造血干细胞分化图
细胞分化(共71张PPT)
genes)：
是指所有细胞中
① 生长因子，如sis，② 生长因子受体，如fms、erbB，③ 蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf，④ 细胞周期蛋白，如bcl-1，⑤ 调控
因子，如bcl-2，⑥ 转录因子，如均my要c、fo表s、ju达n。的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命
体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细
胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。
●不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。
二、 影响细胞分化的因素
●细胞的全能性(totipotency) ●影响细胞分化的因素
单细胞有机体的细胞分化
●与多细胞有机体细胞分化的不同之处： 前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细 胞分化构建执行不同功能的组织与器官。
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 胰岛细胞
卵清蛋白 基因
β-珠蛋白 基因 胰岛素 基因
实验方法
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Southern 杂交
+
-
-
-
+
-
-
-
+
Northern 杂交
组织特异性基因与当家基因
◆当家基因(house-keeping 随着染色体丢失 则可能恢复致癌（Rb）.
●转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过程。
第一节 细胞分化(Cell differentiation) 由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态
B细胞的发育
B细胞的发育鸟类的法氏囊是B细胞分化的场所。
哺乳类动物在胚胎早期，B细胞分化的最早部位是卵黄囊，此后在脾和骨髓，出生后则在骨髓内分化成熟。
B细胞分化过程可分为二个阶段，即抗原非依赖期和抗原依赖期。
在抗原非依赖期，B细胞分化与抗原刺激无关，主要在中枢免疫器官内进行。
而抗原依赖期是指成熟B细胞受抗原刺激后，可继续分化为合成和分泌抗体的浆细胞阶段，主要在周围免疫器官内进行。
（一）骨髓微环境早期B细胞的增殖与分化，其发生是与骨髓造血微环境（hemopoietic inducti ve microenviroment,HIM）密切相关。
HIM是由造血细胞以外的基质细胞（stroma cell）及其分泌的细胞因子和细胞外基质（extracellular matrix,ECM）组成。
基质细胞可包括巨噬细胞、血管内皮细胞、纤维母细胞、前脂肪细胞、脂肪细胞等。
由间质细胞分泌的纤粘连蛋白、胶原蛋白及层粘连蛋白等形成细胞外基质，此外还可合成和分泌众多的细胞因子。
HIM的作用主要是通过细胞因子可调节造血细胞的增殖与分化，通过粘附分子可使造血细胞与间质细胞相互直接接触，有利于造血细胞的定位和成熟细胞的迁出（表8-12，图8-5）。
表8-12 骨髓微环境与造血干细胞的相互作用基质细胞相互作用的媒介分子细胞外基质细胞因子纤维母细胞纤粘连蛋白SCF巨噬细胞层粘连蛋白G-CSF内皮细胞胶原蛋白等M-CSF前脂肪细胞GM-CSF脂肪细胞IL-4IL-6IL-7TGF-β图8-5 骨髓基质细胞与造血干细胞相互作用示意图（二）B细胞在骨髓内的发育B细胞与其它血细胞一样，也是由骨髓内多能干细胞分化而来。
过去曾认为T和B细胞可能来自共同的淋巴样干细胞，但迄今对基分化途径、分化部位以及其特异的表面标志尚未明确，有待进一步研究。
已证明，B细胞在骨髓内的发育，可经过祖B细胞（pro-B）、前B细胞（pre-B）、不成熟B细胞（immatureB）及成熟B细胞（mature）几个阶段。
第十二章造血干细胞及免疫细胞的生成
第十二章造血干细胞及免疫细胞的生成免疫细胞都属于血细胞，所有血细胞都来源于造血干细胞。
因此在一定意义上讲，免疫细胞的发育分化就是造血干细胞分化成熟的过程。
第一节 造血干细胞的特性和分化一、造血干细胞的起源和表面标记（一）造血干细胞的起源哺乳动物的造血最早发生在卵黄囊，随后转移到胎肝，胚胎发育中期以后以及出生后，骨髓成为主要的造血场所，并为B细胞发育的中枢免疫器官；胸腺是T淋巴细胞的分化成熟的中枢免疫器官。
早期的造血干细胞是多能造血干细胞（pluripotent hematopoietic stem cell），具有自我更新（self−renewing）和分化（differentiation）两种重要的潜能，赋予机体在整个生命过程中始终保持造血能力。
多能造血干细胞最初分化为共同淋巴样祖细胞和共同髓样祖细胞等等。
（二）造血干细胞的表面标记白细胞分化抗原和单克隆抗体技术的应用，为造血干细胞表面标记的研究及其分离纯化提供了重要的理论和实验依据。
人造血干细胞的主要表面标记为CD34和c-kit （CD117），不表达谱系（lineage）特异性标记。
（1）CD34：CD34是一种高度糖基化跨膜蛋白，有1%~4%骨髓细胞表达CD34，其中包括了造血干细胞，是造血干细胞的一种重要标记，应用CD34单克隆抗体可从骨髓、胎肝或脐血中分离、富集造血干细胞。
随着造血干细胞的分化成熟，CD34表达水平逐渐下降，成熟血细胞不表达CD34。
（2）CD117：CD117是干细胞因子（stem cell factor，SCF）的受体，是原癌基因c−kit的编码产物Kit。
CD117是属于含有酪氨酸激酶结构的生长因子受体，胞膜外区结构属IgSF。
CD117+细胞约占骨髓细胞的1%~4%，50%~70%CD117+骨髓细胞表达CD34，因此，CD117也是多能造血干细胞的重要标记。
（3）Lin－细胞：应用针对T细胞、B细胞、NK细胞、单核细胞、巨噬细胞、巨核细胞、髓系以及红系等多种谱系相应单克隆抗体的混合抗体（CD2、CD3、CD14、CD16、CD19、CD24、CD56、CD66b和血型糖蛋白A等抗体）结合免疫磁珠分离的方法，除去骨髓、胎肝单个核细胞中上述各个谱系发育不同阶段的细胞，所留下的细胞称为谱系阴性（Lin－）细胞，主要为早期造血干细胞。
2019-2020学年高中生物新教材人教版必修一课件：第6章 第2节 细胞的分化
2. ［2019·石家庄高一期末］下列关于细胞分化的叙述，不正确的是（ ） A. 细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质 B. 细胞分化是动物和植物发育的基础，且贯穿于其整个生命进程中 C. 通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至衰老、死亡 D. 分化的细胞一定会失去分裂能力，具有分裂能力的细胞一定没有分化
【解析】 分化程度越低的细胞，其全能性越高，分裂能力越强；分化程度越高的细胞，其分裂能力越弱，但 分化的细胞不一定完全失去分裂能力，D 项错误。 【答案】D
3. 细胞正常分化的结果是（ ） A. 增加细胞总表面积和蛋白质种类 B. 赋予不同种类细胞特定的结构和功能 C. 使细胞球形化并增强代谢 D. 导致水、酶、色素的含量均增多
例1
难度★★☆
右图为根尖的结构及细胞分裂和分化的情况。下列叙述中，正确的是（ ）
A. 观察细胞质壁分离时可选择a 区和b 区细胞
B. 观察根尖细胞有丝分裂时应选择d 区细胞
C. ②过程所经历的时间比①过程长
D. ③和④过程中核遗传物质未发生改变
典型★★☆
【解析】图中a 为根冠，b 为分生区，c 为伸长区，d 为成熟区。观察细胞质壁分离时应选成熟区细 胞，观察根尖细胞有丝分裂时应选分生区细胞。 ①过程为细胞生长，此过程为细胞分裂做好了物质准备，为分裂间期，②过程为分裂期，①过程所 经历的时间比②过程长。 ③④过程为细胞分化，细胞分化过程中，细胞核内的遗传物质未发生改变。 【答案】D
➢ 细胞全能性的应用
• 植物组织培养
1. 条件：离体，给予适宜的营养（水、无机盐、糖类等）和植物激素，提供适宜的温度、pH 等
条件。
2. 理论基础：植物细胞的全能性。
3. 过程：离体的细胞、组织、器官（外植体）
淋巴细胞发育及基因重排
阳性选择（获得MHC限制性）
阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞(CD4T和CD8T细胞）
三个重要事件及其意义
1. 功能性TCR形成（基因重排）
在双阴性晚期β链完成重排并开始表达，与替代α链 (pre T cell α)形成替代TCR (pTα:β)； 在双阳性期α链完成重排并开始表达，与β链形成 TCRαβ
2. 基因重排（rearrangement）
V/D/J/C基因群中各选择一个片段，组成单个Ig或 TCR的编码基因，再转录翻译成功能性Ig或TCR 。
BCR基因重排：胚系B细胞
VH基因(D-J V-DJ)重排 轻链基因(V/J)重排 转录为初始RNA RNA剪接 VDJ或VJ基因与C基因连接，形成mRNA 翻译为重链和轻链 以二硫键组合成Ig
一、BCR和TCR基因结构及其重排
1. 基因结构 TCR： β链：V-D-J-C
52 2 13
α 链：V-J-C
70 61
TCR： β链和δ链与BCR重链相似 α链和γ链与BCR轻链相似
• TCR胚系基因分别由定位于不同染色体的 多个不连续基因片段组成。 • 每一个TCR分别由V，D，J，C（或V，J， C）基因片段群中各选择一个基因片段组合 而成。由于基因片段数量众多，选择的随 机性和排列组合的多样性，形成TCR的多 样性。
阳性选择（获得MHC限制性）
阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞(CD4T和CD8T细胞）
2. 阳性选择
在胸腺皮质中， DP细胞TCR与胸腺皮质上皮细胞表 面的MHCI/II类分子以适当亲和力结合，分化为 CD8/CD4的SP细胞；不能结合或高亲和力结合的DP 细胞发生凋亡。
临床血液学检验-1-1-造血组织和造血调控
CD34 － 、Lin ＋ ＋ 原幼细胞成熟和功能完善
45
图 造血干细胞的自我维持和早期、晚期造血祖细胞群体
（3）造血祖细胞的形态学
39
造血干细胞
CD34 ＋细胞
CD34 － 细胞
CD34 ＋ 细胞
造血干细胞
早期 造血祖细胞
图 造血干细胞和CD34 ＋细胞
40
（5）造血干细胞的检测
单个细胞在生物体内有能力长期重建造血是判断该细 胞为造血干细胞的“金标准” 造血干细胞的数量极少，且形态上不能区别，目前还 没有建立体外直接测定造血干细胞的方法 脾集落测试法（脾集落形成试验）：1961年Till等首先 采用小鼠脾集落形成试验间接证明了造血干细胞的存 在 免疫表型检测：用流式细胞术检测及分选D34+CD38— 细胞，其性能接近于造血干细胞
图 造血理论的完善及其衍生的医学
32
（一）造血干细胞、造血祖细胞
1.
造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）
（1）概念 造血干细胞：是具有高度自我更新能力和多向分化能 力，在造血组织中含量极少，形态上难以辩认的类似 小淋巴细胞样的一群异质性的细胞群体
33
（2）造血干细胞的基本特征
造血干细胞随血流大量迁移到肝、脾及淋巴结等部位
3
图 卵黄囊血岛形成
4
血岛细胞 周边部分细胞 原始内皮细胞（血管干细胞） 原始血管壁 中央部分细胞
原始血细胞（造血干细胞）
生成原红细胞样细胞
迁移到肝、脾及淋巴组织
5
2.
肝脏造血
造血时间：始于人胚胎发育第6周初，至第5个月后逐渐 减弱，到出生后停止
造血组织
第6章 第2节 细胞分化 2014-2-23
这说明什么呢？
提取细胞核
植入代孕母羊子宫内
高度分化的动物细胞 新的细胞 没有表现出全能性
面母绵羊 C子宫内
去核卵细胞
无法发育成多利 苏格兰黑
该实验证明了 什么呢？
现今只证明已分化的动物体细胞 “多利” 细胞核具有全能性。
克隆牛(1998年 日本）
克隆猪(2000年 美国）
克隆猕猴 （2000年 美国）
分化成
注：分化不会改变细胞的遗传物质
一、细胞分化
3、意义：
P118
（1）是生物个体发育的基础；
（2）使多细胞生物体中的细胞趋向 专门化，有利于提高各种生理功能的 效率。
比较细胞分裂与细胞分化：
小肠上 皮细胞 血红 细胞
神经 细胞
有丝分裂
受精卵
细胞分化
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
6．动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称 为干细胞。对下图的相关叙述中，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
Ｄ
小结：
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。
细胞分化
2、特点： （1）持久性 （2）稳定性、不可逆性 （3）遗传物质没有改变 3、机理： 基因的选择性表达
4、意义： 生物个体发育的基础 1、概念： 已经分化的细胞，仍然具有 发育成完整个体的潜能。
P117
高中生物第一轮复习-人教版高中生物必修一分子与细胞第六章细胞的生命历程第2节 细胞的分化
6、细胞全能性大小的比较
分化程度不同：胚胎干细胞 ＞造血干细胞 受精卵＞生殖细胞 ＞体细胞
物种不同：植物细胞 ＞动物细胞 分裂能力大小：分裂能力强的细胞＞ 分裂能
力 弱的细胞
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。 细胞分化程度越高，全能性越_低___；分化 程度越低，全能性越_高__。
知识点
归纳与结论
(2)稳定性
例3：造血干细胞 →原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼 红细胞→成熟红细胞→死亡
（3）不可逆性
例4：人、动植物、细菌、真菌等个体发育过程中都存在着细胞分化 细胞分化是生物界普便存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
（4）普遍性
①为细胞分裂 ②为细胞分化 ①②分别是什么生命现象？两者有何区别和联系？
干细胞分裂的特点
干细胞的一个显著特点是进行不对称分 裂，即干细胞经过一次分裂所产生的两 个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个
则经过多次分裂后，会变成许多各式各
样的体细胞
例如：人的骨髓的造血干细胞
你能设想出干细胞在人们生活中实用价值吗？
干细胞的用途: (1)干细胞移植治疗白血病 (2)在体外培养出组织和器官,并最终通过组 织和器官移植实现对临床疾病的治疗。
肌细胞
血红蛋白基因关闭 肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白 (不合 成血红蛋白)
5、以下事例分别说明了细胞分化具有哪种特点？
例1：细胞分化发生在整个生命进程 ，胚胎时期达到最大限度。
(1)持久性
例2：黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养 的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。
C.高度分化的细胞
D. 发生了一定程度的分化，产生的新细胞最终完
血液学课件 干细胞移植
移植分为：器官移植和造血干细胞移植
造血干细胞移植的基本原理
造血干细胞移植（Hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是从供者体内取出一定的HSC 作为移植物，用预处理方案清除受者有病的造血和免疫 系统，然后将供者的HSC移植到受者体内，重建受者的造 血和免疫系统的一种方法。
B5
B7 B8
CW1 CW2 CW3
A1
A2 A3
分布在B细胞．Mφ等 抗原提呈细胞表面
分布在有核细胞表面
人类主要组织相容性抗原的多态性
图中数字为等位 基因数
72
71
51
41
27
20 7 10
1
B C A
DPβ DPα DQβ DQα DRβ DRα
MHC Class II
MHC Class I
相关定义：
部分配合
a
c
造血干细胞移植的分类
骨髓移植
一、按造血干细胞来源 外周血造血干细胞移植 胎肝细胞移植
脐带血移植。 二、按造血干细胞供体与宿主的关系 自体造血干细胞移植 同胞或亲属间的造血干细胞移植。 异体造血干细胞移植 无关（无缘）供体的造血干细胞移植 三、按供受体间HLA相关性 HLA全相合 HLA不相合
脐带血采集
脐带血分离
脐带血红细胞 去除 脐带血程序 冻存 HLA配型
造血干细胞移植的分类
骨髓移植
一、按造血干细胞来源 外周血造血干细胞移植 胎肝细胞移植
脐带血移植 二、按造血干细胞供体与宿主的关系 自体造血干细胞移植 同胞或亲属间 异体造血干细胞移植 无关（无缘）供体 三、按供受体间HLA相关性 HLA全相合 HLA不相合, HLA单倍型相合
自体造血干细胞移植术PPT课件
16
第16页/共31页
APBSC的冷冻保存
温度：-80℃直接冻存采集物。 冷冻保存液
二甲基亚砜（DMSO） （HES）
TC199/1640培养液
第7页/共31页
7
ASCT与Allo-SCT的比较
ASCT
Allo-SCT
自身干细胞
正常供者
无供者限制
复发率低
移植年龄放宽（>70Y） 长期无病生存率高
移植相关死亡率低
适应症广泛
无GVHD
移植并发症少
移植后生活质量好
无须体外净化
复发率高 需冷冻保存干细胞 可能需体外净化
供者来源受限 发生GVHD，并发症多见
产板巨
网织红
第3页/共31页
裸巨 3
造血干细胞分化
※红细胞--将氧气送到全身。 ※白细胞--免疫系统。 ※血小板--使血液凝固。
4
第4页/共31页
造血干细胞的功能
人体的造血干细胞具有很强的再生能力。正常情况下，人体各种细胞每天都在不断新陈代谢，进行着生成、 衰老、死亡的循环往复，失血或捐献造血干细胞后，可刺激骨髓加速造血。
25
第25页/共31页并发症源自感染1.保护性隔离： 空气层流净化室 2.抗微生物药物 ：胃肠道局部应用、全身性应用 3.促进免疫恢复 ：细胞因子，如G-CSF、GM-CSF
26
第26页/共31页
并发症—肝静脉闭塞症
HVOD是一种以肝内小静脉纤维性闭塞为主要病理改变的疾病。 自体造血干细胞移植中约为3%，死亡率为50%-70%； 防治：移植后2周内持续静脉滴注小剂量肝素（100-150u.kg-1.d-1），注意血小板的变化。
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'.
造血干/祖细胞增殖与分化谱系
多能干细胞（HPSC）G0—— G0期HPSC
HPSC G1 淋巴干细胞
高增殖潜能细胞
（Blast CFCs）
前前B 前T
多向性祖细胞（CFU—GEMM）
——————————————————————— 前B
粒-巨噬细胞爆式集落
BFU-E BFU-MK
（CFU—GM）
未成熟B
CFU-E CFU-MK
CFU-G
CFU-M 成熟B 成熟T
原始红细胞 原始巨核细胞
原始粒细胞 原始单核细胞 原始浆细胞
早幼红细胞 幼稚巨核细胞
早幼粒细胞 幼稚单核细胞 幼稚浆细胞
中幼红细胞 成熟巨核细胞
单核细胞 浆细胞
中性中幼 嗜酸性中 嗜碱性中
晚幼红细胞
粒细胞 幼粒细胞 幼粒细胞
成熟红细胞
中性晚幼 嗜酸性晚 嗜碱性晚
粒细胞 幼粒细胞 幼粒细胞
中性成熟 嗜酸性成 嗜碱性成
粒细胞 熟粒细胞 熟粒细胞
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'.
缺铁性贫血 巨幼红细胞性贫血
再生障碍性贫血
珠蛋白生成障碍性贫血 异常血红蛋白病
遗传性球形红细胞增多症 遗传性椭圆形红细胞增多症 遗传性口形红细胞
增多
症
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症 丙酮酸激酶缺乏症
阵发性睡眠性血红蛋白尿症 自身免疫性溶血性贫血 冷凝集素综合征
高铁血红蛋白症 硫化血红蛋白症
真性红细胞增多症
白细胞减少症 中性粒细胞减少症和粒细胞缺乏症 传染性单核细胞增多
症
急性微分化性白血病（M0） 急性粒细胞白血病未分化性（M1）
急性粒细胞白血病部分分化性（M2a） M
2b
.
'.
（M2b） 急性颗粒增多的早幼粒细胞白血病（M3a）
M3b 急性粒-单核细胞白血病（M4a M4b M4c M4EO）
急性单核细胞白血病（M5a） M5b
红白血病（M6） 急性巨核细胞白血病(M7)
.
'.
急性淋巴细胞白血病(ALL)
T-细胞型：（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型）
B-细胞型：前前B、前B、Common型、B-ALL
急性混合细胞白血病(HAL) 浆细胞白血病
嗜酸粒细胞白血病 嗜碱粒细胞白血病
多毛细胞白血病(HCL) 慢性淋巴细胞白血病 (CLL)
.
'.
慢性粒细胞白血病(CML)
肥大细胞白血病
大颗粒淋巴细胞白血病 幼淋细胞白血病
骨髓增生异常综合征（MDS：RA RAS RAEB RAEBT）