细胞分化和干细胞
细胞与细胞分化的关系与机制
细胞与细胞分化的关系与机制细胞是构成生物体的基本结构单位，而细胞分化则是生物体发育过程中细胞特化为不同类型的过程。
细胞与细胞分化之间存在着密切的关系与复杂的机制。
本文将从细胞特性、分化过程和分化机制等方面来探讨细胞与细胞分化之间的关系与机制。
一、细胞特性对细胞分化的影响细胞分化是从一个多能性（多能）状态的细胞转变为不同功能特化的细胞的过程。
细胞分化的首要条件是存在具备分化潜能的细胞。
在早期胚胎发育阶段，胚胎中的细胞并没有完全定义其未来成为的细胞类型，这些细胞被称为干细胞。
干细胞具有自我更新和分化生成特化细胞的能力。
不同类型的细胞具有不同的特性，这些特性主要包括形态特征、功能特性和基因表达模式等。
这些特性在细胞分化过程中起到了重要的作用。
例如，神经元细胞具有长而延伸的突起，这使得神经元可以传递电信号。
而心肌细胞具有高度的收缩能力，使心脏能够有效地泵血。
二、细胞分化的过程细胞分化是一个复杂而精细的过程，可以分为两个主要阶段：细胞决定和细胞承诺。
细胞决定是指在早期胚胎发育过程中，细胞在外界和内部信号的调控下选择成为特定类型的细胞的过程。
在这个阶段，胚胎中的细胞逐渐确定其分化的方向。
这个过程受到多种因素的影响，如细胞外基质、生长因子和细胞间相互作用等。
细胞承诺是指细胞决定之后，细胞通过特定的基因表达程序来分化为特定类型的细胞。
在这个阶段，细胞表达特定的基因，启动一系列的分化过程，最终形成特定功能的细胞。
这个过程涉及到基因调控网络的复杂互动，包括转录因子、染色质构象和表观遗传调控等。
三、细胞分化的机制细胞分化的机制涉及到多个水平的调控，包括基因水平、表观遗传水平和细胞外环境调控等。
1. 基因水平在细胞分化过程中，特定的基因表达程序被启动，这导致了细胞的功能和特征的不同。
这是通过基因的激活和抑制来实现的。
在基因的激活方面，转录因子是关键的调控因子。
转录因子能够结合到特定的DNA序列上，通过调节基因的转录来控制基因的表达。
高中生物《第六章 第二节 细胞的分化》课件5 新人教版必修1
【思路点拨】 ACD均为已分化的细胞最 后发育成了完整个体，B项中的种子本身即是 由受精卵发育而来的，可以认为就是一个个体， 由种子培育成个体仅是个体的生长，不能体现 细胞全能性。
【归纳提升】 (1)生物体内细胞的全能性； 正常生物体内细胞虽具有全能性，但其全能性 受限制，不能得以实现。 (2)细胞全能性的表现：起点是已分化的细 胞(组织)，终点是完整的个体。 (3)细胞全能性实现的条件：离体情况下， 提供适宜的外界条件、营养条件。
1．概念：在个体发育中，由一个或一 种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生 理功能上发生稳定性差异的过程。
2．过程
3．细胞分化的特点 (1)持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生 命进程中，在胚胎期达到最大限度。 (2)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。 (3)普遍性：是生物界普遍存在的生命现象， 是生物个体发育的基础。 (4)遗传物质未发生变化。
例1 动物和人体内具有分裂和分 化能力的细胞称为干细胞。对图 的相关叙述中，错误的是( ) A．a过程表示干细胞能自我 更新 B．b、c过程表示干细胞具 有分化能力 C．a、b、c过程中细胞的遗 传信息表达情况不同 D．b过程形成的细胞直接组 成器官，可供器官移植使用 【尝试解答】 D
【思路点拨】
即时突破
2．在下列自然现象或科学研究成果中， 能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证 据的是( ) A．壁虎断尾后重新长出尾部 B．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂 C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 D．小鼠腺细胞的自我复制
解析：选B。根据细胞全能性的概念判断， 壁虎断尾后重新长出尾部，用体外培养的皮肤 治疗烧伤病人，小鼠腺细胞的自我复制是细胞 的有丝分裂进行增殖，均未发育成一个新的个 体；只有蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂符合 全能性的概念。
细胞的分化
干细胞（stem cell)：通常把机体中具 有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。 根据机体发育时期的不同，将机体干细胞分 为胚胎干细胞、成体干细胞。
根据分化能力的大小，可将机体干细胞分为： 全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞
一、胚胎干细胞的分化
胚胎干细胞：胚胎干细胞(embryonic stem cell，简称ES细胞) 是指存在于 早期胚胎中，具有多分化潜能的细胞。
二、细胞分化的特点：
稳定性
可逆性 稳定性：即在正常生理条件下，细胞的分化状 态一旦确定，将终生不变，既不能逆转也不能 互变。例如：肌细胞终生为肌细胞，神经细胞 终生为神经细胞，红细胞终生为红细胞…...
可逆性：在一定条件下，高度分化的细胞可以重 新分裂而回得到胚性细胞状态，这种现象叫做去 分化 (dedifferentiation) 或称脱分化，也称 细胞分化的可逆性。 例如：
一方面细胞核中的基因对细胞质的代谢起调节作
用；
另一方面细胞质对核内基因的活性有控制作用；
因此，核质的作用是相互的，紧密联系着的， 共同影响着细胞分化。
二、影响细胞分化的外在因素 1、外环境影响细胞决定 2、细胞相互作用诱导细胞分化 3、激素对细胞分化的作用
3、激素对细胞分化的作用
前述的卵细胞质、外环境和胚胎诱导对细胞分化的作用 是： 在胚胎发育的早期。 近距离的作用。 激素对细胞分化的作用则是： • 在胚胎发育晚期或胚后发育中。 • 远距离细胞之间也有相互作用。 如甲状腺素可引起蝌蚪变态；性激素刺激第二性征的出现。 激素分肽类：与膜受体结合 第二信使调节基因活动 甾类：与胞内受体结合 调节基因活动
一.细胞分化的概念
细胞分化： 是指一种类型的细胞在形态、结构、生理功能和生物化学特征 方面稳定转变成另一类型细胞的过程。
干细胞的分化和复制机制
干细胞的分化和复制机制干细胞是多能的细胞，它们具有自我复制和分化为各种细胞类型的潜力，因此被广泛用于医学和生物学研究。
在干细胞分化和复制的过程中，有很多关键因素起到重要作用。
干细胞的特点首先，我们需要了解干细胞的特点。
干细胞的自我复制是指它们可以不断地产生相同类型的细胞，从而维持干细胞群体的存在。
同时，干细胞也具有分化的能力，可以分化为多种不同类型的细胞，如神经元、心脏细胞、骨骼肌细胞等。
干细胞的种类干细胞可以分为以下几种：1. 多能干细胞（Pluripotent stem cells，简称PSCs）：多能干细胞可以分化为体内任何一种细胞，如胚胎干细胞和诱导多能干细胞。
2. 间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，简称MSCs）：间充质干细胞可以分化为骨骼肌细胞、软骨细胞、脂肪细胞等，常见于骨髓、脂肪组织等。
3. 祖细胞（Progenitor cells）：祖细胞与干细胞类似，但它们的分化潜力比干细胞要小。
干细胞分化机制干细胞的分化机制涉及多个因素。
其中，信号分子非常重要。
信号分子可以通过刺激或阻止特定的信号通路来调控细胞分化。
如神经元生长因子（NGF）可诱导神经细胞分化，而骨形态发生蛋白（BMP）则可诱导间充质干细胞分化为骨细胞。
另一方面，干细胞命运不仅由外界信号分子决定，还受到内部因素的调节。
例如，转录因子是一种调节基因表达的蛋白质。
它们可以直接或间接地作用于基因，从而影响细胞的分化和功能。
在干细胞的分化和复制中，转录因子起到了至关重要的作用。
例如，Oct-4是一种转录因子，它可以帮助维持干细胞的干性。
干细胞复制机制干细胞自我复制时，会进行对称分裂或不对称分裂。
对称分裂意味着一个细胞分裂成两个相同的细胞；而不对称分裂则意味着一个细胞分裂成两个不同类型的细胞，其中一个是干细胞，另一个则已开始分化。
这种不对称分裂为干细胞自我复制提供了一种机制。
同时，干细胞的复制也受到表观遗传学的影响。
细胞的分化与功能特化
细胞的分化与功能特化细胞是构成生物体的基本单位，具有各种不同的形态和功能。
细胞的分化是指在发育过程中，干细胞通过逐渐确定的分化途径，逐步形成特定形态和功能的细胞类型。
而细胞的功能特化则是指不同类型的细胞在形态和功能上的差异化，以适应生物体的生理需要。
细胞的分化和功能特化是生命发展和维持的重要机制。
一、细胞分化的过程细胞分化是多个过程的复合结果，主要包括细胞特化、形态变化和功能变化。
1. 细胞特化：细胞特化是指干细胞通过遗传和环境激素的调控，逐渐分化为特定细胞类型。
例如，在从受精卵发育为胚胎的过程中，胚胎干细胞会分化为内胚层、外胚层和中胚层等细胞类型。
2. 形态变化：细胞在分化过程中会发生形态的明显变化。
例如，肌肉细胞在分化过程中会逐渐形成肌纤维，并且形态上会与其他类型的细胞有所区别。
3. 功能变化：细胞在分化过程中还会出现功能的特化。
例如，神经细胞在分化过程中会产生电信号，并与其他神经细胞进行信息传递，从而实现神经系统的功能。
二、细胞功能特化的意义细胞的功能特化使得生物体能够高效地完成各种生理功能，从而维持生命活动。
1. 分工合作：不同类型的细胞根据其功能的特化，能够在生物体内相互协作，形成高度有序的组织和器官系统。
例如，心肌细胞和血管内皮细胞分别具有心脏和血管的特殊功能，它们密切协作，实现心血管系统的正常运行。
2. 适应环境：细胞的功能特化还使得生物体能够适应不同的环境条件。
例如，植物细胞的根毛细胞通过分化和特化，形成大量根毛，增加吸收水分和营养物质的表面积，以适应植物在土壤中生长的需求。
三、细胞分化与功能特化的调控机制细胞的分化和功能特化受到多种因素的调控，包括遗传因素、激素调控和细胞间相互作用等。
1. 遗传因素：细胞分化过程中的转录因子和信号分子的表达和调控，直接影响细胞的分化和功能特化。
例如，特定的基因表达模式可以决定干细胞的分化命运。
2. 激素调控：激素通过与细胞中的受体结合，启动细胞特化过程。
细胞的分化
第二节
细胞分化
本节重点
一,细胞分化的概念 二,细胞分化的特征 三,细胞分化的结果 四,细胞分化的意义 五,干细胞
一,细胞分化的概念
在个体发育中,由一个或者一种细胞增殖产 生的后代,在形态,结构和生理功能上发生 稳定性差异的过程.
二,细胞分化的特征
持久性 普遍性 时间性和空间性 遗传物质未发生改变
胚胎期是细胞分化最重要的时期,且最为 频繁和迅速.即在胚胎时期达到最大分化 程度.
三)时间性和空间性 时间性: 在不同的发育阶段,一个细胞,可以有 不同的形状和功能,即时间上的分化. 空间性 细胞分化的位置和微环境的不同,产生 不同形态和机能的细胞. 单细胞 —— 时间上的分化 多细胞 —— 时间上和空间上的分化
四),遗传物质未发生变化
同一个体所有的细胞具有相同的一套遗传物质, 分化并没有导致遗传物质的变化. 细胞分化的原因是不同的细胞中遗传信息 的执行情况不同(基因选择性表达).
细胞分化的本质
三,细胞分化的结果
1.产生不同的组织器官(最主要的结果)
三,细胞分化的结果
2.导致细胞细胞逐渐丧失其分裂的能 力,如 神经细胞,而且想神经细胞这样的分化是不可 逆的; 有些细胞终生保持较旺盛的细胞分裂能力,如各种干细胞; 有些分化的细胞在特殊的情况下课暂时恢复分裂能力 (人的 黄骨髓) 规律: 规律:细胞的分化程度越低,细胞分裂能力越强
个细胞) 一个受精卵(1个细胞) 个细胞
人 的 个 体 发 育 过 程 死
亡
41次分裂 次分裂 个细胞) 婴儿(约2×1012个细胞) ×
各种组织和器官
衰 老
个细胞) 成年人(≈60×1012个细胞) ×
各种组织和器官 执行各种复杂生命活动
干细胞
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1998年，Thomson等成功建立了长期体外培养的人 胚胎干细胞系。 1999年，Goodell和Jackson发现小鼠骨骼肌干细胞可 以分化为血液细胞。 20世纪末，治疗性克隆技术的诞生。
6
1999：《科学》杂志公布干细胞为世界十大科技进 展榜首。 2000：美国61名诺贝尔奖得主及其它科学家联名要 求美国政府对干细胞研究给予全面支持，同年美国 总统克林顿宣布美国政府准许用政府经费进行人体 胚胎干细胞研究。 2005：英国科学家5月19日宣布,他们在欧洲首次成 功克隆出人类胚胎。
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端粒（telomere）和端粒酶（telomerase）是近年来生 命科学研究的热点之一。 尤其是染色体端粒、端粒酶与动物及人类的衰老、恶 性肿瘤发生的高度相关性，更是成为分子生物学、基础 医学、动物学、发育生物学等众多学科关注的焦点。 人们对它进行了一系列深入研究，期望能寻找出抗细 胞衰老和治疗肿瘤的新途径。
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胚胎干细胞研究的技术和伦理问题：
1)胚胎干细胞极易分化为其他细胞，如何维持体外 扩增时不分化？ 2)如何定向诱导干细胞分化？ 3)由胚胎干细胞在体外发育成一完整的器官尤其是 像心、肝、肾、肺等大型精细复杂的器官这一目标 还需要技术上的突破。 4)如何克服移植排斥反应？
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为什么一定要进行胚胎干细胞研究 1.人们尚未从人体的全部组织中分离出成体干细胞， 例如人们尚未发现人类的成体心脏干细胞。 2.成体干细胞含量极微，很难分离和纯化，且数量随 年龄增长而降低。 3.在一些遗传缺陷疾病中，遗传错误很可能也会出现 于病人的干细胞中，这样的干细胞不适于移植。
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按分化潜能
全能干细胞 （Totipotent Stem Cell）
具有全能性，能够分化成所有细胞类型，进一步形成机 具有全能性，能够分化成所有细胞类型， 体的任何组织和器官。 体的任何组织和器官。
干细胞分化路径
干细胞分化路径
干细胞分化路径是指干细胞在受到外界信号（如基因表达、细胞间相互作用、营养物质、氧气等）的影响下，经历一系列的分化过程，从而形成最终的细胞类型，通常情况下，这些细胞类型都是有特定功能的。
干细胞分化路径大体可分为三个阶段：一是上皮-间质分化；二是间质-表皮分化；三是表皮-各种细胞类型的分化。
第一阶段：上皮-间质分化。
在这一阶段，干细胞会先分化成上皮细胞，然后再分化成间质细胞，这些细胞在细胞内含有特定的蛋白质，可以对周围环境进行感知与响应。
第二阶段：间质-表皮分化。
在这一阶段，干细胞会先分化成间质细胞，其中的蛋白质会随着环境的改变而发生变化，并分泌出一些细胞因子来调节细胞周围的环境，当细胞因子分泌量足够时，间质细胞就会发生表皮分化。
第三阶段：表皮-各种细胞类型的分化。
在这一阶段，表皮细胞会根据不同的环境要求而分化成不同的细胞类型，其中可以分化成神经细胞、肌细胞、血细胞等，这些细胞类型都具有特定的功能。
干细胞的分化与功能鉴定技巧
干细胞的分化与功能鉴定技巧干细胞是一类具有自我更新和多向分化能力的细胞，具有巨大的潜在临床应用前景。
干细胞分化和功能鉴定是研究干细胞特性和应用的关键环节。
本文将介绍干细胞分化和功能鉴定的技巧和方法。
1. 干细胞的分化过程干细胞分化是指干细胞从原始状态向特定细胞类型的定向发展过程。
分化过程受到许多内外部因素的调控，包括细胞内信号通路、外界环境和遗传因素等。
在研究干细胞分化过程中，利用特定的培养条件和信号通路激活剂可以促进干细胞定向分化为目标细胞类型。
2. 干细胞的功能鉴定干细胞的功能鉴定是评估干细胞特性和功能的过程，包括干细胞自我更新、多向分化潜能和功能表现等方面的评估。
常用的功能鉴定方法包括细胞标记、细胞活力测定、基因表达分析和细胞特定功能实验等。
3. 基于表观遗传学的干细胞分化与功能鉴定表观遗传学是一种研究基因组范围上的染色质状态调控的学科，其在干细胞分化和功能鉴定中得到了广泛应用。
比如通过分析特定的组蛋白修饰模式和DNA甲基化水平，可以鉴定干细胞的特异性和定向分化程度。
同时，表观遗传学的方法还可以用于预测干细胞的潜在功能和应用前景。
4. 基于转录组学的干细胞分化与功能鉴定转录组学是研究全基因组的转录水平的学科，通过高通量测序技术可以揭示细胞在不同分化状态下的基因表达模式。
在干细胞分化和功能鉴定中，通过对不同阶段的干细胞和目标细胞进行转录组分析，可以发现关键的转录因子和信号通路，从而深入研究干细胞的分化机制和功能特性。
5. 干细胞的细胞标记与追踪技术干细胞的细胞标记和追踪技术是研究干细胞分化和功能的重要手段。
常用的细胞标记技术包括荧光标记、放射标记和发光标记等，这些标记方法可以通过显微镜观察或分析仪器检测到，从而追踪干细胞在体内外的分化和迁移过程。
6. 干细胞的细胞活力测定技术干细胞的细胞活力测定是评估干细胞功能的重要方法之一。
在干细胞分化和功能鉴定过程中，通过测定细胞的代谢活性、增殖能力和存活率等参数，可以了解干细胞的状态和生理特性。
细胞的增殖与分化
细胞的增殖与分化细胞是构成生物体的基本单位，维持生物体正常运作的关键。
细胞增殖和分化是维持生物体生长和修复组织的重要过程。
本文将探讨细胞增殖和分化的基本原理和调控机制。
一、细胞增殖细胞增殖是指细胞数目的增加，即一个细胞会分裂成两个完整的细胞。
细胞增殖是生物体生长的基础，也是维持组织和器官功能的必要条件。
细胞增殖的过程包括三个主要阶段：间期（G1期、S期和G2期）、有丝分裂（M期）和细胞分裂（C期）。
在间期，细胞准备进行DNA复制，为后续的细胞分裂做准备。
在有丝分裂中，细胞的染色体复制，并在分裂过程中均匀地分配给两个新细胞。
最后，细胞分裂将细胞质和细胞器等结构均匀地分配给两个细胞。
细胞增殖的调控主要受到细胞周期调控系统的控制。
细胞周期调控是由一系列蛋白质激酶和抑制因子组成的复杂网络。
这些蛋白质根据细胞的生长需要，在不同的细胞周期阶段起到正向或负向调控的作用。
细胞周期调控的紊乱可能导致细胞增殖异常，如癌症等疾病的发生。
二、细胞分化细胞分化是指未分化的细胞逐渐特化为具有特定功能的细胞类型，如肌肉细胞、神经细胞等。
细胞分化是维持多细胞生物体正常发育和功能的基础。
细胞分化的最早阶段是干细胞的形成。
干细胞是一类具有自我复制和分化潜能的细胞，可以分化为多种细胞类型。
经过特定的生物信号和调控网络的作用，干细胞会进一步分化为特定细胞系列的细胞。
细胞分化的调控机制包括外源性信号和内源性因素的作用。
外源性信号可以来自于邻近细胞、细胞外基质和细胞因子等。
这些信号物质与细胞表面的受体结合后，通过激活一系列信号传导通路，影响细胞的基因表达和细胞功能。
同时，内源性因素，如转录因子和启动子等，也参与了细胞分化的调控过程。
这些因素可以与DNA结合，改变染色体的结构和细胞的转录活性，从而促进特定基因的表达。
三、细胞增殖与分化的关系细胞增殖和分化是相互联系的过程。
细胞增殖提供了足够的细胞数量，为细胞分化提供了充足的原始细胞。
同时，细胞分化后的细胞也可以继续进行增殖，以维持组织的稳态和功能的正常运作。
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Southern 杂交
Northern 杂交
胰岛细胞 +
• 持家基因 • 奢侈基因
（六）细胞分化的基因表达调控 主要发生在转录水平
1.组织细胞特异性转录因子和活性染色质结构区 决定了细胞特异性蛋白的表达
与基因表达的调控区相互作用的转录因子分两大类：
通用转录因子：为大量基因转录所需要并在许多细胞 类型.细胞分化具有高度的稳定性； 2.已分化的细胞可发生去分化； 3.特定条件下已分化的细胞可转分化为另一种类型
细胞。
（案例二）John.B. Gurdon在1962年发现细胞的 专门化是可逆的。关于这一发现有一个在青蛙体 内做的经典的实验：他用来自成熟的肠细胞的核 在卵细胞替换掉了不成熟细胞核。这一修改后的 卵细胞最终仍发展成为一个正常的蝌蚪。这也说 明成熟细胞的DNA仍然有发展青蛙体内所有细胞 的所有必须信息。
（四） 终末分化细胞的细胞核特性
爪蟾核移植实验
哺乳动物核移植实验—“多莉”（Dolly）羊的诞生
（五）细胞分化的实质
分子杂交技术检测基因及其表达
卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 实验方法
细胞总 DNA
细胞总 RNA
输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞 输卵管细胞 成红细胞
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2. 干细胞微环境包括多种组成成分 • 信号分子:以自分泌或旁分泌的形式影响干细胞 的增殖与分化。
• 细胞黏附分子:确保干细胞定居于微环境中，并 接受信号分子的调节。
• 细胞外基质:对干细胞正常功能的维持提供了重要 信号，并且可以直接调节干细胞的分化方向。
• 空间效应:空间结构对保持适宜的干细胞数目和 干细胞的定向分化发挥了重要作用。
DNA甲基化修饰主要与基因抑制有关
人类胚胎红细胞中珠蛋白基因的甲基化
组蛋白共价修饰决定了转录因子是否能够与基因表 达调控区结合 组蛋白密码（histone code），它决定了染色质转 录活跃或沉默的状态。
修饰的种类
乙酰化及其作用
基因活化蛋白引导的染色质局部结构改变
（七）细胞分化的影响因素
1.胞质中的细胞分化决定因子与传递方式 影响细胞分化的命运
脊椎动物细胞分化示意图
造血干细胞（HSC）的分化是典型的等级式分化过程。
胚胎干细胞的来源与早期分化
细胞分化的一般规律：在胚胎发育过程中，细胞逐 渐由“全能”到“多能”，最后向“单能”的趋向
。
细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”
2.细胞分化与细胞的分裂状态和速度相适应
①②分别是什么生命现象？ 两者有何区别和联系呢？
（ 案例一）诺贝尔奖委员会称，这两位科学家的 发现：成熟的、专门的细胞可以重新编程成为未 成熟的细胞，并能够发育成人体的所有组织。他 们突破性的发现完全改变了我们对细胞发展和细 胞专业化的看法。我们现在知道，成熟的细胞不 会永远局限于其专门的状态。
（一）细胞分化的潜能及其与增殖的关系
1.细胞分化的潜能
通常细胞在增殖（细胞分裂）的基础上进行分化 ；细胞分裂旺盛时分化变缓，分化较高时分裂速 度减慢—个体生长发育的一般规律。
（二）细胞分化方向由细胞决定来选择
细胞决定实验示意图
果蝇成虫盘细胞的移植实验
1.细胞决定(cell determination)：在个体发育过程 中，细胞在发生可识别的分化特征之前就已经确定 了未来的发育命运，只能向特定方向分化的状态。 2.细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方向。 3.细胞决定具有遗传稳定性。
胚胎诱导及其特点
眼球发育过程中的多级诱导作用 A 初级诱导 B 次级诱导 C 三级诱导
2.胚胎细胞间的相互作用还表现为细胞分化的抑制效应
抑制：是指在胚胎发育中已分化的细胞抑制邻近细胞 进行相同分化而产生的负反馈调节作用。
3.激素是不相邻的远距离的细胞间 相互作用的分化调节因子
4.细胞分化的方向可因环境因素的影响而改变
LIF-STAT信号通路图
2.一些重要的转录因子参与调控干细胞的未分化状态
第十二章 干细胞
(一)干细胞的“干性”， 及其非对称分裂方式
1.干细胞的生物学特征（干性） 2.除了与体细胞相同的对称分裂以外，干细胞还具 有独特的增殖方式，即非对称分裂
干细胞的独特增殖方式
（二）干细胞微环境是干细胞维持自我更新和 分化潜能的重要场所
1.干细胞微环境及其功能
概念：个体出生以后，组织干细胞（包括生殖干细 胞）生活的特殊微环境称为干细胞微环境，又称为 干细胞巢（stem cell niche）。不同组织类型的“干 细胞微环境”的组成及定位不同。
（1）母体效应基因产物的极性分布决定了细胞分化 与发育的命运
受精前后bicoid基因mRNA及翻译蛋白的浓度梯度分布
（2）胚胎细胞分裂时胞质的不均等分配 影响细胞的分化命运
细胞质中numb蛋白的不对称分布能够影响果 蝇神经细胞的发育
2.胚胎细胞间相互作用协调细胞分化的方向 （1）胚胎细胞间相互作用的主要表现形式是胚胎诱导
果蝇卵巢干细胞微环境
骨髓造血干细胞微环境
（三）细胞外信号分子通过调控细胞内一些 重要转录因子来维持干细胞“干性”
胚胎干细胞主要通过细胞外信号分子调控细胞 内一些重要转录因子，促进干细胞增殖，抑制细 胞分化关键基因的表达水平，维持胚胎干细胞未 分化状态。
1. LIF是目前唯一明确的保持小鼠干细胞干性 的重要细胞因子
组织细胞特异性转录因子：为特定基因或一系列组织 特异性基因所需要，并在一个或很少的几种细胞类型 中存在的因子。
通常情况下，细胞特异性的基因表达是由于仅存 于那种类型细胞中的组织细胞特异性转录因子与 基因的调控区相互作用的结果。
2.染色质成分的共价修饰制约基因的转录
表观遗传修饰：是指在编码基因序列不变的情况下 ，决定基因表达与否并可稳定遗传的调控方式。
第三节 细胞分化
一、章节概述
细胞分化： 由单个受精卵产生的细胞，在形态结构、生 化组成和功能等方面均有明显的差异， 形成这种稳定性差异的过程称为 cell differentiation。
干细胞： 具有自我更新与分化潜能的未分化或低分 化细胞（Stem cell）。
二、案例及分析
2012年诺贝尔生理医学奖获得者