表皮干细胞、肝干细胞、胰腺干细胞、心肌干细胞、视网膜干细胞、角膜干细胞等。 一.胚胎干细胞分化调控机制研究 1.胚胎干细胞（ＥＳ细胞）诱导分化的研究 ＥＳ细胞分化的实质是胚胎发育过程中特异蛋白质的合成。而任何特异蛋白质都是由它相对应的特异基因所决定，细胞分化可归结为基因组中的特定基因按一定顺序相继活化和表达［１］。ＥＳ细胞能够在机体外保持未分化状态是因为有分化抑制因子的存在，如ＬＩＦ、ＤＩＡ等。在缺乏分化抑制因子的条件下，ＥＳ细胞分化为各种细胞。 ＥＳ细胞定向诱导分化的途径可概括为三种：细胞／生长因子诱导法、转基因诱导法及细胞共培养法。 细胞／生长因子诱导ＥＳ细胞分化法主要的因子包括：维甲酸（ＲＡ）、骨形态发生蛋白（ＢＭＰｓ）、成纤维细胞生长因子（ＦＧＦｓ）等。ＲＡ是一种强烈的神经分化诱导剂，它主要通过细胞表面受体ＲＡ受体起作用。ＲＡ受体有两类：ＲＡＲｓ和ＲＸＲｓ，但具体通过那种受体起作用尚不清楚。Ｗｉｌｓｏｎ等［２］证实，ＦＧＦ信号可以通过抑制ＢＭＰｓ表达，从而促进胚胎发育产生神经细胞，Ｘｕ等［３］研究证明ＢＭＰ－４可以诱导人ＥＳ细胞分化。越来越多的研究证明多种细胞因子共同作用促进ＥＳ细胞定向诱导分化的效率更高，只要在应用这些因子组合时确保它们的诱导分化方向一致。 转基因诱导ＥＳ细胞分化法：利用某种合适的病毒作为载体将需要的细
细胞研究进展概述
细胞研究进展概述——干细胞技术 20092358 谢芬霏16120901 生物技术 摘要：干细胞是人体及各种组织细胞的最初来源，具有高度自我复制、高度增殖和多项分化的潜能。干细胞的研究正在向现代生命科学和医学等各个领域交叉渗透，干细胞的研究也成为了生命科学的热点，本篇就几个干细胞的研究方向的进展展开一些介绍。 关键词：干细胞；多能性；神经干细胞；造血干细胞 引言： 干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。干细胞(Stem Cell)是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。干细胞的形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。胚胎干细胞(Embrtibuc stem cell)的发育等级较高，是全能干细胞（Totipotent stem cell），而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。据最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成体组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力，而成体组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。 1 胚胎干细胞 1.1 胚胎干细胞的概念和生理学特性 胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ES细胞）。胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。胚胎干细胞的生物学特性有：①全能性，在体外培养的条件下, 胚胎干细胞可以诱导分化为机体的任何组织细胞。全能性的标志是细胞表面有胚胎抗原和Oct4蛋白【1】。②无限增殖性。胚胎干细胞在体外适宜条件下, 能在未分化状态下无限增殖。③胚胎干细胞具有种系传递的功能。④胚胎干细胞易于进行基因改造操作。⑤细胚胎干胞保留了正常二倍体的性质且核型正常。早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养【2】，而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行
【细胞分子生物学】第六章 细胞周期及其调节
第六章细胞周期及其调节 细胞增殖(cell proliferation)与细胞生长分裂周期． 第一节细胞周期 一、细胞周期(cell cycle)：指亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束所经历的过程，这个过程所需的时间称为细胞周期时间。 细胞周期由G1、S、G2和M期组成(G1、S和G2期又合称为分裂间期)。 G1(Gap1)期：DNA合成前期(复制前期)，从上次有丝分裂完成到DNA复制之前的阶段; S期：DNA复制期; G2期：合成后期，从DNA复制完成至有丝分裂开始; M期：有丝分裂(Mitosis)期，包括核分裂和胞质分裂． M期结束后形成两个新的子细胞。 注：①不同细胞的细胞周期时间不同，一般S+G2+M期较恒定，而G1期变化较大，因而它决定了细胞周期时间的长短； ②G1期细胞有三种可能的趋向：1)进入S期(即进入细胞周期)．2)处于静止期即Co期(在一定条件下可重新进入增殖周期)，3)分化、衰老、凋亡。 二、细胞周期中各时相的主要生化事件 细胞周期中每期都有其特殊功能，其中S期的DNA复制和M期细胞核的有丝分裂是细胞周期中2个最关键的过程： 1、G1期：为DNA复制作准备，G1早期合成各种RNA、结构蛋白和酶等，细胞通过一 1
个限制点(restriction point，R点)后在G1后期合成DNA复制有关的蛋白和酶。 在开始合成DNA之前有一个关卡(checkpoint)，检查染色体DNA是否有损伤，如有则先要进行修复。 2、S期：DNA(包栝端粒)的复制及组蛋白合成、核小体装配．S期后每一染色体复制成2个染色单体· S→G2期关卡：检查DNA复制是否完成 3、G2期：为有丝分裂作准备．有RNA和非组蛋白合成。 4、M期：染色体浓缩一仿锤体形成→染色体分离并移向细胞两端→染色体解聚，形成两个新核→胞质分裂。 第二节周期素依赖性蛋白激晦与细胞周期调节 周期素依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases，CDKs) 通过使特异底物磷酸化调节细胞周期进行，其活性依赖与周期素(cyclin)结合形成复合物。 一、周期素-周期素依赖性蛋白激酶 周期素家族和周期素依赖蛋白激酶(CDK)家族． 细胞周期的不同时相表达不同cyc-CDK，这些cyc-CDK复合物在各不同的细胞周期过渡点起作用． 1、G1期cyc-CDK G1期表达的周期素为周期素C、D（D1、D2、D3)和E。 D族周期素主要与CDK4(以及CDK2、CDK5、CDK6)结合成活性的蛋白激酶复合物，对细胞通过R点(G0→G1过渡有重要作用。 E族周期素与CDK2形成复合物。 cycE-CDK2复合物调控G1→S过渡。 2
干细胞的基础知识学习资料
干细胞的基础知识 干细胞的基础知识 干细胞的概念 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。 在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。 然而，这个观点目前受到了挑战。 最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。 干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够产生
高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。 1.1 胚胎干细胞 胚胎干细胞（Embryonic Stem cell, ES细胞） 当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。 进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是 当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。 目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES 细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES细胞分化为各种体细胞的
细胞分化研究进展综述
摘要：多细胞有机体是由各种不同类型的细胞组成的，而这些细胞通常是一个受精卵细胞经增殖分裂和细胞分化衍生而来的后裔。细胞分化是多细胞生物发育的基础和核心。细胞分化的关键在于特异性蛋白质的合成，合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达，而差异性表达的机制由于基因表达的组合调控。在个体正常发育过程中，通过有控制的细胞分裂而增加细胞数目，通过有序的细胞分化而增加细胞类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织与器官，执行不同的功能，显然，细胞分化为生命向更高层次的发展与进化奠定了基础。细胞分化对于生物体的发展进化如此的重要，因此对它的研究发展也是如此的重要，国内外对细胞分化的研究进展也是极其迅速。 关键词：细胞分化、特点、影响因素、实例、研究进展、干细胞、干细胞学术会议 一、细胞分化的基本概念 细胞分化（cell differentiation）就是在个体发育中，由一种相同的细胞类型经过细胞分裂后逐渐在形态上、结构上和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。现代分子生物学的研究证明，细胞分化是由于细胞选择性的表达各自特有的专一性蛋白质，从而导致细胞在形态、结构和功能上的差异。比如说鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成体红细胞合成β—珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素，这些细胞都是在个体发育中逐渐产生的，而且细胞分化是通过严格而精密调控的基因表达实现的。但是细胞分化并不是多细胞有机体所独有的特征，单细胞甚至原核生物也存在细胞分化的问题，比如枯草芽孢杆菌芽孢的形成，啤酒酵母单倍体包子的形成及萌芽形成的α和a两种交配型。虽然如此，但是与多细胞有机体细胞分化也有着不同之处，单细胞生物细胞分化多是为了适应不同的生活环境，然而多细胞有机体通过细胞分化构建执行不同功能的组织和器官，因此，多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得更为复杂。 二、细胞分化的特点 细胞分化是同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了不同的专一蛋白质（如水晶体细胞合成晶体蛋白，红细胞合成血红蛋白，肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白等），而专一蛋白质的合成是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的。 细胞分化可以概括为以下3个特征： ①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大程度。胚胎细胞在显示特有的形态结构、生理功能和生化特征之前，需要经历一个称作决定的阶段。在这一阶段中，细胞虽然还没有显示出特定的形态特征，但是内部已经发生了向这一方向分化的特定变化。细胞在整个生命进程中,在胚胎期分化达到最大限度。 ②稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。正常情况下，细胞分化是稳定、不可逆的。一旦细胞受到某种刺激发生变化，开始向某一方向分化后，即使引起变化的刺激不再存在，分化仍能进行，并可通过细胞分裂不断继续下去。 ③普遍性:生物界普遍存在,是生物个体发育的基础。
干细胞分化调控机制
干细胞分化调控机制 摘要：干细胞的发展引起了当今世界各界的强烈关注。我们将有可能利用干细胞所有的潜力去治疗遗传性或目前无法治疗的疾病,但在干细胞被用于治疗之前,必须认识和掌握调节干细胞保持为干细胞或引导其特殊分化途径的调控机制,本文对干细胞的微环境及分化调控机制作一综述。 关键词：干细胞；分化调控；应用前景 由于干细胞在白血病、老年性痴呆症、糖尿病等多种疾病的治疗以及动物克隆等方面显示出巨大的应用前景,干细胞研究已经成为当今生命科学领域的热点。干细胞能够用于某些疾病的治疗,是因为干细胞具有多种分化潜能,它定向分化产生的后代细胞能够取代病变组织的细胞。因此,阐明干细胞如何在保持自我更新的同时又能产生新的组织及其调控机制是理解多细胞生物体发育的关键,也是利用干细胞治疗人类疾病的基础。 1干细胞的概念 干细胞(Stem Cell)是一种具有自我复制功能和多分化潜能的早期未分化细胞。在特定条件下,它可以分化成不同的功能细胞,形成多种细胞和器官。干细胞是个体发育和组织再生的基础。 2干细胞的分类 干细胞按生存阶段顺序分为胚胎干细胞和成体干细胞。 2.1胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ES细胞) 胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并有分化为体内所有组织的能力。受精卵分裂形成一个称为囊胚(blastocyte)后,囊胚内部一端的一个”内细胞群”(innercellmass)是一群具有全能分化能力的细胞,它们在胚胎发育过程中,进一步
分化为内胚层、中胚层和外胚层,并最终分化为不同的组织、器官,成为一个完整的人体。将这种内细胞群分离取出,在体外进行培养,就成为”胚胎干细胞”。因此胚胎干细胞是受精后胚胎内细胞团的衍生物。 这类干细胞分化潜能宽，具有分化为机体任何组织细胞的能力。如囊胚期内细胞团的细胞。在体外培养扩增时，经遗传操作、选择和冻存，均不失其全能性，在不同生长条件下具有不同的功能状态。 2.2成体干细胞(Adultstemcells) 成年动物的许多组织和器官,始终保留着一部分未被分化的干细胞,即成体干细胞,如造血干细胞、表皮细胞等。过去认为成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,是一些定向细胞。1999年以后,这一观点受到了挑 战,Bjornson等人的研究发现成熟组织中分离的干细胞在特定微环境下具有向其他组织类型细胞分化的潜力,如造血干细胞具有向骨、肌肉、肝细胞、神经细胞转变的潜力,而神经干细胞也可以转变为血细胞。研究提示:不同胚层起源的成体干细胞在一定的条件下可相互转化,它们是在特定微环境中存在的适度分化的细胞,并能在不同环境中显示更多的潜在基因型,具有向其它组织类型的细胞分化的潜力,即不同的干细胞可以发生分化“命运”的转变(横向分化能力)。 3 胚胎干细胞分化调控机制研究 ES细胞分化实质是胚胎发育过程中特异蛋白质的合成。而任何特异蛋白质都是由它相对应的特异基因所决定,细胞分化可归结为基因组中特定基因按一定顺序相继活化和表达。ES细胞能够在机体外保持未分化状态是因为有分化抑制因子的存在,如LIF、DIA等。在缺乏分化抑制因子的条件下,ES细胞分化为各种细胞。 ES细胞定向诱导分化的途径可概括为三种:细胞/生长因子诱导法、转基因诱导法及细胞共培养法。 3.1 细胞/生长因子诱导法 细胞/生长因子诱导ES细胞分化法主要的因子包括维甲酸(RA)、骨形态发生蛋白(BMPs)、成纤维细胞生长因子(FGFs)等。RA是一种强烈的神经分化诱导剂,它主要通过细胞表面受体RA受体起作用。RA受体有两类:RARs和RXRs,但具
细胞分化及干细胞的研究进展
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 细胞分化及干细胞的研究进展 细胞分化及干细胞的研究进展摘要： 分化为多种类型的细胞, 但干细胞的增殖、分化行为高度依赖于其所处的生长小生态环境。 以及对脂肪干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的特殊细胞。 在特定的条件下, 干细胞可以增殖并细胞的分化过程, 脂肪细胞分化的调节及其机理进行了综述, 以期对脂肪细胞分化及其调控进行全面总结[1]。 体细胞胚胎发生是体细胞在人工无菌培养条件下分化产生体细胞胚胎的过程, 体细胞胚胎发生途径是细胞全能性表达的一种方式, 重演了合子胚形态发生的过程。 关键词： 肿瘤干细胞;干细胞; 脂肪细胞; 分化; 调控细胞的分化是一个非常复杂的过程，也是当今生物学研究的热点之一[2]。 近来研究提出的肿瘤学新概念肿瘤干细胞成为当前肿瘤研究的热点。 肿瘤干细胞具有自我更新能力和[3]。 由一个受精卵发育而成的生物体的的各种细分化潜能, 是肿瘤生长、增殖和转移的根源胞在形态，结构和功能上会有明显的差异和细胞的分化有关。 1 / 10
细胞的分化是指分裂后的细胞，在形态，结构和功能上向着不同方向变化的过程。 那些形态的相似，结构相同，具有一定功能的细胞群叫做组织。 正常情况下，细胞分化是稳定、不可逆的[2]。 胚胎细胞在显示特有的形态结构、生理功能和生化特征之前，需要经历一个称作决定的阶段。 在这一阶段中，细胞虽然还没有显示出特定的形态特征，但是内部已经发生了向这一方向分化的特[1]。 例如，在两栖类，把神经胚早期的体节从正常部位移植到同一胚胎的腹部还可定变化改变分化的方向，不形成肌肉而形成肾管及红细胞等。 但是到神经胚晚期移植体节，就不[3]。 目前已经证明脂肪细胞分化与糖及脂肪代谢、与机体能量平衡、能改变体节分化的方向与肥胖症、糖尿病、与脂肪肝和高脂血症及乳腺癌等有非常密切的关系。 在动物科学领域,研究动物脂肪细胞的分化与增殖机理, 可达到对脂肪沉积的调控[5]。 1 干细胞及细胞分化理论 1. 1 肿瘤干细胞学说及其发展1855 年科学家通过对肿瘤及胚胎的相似的组织学特点提出了肿瘤源自胚胎细胞的假说, 随后他人认为肿瘤源自残留的胚胎组织。 并提出肿瘤代表着干细胞的成熟停滞, 这些研究都局限于肿瘤细胞的体外扩增能力。
细胞增殖与分化的分子机制
第九章细胞增殖与分化的分子机制?细胞的增殖（proliferation）与分化（differentiation）是生物体整个生命活 动中的两个重要事件，与生物体的生长、发育、衰老以及疾病密切相关。 第一节细胞增殖的分子基础 ?（一）概念: ?细胞增殖（cellproliferation）：指细胞通过生长和分裂使细胞数目增加，子细胞获得和母细胞相同遗传特性的过程，是细胞生命活动的重要体现。 ?生物体生长包括细胞数目增多、细胞体积增大和细胞外基质的合成。细胞的增多就是细胞增殖的过程。 ?(二）细胞增殖的意义： ?1、生命的延续、繁衍依靠细胞增殖。 ?低等的单细胞生物依靠细胞增殖分裂繁殖，高等生物依靠细胞减数分裂产生生殖细胞。 ?2、生物体生长发育依赖细胞增殖。 ?3、补充生命活动中衰老和死亡的细胞。 ?4、创伤的修复。 ?（三）细胞增殖的方式 ?无丝分裂：没有纺锤体形成，无核膜核仁的消失和重建。 ?减数分裂：有性生殖中生殖细胞形成过程中发生，连续两次分裂DNA只复制一次。?有丝分裂：有纺锤丝形成，细胞核先分裂再发生胞质分裂，是真核细胞的主要增殖方式。 二、细胞周期 ?细胞周期（cellcycle）：是指细胞从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止所经历的整个过程。 细胞周期的划分 ?一个细胞周期可以分为间期（interphase）和分裂期（metaphaseM期）两个大阶段。 ?间期可以分为G1期、S期和G2期。 ?细胞周期各期主要特征 ?G1期：从有丝分裂完成到DNA复制之前的一段时期。特点：大量RNA和蛋白质合成，蛋白质磷酸化，细胞膜转运功能加强。 ?G1期的后期细胞的自身监控机制可以根据内外环境是否适于细胞增殖而决定是否进入下一阶段S期。这一特定时期在酵母细胞中称为起始点，哺乳动物细胞中称为限制点（R点）。 ?如环境适于细胞增殖则进入S期，不适合细胞增殖则细胞可能延迟通过G1期或者进入休眠状态。进入休眠状态的细胞蛋白质合成急剧下降（仅有正常的20%），这期细胞。 种细胞称为G
s干细胞调控机制的研究进展
干细胞调控机制的研究进展 何红媛,夏 冬1,王 萍2 综述, 吴绍华 审校 (泸州医学院教务处; 12000级肝胆外科研究生; 22000级组胚研究生,四川泸州 646000) 中图分类号 R321.5 文献标识码 A 文章编号 1000-2669(2002)06-0179-03 干细胞的发展引起了当今世界各界的强烈关注,其原因之一是人类胚胎干细胞系的成功培育;二是成体干细胞不断被成功培育成机体的其它细胞类型,甚至科学家们利用从皮肤中提取的干细胞培养出包括人类赖以进行思维活动的神经细胞。由于成体干细胞的材料来源不象胚胎干细胞会毁坏所使用的胚胎,而且容易获得组织替代,因而成体干细胞有着比预想更为广阔的应用前景。我们将有可能利用干细胞所有的潜力去治疗遗传性或目前无法治疗的疾病,如早老性痴呆症、帕金森综合征、糖尿病和心脏病等,但在干细胞被用于治疗之前,必须认识和掌握调节干细胞保持为干细胞或引导其特殊分化途径的调控机制,本文对干细胞的微环境及分化调控机制作一综述。 1 干细胞的概念及应用前景 干细胞是一群具有无限的或被延长自我更新能力的细胞,它们能产生至少一种高度分化的后化[1]。按生存阶段顺序分为胚胎干细胞和成体干细胞。 1.1 胚胎干细胞(Embry onic stem cells,ES细胞) 胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并有分化为体内所有组织的能力。受精卵分裂形成一个称为囊胚(blastocyte)后,囊胚内部一端的一个”内细胞群”(innercell mass)是一群具有全能分化能力的细胞,它们在胚胎发育过程中,进一步分化为内胚层、中胚层和外胚层,并最终分化为不同的组织、器官,成为一个完整的人体。将这种内细胞群分离取出,在体外进行培养,就成为”胚胎干细胞”。因此胚胎干细胞是受精后胚胎内细胞团的衍生物。小鼠的胚胎干细胞的研究表明,它们在体外可以在一些生长因子的诱导下分化,发育成为不同的细胞和组织,并可以使其在小鼠子宫内发育成一个完整的小鼠。显然,人的胚胎干细胞可以通过改变体外培养条件(如生长因子的成分和含量)使之向不同组织细胞分化,这对揭开人体的个体发育之谜,具有极其重要的理论意义。此外,如果能够使第一代培养物衍生的一群干细胞在体外无限传代下去,成为”干细胞株”,这样就可以保存和利用干细胞株在体外不断扩增并用来进行广泛研究,诱导产生不同的组织细胞,甚至器官,供临床移植用。据报导现已获得的人类胚胎细胞株还没有一个被证明能转化成为人类身体所有细胞,但随着科学的发展,无论从基础研究角度、应用潜力,还是从人类同疾病作斗争的决心来看,人类ES细胞的研究将获得更大的发展空间。 1.2 成体干细胞(Adult stem cells) 作者简介:何红媛(1974-),女,实习研究员。成年动物的许多组织和器官,始终保留着一部分未被分化的干细胞,即成体干细胞,如造血干细胞、表皮细胞等。过去认为成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,是一些定向细胞。1999年以后,这一观点受到了挑战, Bjorns on等人的研究发现成熟组织中分离的干细胞在特定微环境下具有向其他组织类型细胞分化的潜力,如造血干细胞具有向骨、肌肉、肝细胞、神经细胞转变的潜力,而神经干细胞也可以转变为血细胞。研究提示:不同胚层起源的成体干细胞在一定的条件下可相互转化,它们是在特定微环境中存在的适度分化的细胞,并能在不同环境中显示更多的潜在基因型,具有向其它组织类型的细胞分化的潜力,即不同的干细胞可以发生分化“命运”的转变(横向分化能力)。[1～5] 2 干细胞的自我更新和分化 从发生机制来看,干细胞并不直接分化产生终末分化细胞,而是先分化成短暂扩充细胞(transit am plifying cells),短暂扩充细胞有产生定向分化成某种终末分化细胞的能力,因而是定向祖细胞(committed progenitors)。短暂扩充细胞再经过几次到十几次不等的分裂后定向分化,进一步可分化为有丝分裂后细胞(post-mitotic cells)及终末分化细胞(terminally-differentiated cells)。短暂扩充细胞的存在说明组织可以靠较少量的干细胞分裂为很多的子代分化细胞[6]。干细胞自我更新和分化的方式通常有两种[7,8],一种是不对称方式分裂,即1个干细胞分裂成1个干细胞和1个定向祖细胞,常见于单细胞生物和无脊椎动物;另一种是具有高度调控机制的分裂方式,干细胞按一定的概率分裂成干细胞或定向祖细胞,即干细胞按一定的概率分裂为两个干细胞或两个定向祖细胞;或按不对称方式分裂,一般认为哺乳类动物即以此种方式进行自我组织更新。细胞的更新具有准确无误性,干细胞在整个增殖过程中处于相对静止状态,而由短暂扩充细胞完成DNA合成和细胞扩充的任务,干细胞在分裂后仍保留其原有的遗传信息。短暂扩充细胞拥有新复制DNA序列,以保证差错仅停留在短暂扩充细胞水平。通常干细胞等数分裂干细胞和定向祖细胞,当受到损伤等情况时,干细胞的分裂方式会发生改变以适应机体的需要[10]。 3 干细胞的调控 干细胞的调控是指给予适当的条件因子,对干细胞的增殖和分化进行调节控制,使之向指定的方向发展。干细胞的分化行为是被预先程序化还是受周围环境的调控一直是一个有争论的话题,但干细胞所处的微环境又称为干细胞壁龛(niche),对干细胞分化调控的影响是存在的[2]。 971 泸州医学院学报 2002年 第25卷 第1期Journal of Luzhou Medical C ollege V ol.25 N o.1 2002
木材木质部细胞分化成熟过程及其可视化的研究进展_席恩华
木材木质部细胞分化成熟过程及其可视化的研究进展 席恩华1，赵广杰1，张建辉1， 2 （1.北京林业大学材料科学与技术学院，北京100083；2.国家林业局林产工业规划设计院，北京100010）摘要：对木材形成层细胞的分裂过程、木质部细胞的分化过程、细胞壁的木质化过程以及三维可视化应用于木材木质部细胞分化成熟过程的研究现状加以综述，并对今后的研究提出了展望。 关键词：形成层；木质部细胞分化；可视化中图分类号：TS612 文献标识码：A 文章编号：1001-4462（2010）02-0013-03 Research Progress of Wood Xylem Cell Differentiation and Maturation Process and Its Visualization XI En-hua 1，ZHAO Guang-jie 1，ZHANG Jian-hui 1， 2 （1.College of Material Science and Technology ，Beijing Forestry University ，Beijing 100083，China; 2.Planning and Design Institute of Forest Products Industry ，Beijing 100010，China ） Abstract ：The research state of wood cambium abruption process ，xylem cell differentiation process ，the cell wall lignifications process and the application of three-dimension visualization in xylem cell differentiation and maturation process are summarized ， with the future research prospected.Key words ：cambium;xylem cell differentiation;visualization 木材木质部细胞的分裂分化与其自身的内外部因素在时间和空间上的综合表现有关，以细胞生物学为基础研究木质部细胞的分裂、分化以及应用计算机图形学处理技术模拟其过程，不仅是了解细胞分裂分化控制的基础，而且有利于对木材形成的了解。因此，总结前人的研究成果，探索该领域的研究进展和方向具有重要的意义。 1形成层细胞的分裂过程1.1 形成层细胞的活动 目前关于形成层原始细胞如何确定尚无定论，较普遍接受的是单层和多层复合理论，即认为形成层带不仅包括单层永久性原始细胞，而且还包括由具有分裂能力的母细胞组成的区域。通常将包括母细胞在内 的形成层带的细胞统称为形成层细胞［1］。 形成层细胞在恢复活动过程中其超微细胞结构表现出明显的变化。细胞壁变薄是形成层细胞恢复活动的重要特征。形成层纺锤形细胞的径壁比弦壁要厚，而处在休眠期的形成层细胞，其径壁与弦壁的差别更明显，不论是针叶树种还是阔叶树种，这一现象都普遍存在。殷亚方在形成层活动规律的研究中，通过光学显微镜观察，明确了毛白杨形成层一个完整活动周期的活动式样以及次生组织的分化方式。利用透射电子显微镜（TEM ）首次得到了毛白杨完整活动周期内不同阶段形成层带超微结构的变化信息［2］。1.2 形成层细胞的分裂 处在活动期的形成层细胞不断进行分裂，形成层纺锤形细胞的分裂包括两个过程，一是进行平周分裂，向外侧分裂形成韧皮部母细胞，向内形成木质部母细胞，在进行平周分裂的同时，由于形成层的圆周必须扩大，因此形成层纺锤形细胞还要通过垂周分裂来增加 收稿日期：2009－09－24 基金项目：2008年博士点基金“人工速生木材木质部细胞 分化成熟过程的可视化”（200800220006） 第38卷第2期林业机械与木工设备 Vo138No.22010年2月 FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT Feb. 2010
干细胞向生殖细胞诱导分化的调控机理及应用性研究
一、研究内容 本项目将以胚胎干细胞及诱导多能干细胞（iPS）为技术平台，研究哺乳动物干细胞向生殖细胞分化以及生殖细胞减数分裂的调控网络和机理，并建立研究生殖细胞分化所需的生物技术平台及多种细胞及小鼠模型，从而提高干细胞向生殖细胞诱导分化的效率，为大型经济动物优质培育奠定基础。 （1）利用蛋白质组学，BiFC组学, 信息学研究平台，建立以PGC关键调控元为中心的信号调控网络，筛选控制PGC基因表达的关键因子，并阐述端粒蛋白以及端粒酶在干细胞向PGC诱导分化过程中的作用机理。同时利用表观遗传学研究技术，分析PGC诱导过程中组蛋白修饰的动态过程和不同修饰与PGC发育之间的相互关系。探讨以上关键信号调控网络、关键因子在诱导牛干细胞向生殖细胞分化过程中的调控机理。 (2) 利用基因组学、蛋白质组学研究技术，系统地分析精原干细胞和胚胎干细胞的特异性差异。阐明雄性生殖细胞中诱导减数分裂的分子机制，建立干细胞体外诱导分化雄性生殖细胞的理论体系，并分析体外生成生殖细胞的生物学功能。 (3)以人及小鼠胚胎干细胞体外分化系统为模型，优化PGC特化的条件，并通过转基因及基因敲除的方法，探索关键转录因子及信号网络在PGC形成过程中的功能及调控机理。 (4)建立较为完善的牛ES细胞体外培养体系，探讨牛干细胞自我更新和分化途径。通过转基因技术、选择合适的生长因子、转录因子和培养体系诱导牛ES细胞分化为雄性生殖细胞，并建立相应的技术平台。
二、预期目标 总体目标 本项目以研究诱导分化技术、蛋白调控网络、减数分裂机理及农业经济动物培育为主线，紧密围绕以上3个拟解决的关键科学问题。在建立的多种技术平台的基础上，确立以PGC关键调控元为中心的信号调控网络，筛选控制PGC 基因表达的关键因子。系统地分析精原干细胞与胚胎干细胞之间特异性差异，阐明雄性生殖细胞中诱导减数分裂的分子机制。同时，建立体外诱导培养功能性生殖细胞的技术体系，以小鼠为主要研究对象，尝试应用干细胞诱导产生的生殖细胞来培育优化动物，最终确立我国在这一极富竞争性的前沿探索领域的领先地位。 五年预期目标 1，发展基于干细胞学和生殖细胞学研究的一整套方法和综合技术平台。 2，建立以PGC关键调控元为中心的较为完整的信号调控网络，筛选出控制PGC 基因表达的几个关键因子。 3，明确端粒蛋白以及端粒酶在干细胞向PGC诱导过程中的作用机理，并揭示组蛋白修饰的动态过程和不同修饰与PGC发育之间的相互关系。 4，明确精原干细胞和胚胎干细胞之间的基因表达差异，确定3-6个差异表达基因。5，阐明雄性生殖细胞中诱导减数分裂的分子机制。 6，建立一整套诱导PGC生成的培养体系。 7，建立1-3个体外培养生长状况良好、表达干细胞标记的牛ES细胞系，初步阐明牛干细胞自我更新和分化的可能途径。 8，力争建立牛ES细胞体外诱导分化形成功能性配子（精子、卵子）的技术体
Th17细胞及其分化调控机制研究进展
动物医学进展,2010,31(9):8992 Pr ogress in Veterinary Medicine T h17细胞及其分化调控机制研究进展 滕素玲,郑世民* (东北农业大学动物医学学院,黑龙江哈尔滨150030) 摘要:辅助性T 细胞17(T help cell 17,T h17)是2005年发现的能够分泌白细胞介素17的CD4+T 细胞,其与Th1、T h2、T regs 共同构成CD4+T 细胞的4个亚群。该细胞的分化受多种细胞因子和信号分子 精细而复杂地调控。转化生长因子(T GF )、IL 6、IL 23和ROR t 在Th17细胞的分化形成过程中起着积极的促进作用,而Socs3和Ets 1则抑制它的分化。论文对Th17细胞及其分化调控机制的研究进展做一简要综述。 关键词:T h17细胞;白细胞介素17;分化调控 中图分类号:S852.4文献标识码:A 文章编号:10075038(2010)09008904 从激活的T 细胞杂交瘤中克隆出小鼠细胞毒 性T 淋巴细胞相关抗原8(CTLA 8)的cDNA 序 列,并将其相关蛋白命名为白细胞介素17(interleu kin 17,IL 17)以来,IL 17基因相继在人、鸡、鸭、猪、牛、马等动物中克隆成功,并对其生物学功能进行了广泛研究,直到2005年产生IL 17的T h17细胞才被认识到是一种独特的CD4+T 细胞亚群。 收稿日期:20100311 基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(C200841);黑龙江省教育厅项目(11511031) 作者简介:滕素玲(1983-),女,山东德州人,硕士研究生,主要从事畜禽免疫病理研究。*通讯作者 [21]孙朝辉,郑文玲,张宝,等.基因芯片技术检测J 型肝炎病毒的研究[J ].第一军医大学学报,2004,24(1):4449. [22]张辉,杨晓洁,张媛,等,基因芯片技术及其在病原微生物检测和研究中的应用[J].动物医学进展,2009,30(12):100 104. [23]张海燕,马文丽,李凌,等.乙型脑炎病毒与黄热病病毒联合诊断基因芯片的初步实验研究[J].中国现代医学杂志,2007, 17(15):18111813. [24]周斌,刘祥,陈溥言.猪细小病毒分子诊断技术与基因工 程疫苗研究进展[J].畜牧与兽医,2007,39(2):5456.[25]黎喜,邱文.流行性乙型脑炎的CT 诊断初探[J].影像诊 断与介入放射学,2005,14(3):143144.[26]Kalit a J ,Misra U K.C o m paris o n of C T s can and MRI findings in t he diagnosis of Japanes e en ceph alit is [J ].Neurol Sci, 2000,174(1): 3.Progress on Diagnosis of J apanese Encephalitis PEI Guo shun 1,FEN G Ruo fei 1,2,H OU Lan xin 1 (1.Co l l eg e o f Lif e Science and Eng i neeri ng ,N ort hwest Uni versi ty f or Nat i o nal i ti es ,L anzh o u,Gansu,730030,China; 2.Key Lab orat ory of Stat e Et hnic Af f ai rs Comm i ssi o n f or Bi oengi neer in g , Nort hwest Univer sit y f o r N ati onali t ies ,Lanzho u,Gansu,730030,China) Abstr act:Japanese encephalitis is an insect borne disease harm seriously endangers the pig industry and hu man health,and causes large economic losses each year.In order to better control and prevention of this disease,timely diagnosis is particularly important.The diagnosis of Japanese encephalitis are virus isolation and identification,serological diagnostic technology and molecular biology technology and so on.each diag nostic technology has its advantages and disadvantages,so the appr opriate method of diagnosis should be selected should be selected basing on actual situation.The paper reviewed the principles and characteristics f ff y,f K y ;f ;;R;LIS o di erent diagnosis technolog and pr ospected the development vision diagnosiso Japanese encephalitis.e words:Japanese encephalitis immuno luorescence diagnosis PC E A
2011CB965000-G三维培养干细胞自我更新与定向分化的调控网络
项目名称：三维培养干细胞自我更新与定向分化的 调控网络 首席科学家：戴建武中国科学院遗传与发育生物学 研究所 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：中国科学院
二、预期目标 本项目的总体目标： 通过本项目的实施，建立干细胞三维培养和完善干细胞纳米示踪技术，解析干细胞自我更新与分化过程中遗传与表观遗传的调控网络，为干细胞的应用奠定基础。取得一批具有重大影响的科研成果，提高我国在干细胞研究领域的自主创新能力。 五年预期目标: 1．综合考虑多种因素，最大限度模拟体内环境，制备出适合干细胞生长分化的三维支架材料，建立三维培养多能干细胞和成体干细胞的自我更新和定向分化的研究体系。 2. 结合基因组、蛋白质组和磷酸蛋白质组分析结果探讨三维培养条件下干细胞自我更新和定向分化的分子和细胞机制，阐明在干细胞自我更新和定向分化中起关键调控作用的信号通路和信号网络、转录调控以及表观遗传调控网络。 3．通过模式动物体内干细胞维持与定向分化研究，发现并鉴定与神经干细胞的维持、分化相关的一些新基因，阐明其作用机制。明确体外三维培养的神经干细胞在体内的自我更新能力与分化潜能，并对其导入体内后的有效性、安全性进行评估。分析三维培养干细胞与体内干细胞维持与分化机制的异同，获得干细胞调控的真实信息。 4. 建立干细胞纳米示踪与成像新技术，包括制备出高生物相容性、高量子产率的量子点，建立量子点标记活细胞及亚细胞组分的方法，实现对三维培养干细胞以及活体干细胞的特异性标记，建立三维培养干细胞和活体干细胞的三维、非损伤性的纳米示踪与成像技术。 5．培养研究生30名。博士后10名。 6．在本领域发表论文30篇，其中影响因子5以上的15篇。