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细胞的分化

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细胞的分化

教学目标

知识目标

⑴说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义。

⑵举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用,说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点,能够区分具体细胞全能性的大小。

能力目标

⑴在教师的引导下,师生共同探究,使学生学会学习,培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。

⑵探究细胞分化的特点,细胞全能性的概念,培养学生的科学探究方法和生物学素养。

情感态度价值观

⑴通过细胞分化的学习,确立辩证唯物主义的自然观,逐步树立科学的世界观。

⑵通过细胞全能性的学习,进行有关干细胞研究进展资料的搜集和分析,养成关注生物科学发展、关注生命健康、关注社会热点等问题。

重点难点分析

细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段,又在个体发育过程中占有重要的地位。细胞全能性的知识涉及植物组织培养和克隆技术等,内容较抽象,学生缺乏一定的感性认识,细胞分化的概念是本节的重点和难点。

教学过程

引言:通过前面的学习,我们知道细胞主要是经过有丝分裂产生的。那么一个受精卵,如果只进行细胞的分裂,能形成我们这些具有一定形态、结构和生理功能的生物体吗?细胞除了要进行细胞分裂之外,还需要进行怎样的变化呢?(细胞分化)今天我们就一起来探究这个问题。

一、细胞分化及其意义

请同学们结合新学案学习探究,并思考下列问题

1.你能举出一些细胞分化的实例吗?

2.构成不同组织和器官的细胞,为何形态、结构和功能多样?

3.细胞分化的特点和意义有哪些?

4.细胞的分裂与细胞的分化有哪些异同点?

5.细胞出现了分化,是不是遗传物质发生了改变?(或各种细胞具有完全相同的遗传信息,为什么会出现细胞的分化呢?)

教师结合多媒体课件,给学生提供大量的有关细胞形态、结构多样的图像信息,要求学生认真观察,引发思考,相互讨论,以解决第1和第2 个思考题。并进一步引发学生思考,到底什么是细胞的分化?(同学们讨论解决)老师要走入学生当中,了解学生在学习过程中暴露出来的问题和思想动态。学生通过自主学习,比较、归纳等方法,可以答出细胞分化的概念及细胞分化的特点及意义,也就是第3个思考题。第1、2、3小题的答案如下:

1.细胞分化的实例:如根尖的分生区细胞不断的分裂、分化,形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等;胚珠发育成种子,子房发育成果实;受精卵发育成蝌蚪,再发育成青蛙;骨髓造血;皮肤再生等都包涵着细胞的分化。

2.因为不同的组织和器官的细胞,在分化过程中,要执行不同的功能。为了使结构与功能相适应,所以在结构和形态上也有了变化,具有了多样性。

3.细胞分化的特点是持久的、稳定的渐变过程,是不能逆转的过程。细胞分化是生物个体发育的基础;细胞分化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。

接着教师要引导学生比较细胞分裂和细胞分化的问题了,由于在前面的章节中,刚刚讲过关于细胞分裂的问题,在引出细胞分化的时候,也涉及细胞的分裂,因此教师可以从细胞发生的变化、发生的时间、在个体发育过程中的意义角度,通过列表的形式来进行分析。同时也起到了温故知新的目的,提高了学生的学习兴趣,增强了信心。列表如下:即第4小题的答案

通过细胞分化的概念分析,我们知道细胞分化的结果是产生了稳定的变异,这种变异是不是遗传物质发生了改变呢?这个问题自然而然的由学生提出来了。

然后教师引导学生来解决这个问题,鼓励学生大胆的设想,以培养其科学研究的方法和科学创新的精神。答案如下:

5.不是;虽然各种细胞具有完全相同的遗传信息,但在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的,在某些细胞中,控制性状的基因是打开的,而控制另外一些性状的基因是关闭的,所以出现了功能不同的细胞,也就是细胞的分化。

巩固性练习

1.在生物的个体发育过程中,由一个受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪种生理作用()

A.细胞分裂 B.细胞生长 C.细胞成熟D.细胞分化

2.下列关于细胞分化的说法中,错误的是()

A.细胞分化与生物发育有密切的关系

B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象

C.细胞分化仅发生在胚胎时期

D.细胞分化是在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程

3.细胞分化与细胞增殖的主要不同是()

A.细胞的数量是否增多

B.细胞的形态、结构不同

C.细胞的生理功能不同

D.细胞在形态、结构和生理功能上是否产生差异

引题:体细胞一般是经过受精卵的有丝分裂产生的,已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带具有本物种特征的DNA分子。这些高度分化的细胞,是否还能像早期胚胎一样,再分化成其他细胞?

二、细胞的全能性

同学们结合新学案学习探究5,阅读课本P118-120页,并思考下列问题:

1.既然细胞分化的结果是产生稳定性变异,且这种变异是不可逆转的,为什么高度分化的细胞还具有全能性?

2.克隆人能不能实现?为什么?

教师结合多媒体课件,给同学们展示胡萝卜组织培养产生完整植株的画面,并总结:由胡萝卜韧皮部分离的细胞,在适宜条件下,经过分裂和分化又能发育成新的植株,说明已经分化的细胞仍然有发育的潜能,这就是细胞的全能性。接着教师应该提问:为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞,经培养表现出了全能性?(即第1个思考题)学生讨论后,回答:

1.细胞全能性强调的是“潜能”,虽然变异是不可逆转的,但是已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带具有本物种特征的全套基因,并且没有因细胞分化而失去基因。在某些特定的情况下,它就可以经分裂和分化而形成新的生物体。

接着教师应引导学生思考,动物细胞具有全能性吗?为什么动物细胞的细胞核具有全能性?引出人体干细胞的问题及干细胞的应用,引导学生得出,分化程度越低的细胞,全能性就越强,高度分化的生殖细胞也具有较强的全能性。并要求同学们搜集有关干细胞的资料,关注人类生命健康。利用多媒体课件展示一下克隆羊多莉和细胞核移植的过程。以便解决第2个问题。第2题答案如下:

2.克隆人虽然在理论上是可以的,但它违背了社会发展的客观规律和人类的伦理道德,所以不会实现。但我们可以利用克隆技术来克隆人的器官,以解决某些病人的疾苦。

破骨细胞与成骨细胞

破骨细胞 (osteoclast,亦称bone-resorbing cells)是骨组织成分的一种,行使骨吸收(bone resorption)的功能。破骨细胞与成骨细胞(osteoblast,亦称bone-forming cells)在功能上相对应。二者协同,在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K(cathepsin K)是破骨细胞主要标志。 破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成,直径100μm,含有2~50个紧密堆积的核,主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。由多个单核细胞融合而成的,胞浆嗜碱性但随着细胞的老化,渐变为嗜酸性。 作用 破骨细胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬细胞也参与骨吸收过程。 在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中,造成基质表面不规则,形成近似细胞形状的陷窝,称为Howship 陷窝。在陷窝内对着骨质的

一面,细胞伸出许多毛样突起,很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。电镜下,贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛,即细胞突起,称为皱褶缘(ruffled border)。在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区,含多量微丝,但缺乏其它细胞器,称为亮区(clear zone),此处的细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。亮区犹如一道以胞质构成的围墙,将所包围的区域形成一个微环境。破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等,在酸性条件下,骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮,于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。于破骨细胞内,无机质被降解,以钙离子的形式排入血流中。无机质的丢失使骨基质内的胶原纤维裸露,破骨细胞分泌多种溶酶体酶,特别是组织蛋白酶K和胶原溶解组织蛋白酶。破骨细胞离开骨表面后,其皱褶缘消失,细胞内发生变化,进入静止期。 成骨细胞 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化。骨不断地进行着重建,骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域,分泌

细胞的分化教学设计演示教学

细胞的分化教学设计 一、教材分析 《细胞的分化》是浙科版高中生物必修1分子与细胞中第四章第二节的内容。本节内容包括以下3个方面:1.细胞的分化和癌变 2.细胞的全能性 3.干细胞 在此之前,已经学习了细胞的相关知识,上一节也学习了细胞的增殖,这为过渡到本节知识的学习起着铺垫作用。另外了解了细胞分化的相关知识,为后续细胞衰老和凋亡的学习打下坚实的基础;了解了细胞的全能性、癌变以及干细胞的用途之后,对今后认识防癌、核移植等实际生活问题产生深远的影响。因此,本节教学在第四章的教学中起着承前启后的作用,也是本章教学的重点之一。 [课时安排]:1课时 二、学情分析 学生已经了解了细胞的结构和功能等有关知识,掌握了细胞增殖的方式,各种方式的特征以及意义,为本节知识的学习奠定了坚实的基础。 高中生已经具备一定的观察和认知能力,分析思维的目的性、连续性、逻辑性也已经初步建立,但还不是很完善;他们对事物探究的好奇心强,但往往具有一定的盲目性,缺乏目的性,此时若给予正确的学法指导、学习指导,将对完善学生的思维品质起着不可低估的作用。另外学生对此内容的好奇心强,有浓厚的学习兴趣,教师可以充分利用学生的这一心理特点,组织学生开展教学活动,并运用多种教学手段,激发学生的学习兴趣,从而提高学生的学习效果。 三、教学目标 (一)知识目标: 1.了解细胞分化的概念和癌变的原理 2.理解细胞的全能性,并了解全能性在实际生活中的运用 3.了解干细胞的概念,掌握其分类、特点和用途 (二)能力目标: 1.通过让学生课堂回答,培养学生的语言表达、信息交流以及归纳总结的能力 2.通过分析示意图,培养学生的自主学习和主动获取新知识的能力 3.通过小组讨论,让学生主动思考,培养学生的创新思维能力 (三)情感目标: 1.通过合作学习,增进同学之间的情感交流,让学生体验到生生合作、小组合作、生 生交流等的重要性 2.启发学生将理论知识和实际生活联系起来,激发学生的学习兴趣,从而提高学习效 果 四、教学重难点

成骨细胞分化调控概览

The Regulatory Landscape of Osteogenic Differentiation Abstract 间质干细胞(MSCs)向成骨细胞的分化是骨发育和动态平衡的一个完整的部分,当它被不恰当地调控时,可能产生疾病,比如骨癌或骨质疏松。利用无偏倚的高通量方法,我们描述了在人类MSCs向骨谱系分化的过程中,基因表达,组蛋白修饰,以及DNA甲基化方面整体改变的图景。此外,我们第一次提供了一份基因组范围上的,关于骨主要调控转录因子Runt相关转录因子2(RUNX2)在人类成骨细胞中DNA结合位点的描述,显示出目标基因与增殖,迁移及凋亡调控有关,并与p53调控的基因有明显的重叠。这些发现扩展了正在出现的证据,这些证据是关于RUNX2在癌症,包括骨代谢,以及p53调控网络中有作用的。 我们进一步揭示了RUNX2结合在远端的调控元件,启动子上,还有很高的频率结合在基因的3’末尾上。最后,我们识别出了TEAD2和GTF2I是一种新的成骨调控因子。 Introduction 间质干细胞或者基质细胞(MSCs)有多谱系潜能,可以向成骨,成脂,成软骨,还有其它谱系分化 (1)。MSCs出现在骨髓和其它间质组织中,可能迁移到损伤或炎症处,参与组织修复 (2)。MSCs可在体外条件下被纯化并向成骨细胞分化,这为从分子上研究成骨提供了方便的工具 (1)。关于这一过程的更多知识,对基础研究及MSCs在骨骼再生医学上的临床应用都是十分重要的 (3),同样地,理解它在骨病中失调的情况也很重要,比如说癌症。

在这点上,非常有意思的是骨肉瘤,最常见的骨原发恶性肿瘤,可能是由基因及表观遗传上的改变打断了MSCs向成骨的分化所致 (4)。 干细胞分化受基因表达的变化所高度调控,这种变化在转录水平上与DNA 或染色质结合在转录调控子上有关,或是与染色质图像的局部改变有关 (5~7)。高通量方法的发展,比如RNA测序(RNA-Seq),以及染色质免疫沉淀及测序(CHIP-Seq),使人们可以对这种改变。 在基因组水平上进行描述(8,9)举例来说,RNA-Seq可以系统性地发现启动子与外显子的轮流使用 (10),而CHIP-Seq显示特定的组蛋白修饰区域,以及这些变化是如何改变基因活性的(5,8)。CHIP-Seq也使人们可以发现基因组结合位点,并为广泛的转录因子(TFs)寻找目标基因(11,12)。此外,综合基因组分析可以在整个基因组中识别功能区域,比如启动子和增强子,这些成果又可以被用来丰富新的转录因子结合位点(TFBS)分布,以帮助发现新的生物过程调控因子 (5)。 在单倍体RUNX2缺乏患者中的骨骼发育缺陷 (13),或是Runx2缺合子(nullizygous)小鼠中骨化骨的缺失(14,15),揭示了RUNT相关转录因子2(RUNX2,即CBFA1)对于骨的发育是不可或缺的。在成骨中,RUNX2涉及调控增殖,迁移,定型,以及向成骨谱系的分化(16~19)。RUNX2对上游信号起反应,调控基因的表达,这些上游信号包括TGFB,BMP及Wnt信号通路(20~23);但是,成骨细胞中的下游目标被描述得就没有那么好。除了它在发育和失调中的作用,RUNX2还为人所知的是涉及肿瘤形成;RUNX2与MYC原癌基因协同,在造血谱系中启动瘤变发生 (24),近期的证据提示在乳腺癌和前列腺癌细胞中,RUNX2的肿瘤生长和代谢属性(25~27)。在骨肉瘤中,RUNX2常常是过度表达的,这与预后不良有联系

细胞分化的过程

细胞分化的过程大致是:细胞分裂所产生的新细胞,起初在形态、结构方面都很相似,并且都具有分裂能力。后来除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外,大部细胞失去了分裂能。在生长过程中,这些细胞各自具有了不同的功能,它们在形态、结构上也逐渐发生了变化,结果就逐渐形成了不同的组织 分化与细胞间的相互作用细胞间的相互作用是各式各样的,可以是诱导作用,也可以是抑制作用。就作用方式来说,有的作用需要细胞的直接接触,另一些所需要的可能是间隔一定距离的化学物质的扩散。 ①诱导作用。两栖类胚胎背部的外胚层细胞,在脊索中胚层的作用下,分化为神经细胞,以后发育为神经系统。这种中轴器官的诱导作用在脊椎动物具有普遍性,一般认为,脊索中胚层细胞释放某种物质,诱导外胚层细胞分化为神经组织。 诱导不但在中轴器官的形成中起作用,也在以后器官的发生中起作用。例如间质细胞的存在对体内腺体上皮的形成和分化是必不可少的。这些腺体包括甲状腺、胸腺、唾腺和胰腺,它们对间质细胞的依赖程度有很大差异。在离体条件下,胰腺原基只要有间质细胞存在就可以继续发育。 ②抑制作用。如在蝾螈幼虫或成体摘除水晶体后,可以从背部的虹彩再生出一个新的。进一步的分析指出,再生水晶体的能力局限在虹彩背部的边缘层。如把这部分组织移到另一个摘除水晶体的眼睛,不是位于背部,而是使它位于腹部,仍旧可以由它再生出水晶体。 既然这部分细胞有生长水晶体的能力,为什么在正常的眼睛里不表现?如把虹彩的背部移到另一只未摘除水晶体的眼睛里,不管使它位于那一部位,都长不出水晶体。如在摘除水晶体的眼睛里,经常注射完整的(带有水晶体的)眼腔液体,在注射期间,虹彩背部的细胞也长不出水晶体。由此可见,虹彩背部的细胞本来具有产生水晶体的能力,正常水晶体会产生一种物质,对此起抑制作用。 细胞分化中基因表达的调节控制是一个十分复杂的过程,在蛋白质合成的各个水平,从mRNA的转录、加工到翻译,都会有调控的机制。在DNA水平也存在调控机制(如基因的丢失、放大、移位重组、修筛以及染色质结构的变化等)。不同的细胞在其发育中的基因表达的调节控制不同;相同的细胞在其发育的各阶段中,调节控制的机制不同。

神经递质P物质通过调控转录因子Osterix的表达促进成骨细胞分化

神经递质P物质通过调控转录因子 Osterix的表达促进成骨细胞分化 (作者:___________单位: ___________邮编: ___________) 作者:孙海飚,刘强,郭敏锋,张华平,陈君长 【摘要】目的研究神经递质P物质调控成骨细胞分化的分子途径。方法分离骨髓基质干细胞进行原代及传代培养;分别采用空白对照、P物质、P物质NK1受体拮抗剂、P物质+P物质NK1受体拮抗剂进行干预,诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化;传代培养1~2周后,抽提细胞总RNA,用RT PCR检测分化过程中Osterix基因的表达。检测结果重复3次,采用单因素方差分析检测结果。结果骨髓基质干细胞在生长对数增殖期为4~6d,采用RT PCR检测发现P物质干预成骨细胞分化,导致成骨细胞分化过程中重要的转录引子Osterix 基因表达,与其他各组比较有显著差异(P0.05),Osterix基因表达上调,从而刺激前成骨细胞向成骨细胞转化。而P物质+P物质NK1受体拮抗剂共同干预,Osterix基因表达与空白对照组无显著差异(P0.05),说明P物质通过P物质NK1受体对成骨细胞分化进行调控。结论P物质可调控前成骨细胞分化过程中转录因子Osterix基因表

达促进其向成骨细胞分化。P物质对Osterix基因表达的调控依赖P 物质NK1受体。 【关键词】P物质;成骨细胞;分化;Osterix ABSTRACT: Objective To study the molecular pathway of osteoblastic differentiation induced by substance P (SP), a neurotransmitter. Methods Mesenchymal stem cells were isolated and cultured, and treated with SP or its receptor (NK1) antagonist to induce osteoblastic cell differentiation, respectively. Alkaline phosphatase activity was determined; Osterix gene expression was detected by RT PCR after 1-2 weeks for three times. The data of each culture condition were analyzed using SPSS12.0 statistical software to determine whether the differences between conditions were significant. Results After 4-5 days culture, bone marrow stromal cells became spindle shaped, triangular or polygonic. They covered the plate surface, formed extensive cell sheets in each group after 11-12 days of culture, and then induced differentiation to osteoblast. SP up regulated the important transcription factor Osterix gene expression significantly (P0.05). Conclusion The up regulation of Osterix gene expression by SP may stimulate osteoblastic cell differentiation. SP s regulation depends on its receptor NK1. KEY WORDS: substance P; osteoblast; differentiation;

破骨细胞分化成熟因子及其信号转导通路_黄晓斌

#综述# 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30400240) 作者单位:300192 天津,中国医学科学院中国协和医科大学放射医学研究所 通讯作者:黄晓斌,Email:HXB19800401@https://www.wendangku.net/doc/c313617300.html, 破骨细胞分化成熟因子及其信号转导通路 黄晓斌 孙元明 李雨民 杨福军 摘要:破骨细胞从起源发育至成熟,再经活化发挥吸收作用是一个复杂的多级调控过程,始终都受到一系列细胞因子的影响。有些细胞因子对破骨细胞的成熟分化起促进作用,如:RANKL 、TNF -A 、IL -1、IL -6、1,25-(OH)2D 3、PTH 、M -CSF 等,其中RANKL 和M -CSF 是破骨细胞形成和分化过程中的两个必需的因子;有些因子起抑制作用,如:OPG 、IL -4、IL -10、雌激素、降钙素、TGF -B 等。OPG P RANK P RANKL 系统在破骨细胞分化成熟过程中起着枢纽作用,大部分细胞因子都直接或间接地通过OPG P RANK P RANKL 系统来发挥作用,其中还涉及到成骨细胞、破骨细胞、基质细胞等复杂的相互作用。介导破骨细胞分化成熟的各种细胞因子反应的信号传导路径主要包括MAPK 、NF -kappaB 、CN P NFAT 等通路,全面地了解破骨细胞因子及其信号传导通路,将有助于临床更好地分析各种骨代谢性疾病的病因及发病机制,进而为治疗提供理论依据。 关键词:破骨细胞;细胞因子;信号转导 The cytokines of osteoclast and their path o f signal transduction H U ANG Xiaobin ,SU N Yuanming ,LI Yumin ,et al .Department o f Biomedicine ,I nstitute of Radiation Medicine ,CAMS &PU MC ,Tian j in 300192,China Abstract :It is a complicated process that osteoclast differentiates from progenitor to mature osteoclast which have the function of bone resorption.There are series of cytokines and systemic hormones involved i n this phase.Some cytokines promote osteoclast developmen t,such as RANKL,TNF -A ,IL -1,IL -6,1、25-(OH)2D 3,PTH,M -CSF,and the list will go on,in which RANKL and M -CSF are essen tial.Other cytokines inhibi t osteoclast growth,such as OPG,IL -4,IL -10,estrogen,calcitonin,TGF -B ,and so on.The OPG P RANK P RANKL system is vi tal in the period.Most of cytokines play role through OPG P RANK P RANKL system directly or indi rectly.The interaction between osteoclast and os teoblast or stromal cell i s also important.There are several si gnal path ways such as MAPK,NF -kappaB and CN P NFAT,involved in osteoclast di fferentiation.Understanding the cytoki nes of osteoclast and path of signal transduction respectively make i t possible for us to comprehend the developmen t and the treatment of the bone metabolic diseases. Key words :Os teoelast;Cytokine;Si gnal transduction 骨是一不断更新的组织,骨吸收和骨形成的动态平衡维持着正常的骨代谢。骨吸收的主要细胞是破骨细胞(osteoclast,OC)。破骨细胞是体内高度专业化的细胞,来源于造血干细胞的单核-巨噬细胞前 体分支。破骨细胞前体细胞是单核细胞,含皱折缘。当这些单核细胞贴附于骨表面时,在一定的微环境中形成成熟的TRAP 阳性的多核破骨细胞。成熟的破骨细胞形态多为不规则的圆形或卵圆形,大小不 等,形状不一,直径约20~100L m,含有2~50个核,核膜光滑,染色质颗粒微细,分布均匀。破骨细胞在分化成熟过程中受到一系列细胞因子的影响。 1 破骨细胞分化成熟因子 111 肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factors,TNFs) 破骨细胞分化成熟的过程中,有三个非常重要的因子,即骨保护素(OPG)、细胞核因子kappaB 受体活化因子(RANK)、细胞核因子kappaB 受体活化因子配基(RANKL),它们都是肿瘤坏死因子配体和受体家族成员,这三个因子所形成的OPG P RANKL P RANK 系统介导了OC 形成、分化过程中所必须的细

常见细胞分子生物学名词及其释义

附录常见细胞分子生物学名词及其释义 α-actinin α-辅肌动蛋白一种使肌动蛋白成束的蛋白,有两个相距较远的肌动蛋白结合位点,故形成的肌动蛋白纤维束较为松散。 Akinase (PKA) A激酶因细胞内cAMP浓度升高而被激活催化靶蛋白磷酸化的酶。accessorycell 辅佐细胞在免疫应答过程中,能摄取、加工、处理并将抗原信息提呈给淋巴细胞的免疫细胞,又称抗原提呈细胞. actin 肌动蛋白真核细胞中含量丰富,是构成肌动蛋白丝的一种蛋白质。单体称球形肌动蛋白(G-actin),聚合物称丝状肌动蛋白(F-actin)。 actin-bindingprotein 肌动蛋白结合蛋白在细胞中与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白质。 actinin 辅肌动蛋白一种肌动蛋白结合蛋白,集中分布在Z线和与质膜结合的应力纤维点状黏附端。 actin-relatedprotein(ARP) 肌动蛋白相关蛋白促进肌动蛋白丝集结的蛋白质复合物。activetransport 主动运输溶质通过细胞膜逆浓度梯度运输的现象,是一个耗能的生理过程。 actomere 肌动蛋白粒由未聚合的抑丝蛋白—肌动蛋白复合物和一小段肌动蛋白丝束组成的结构。一旦抑丝蛋白—肌动蛋白复合物发生解离,则引起肌动蛋白聚合成丝。actomyosin 肌动球蛋白肌肉收缩时肌动蛋白与肌球蛋白瞬时接触形成的复合物。adaptin 衔接蛋白参与成笼蛋白衣被形成的一类蛋白质,能同时与跨膜受体以及成笼蛋白结合,在两者间起衔接作用。 adaptorprotein 衔接器蛋白在细胞内信号传递途径中,凡是在不同蛋白质问起连接作用的蛋白质的通称。 adducin 聚拢蛋白质膜骨架蛋白,为异二聚体。在钙离子浓度为毫摩级时,加速血影蛋白到血影蛋白—肌动蛋白复合物的装配。 adherensjunction 黏台连接在质膜的胞质面附着有肌动蛋白纤维的细胞连接,包括连接相邻的上皮细胞的黏着带和体外培养的成纤维细胞底面的黏着斑(focalcontact)。 adhesion plaque(focal adhesion,focal contact) 鞘着斑(斑状黏附) 细胞与非细胞性基底物间形成的黏附结构。该处的质膜中含有整联蛋白分子群,分子的胞外结构域与细胞外基质组分相连,胞内结构域通过接合器蛋白与微丝相连。 adhesion protein 黏附蛋白质存在于细胞外基质中的与细胞黏附于基质有关的一类蛋白质,包括纤连蛋白、层连蛋白和血纤蛋白原等。在细胞的黏附、迁移、增殖、分化等活动中起作用。 adult stem cell 成体干细胞;组织细胞(tissue stemcell) 存在于一种组织或器官分化细胞中的未分化细胞,具有自我更新的能力,并能分化成来源组织的主要类型特化细胞。有的成体干细胞具有可塑性,在一定条件下,可分化成许多不同类型的细胞。 allosome,heterochromosome 异染色体主要和全部由异染色质组成的染色体,如人的Y 染色体和超数B染色体。 amitosis 无丝分裂又称直接分裂,不形成染色体和纺锤体,细胞核直接一分为二,随后细胞质分裂成两个子细胞。多见于某些原生生物中,如纤毛虫等。 mnmlytical cytology 分析细胞学对细胞成分进行定性、定量研究的一门科学。 mphase 后期有丝分裂(或减数分数)过程中的一个阶段.在此阶段中姊妹染色单体分离,并向细胞两极移动,纺锤体延伸和纺锤体两极间距离增加。 anchorage-dependentcell (依赖)贴壁细胞只有贴附于不起化学作用的物体表面时才能生

成骨细胞骨形成机制

浅谈骨不断地进行着重建,骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域,分泌酸性物 质溶解矿物质,分泌蛋白酶消化骨基质,形成骨吸收陷窝;其后,成骨细胞移行至 被吸收部位,分泌骨基质,骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持 正常骨量的关键。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和 矿化。目前,随着研究的不断深入,在骨形成过程中,成骨细胞发展及其调控的分 子机制也逐渐得以揭示。 1成骨细胞的起源 成骨细胞起源于多能的骨髓基质的间质细胞,除成骨细胞外,基质细胞还可分 化成软骨细胞,成纤维细胞,脂肪细胞或肌细胞。成骨细胞来源谱系有以下几种:(1)骨髓克隆形成单位(成纤维细胞集落形成单位,cfu-f);(2)骨祖细胞,可分化 成前成骨细胞和前软骨细胞谱系,常位于骨髓腔中,有很强的自身增殖能力;(3)

前成骨细胞,即最近的成骨前体,能定向分化成成骨细胞,具有合成和增殖能力[ 1,2]。成骨细胞由多能的间质干细胞在体内的各种调控因素的调节下发展而来, 调控因素主要有bmp-2,bmp-2能诱导基质细胞向成骨细胞分化,具体就是诱导间质干细胞分化形成骨祖细胞进而形成前成骨细胞[3]。 2成骨细胞发展阶段及骨形成机制 成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖,细胞外基质成熟、细胞外基质 矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。很多因素可调节这几个阶段,从而最终调控骨形成 。 成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加,以形成多层细胞,并合成、分泌?型胶原 以便最终可以矿化形成骨结节。对成骨细胞增殖的调控具体说来即是对细胞周期的 调控,后者包括细胞在有丝分裂原作用下复制dna和细胞分裂的调节机制,典型的

细胞的分化练习题(附答案)

“分子与细胞”第六章第2节《细胞分化》练习题 1.下列细胞中不能合成蛋白质的是() A.胰腺细胞B.肠黏膜细胞C.成熟红细胞D.白细胞 2.在生物的个体发育中,一个受精卵能形成复杂的生物体,主要是下列哪一生理过程起作用() A.细胞分裂B.细胞生长C.细胞成熟D.细胞分化 3.下列人体细胞中分化程度最低的是() A.胚胎干细胞B.造血干细胞C.胰腺细胞D.肌肉细胞 4.下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述,错误的是() A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 B.生物体通过细胞分化,细胞之间逐渐发生了稳定的差异 C.细胞分裂是细胞分化的基础D.细胞分化过程中细胞中的遗传物质种类发生变化 5.动物体内各种类型的细胞中具有高全能性的细胞是() A.体细胞B.生殖细C.受精卵D.肝脏细胞 6.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是() A.从一粒菜豆种子长成一棵植株B.用植物激素培育无子果实 C.用一小片土豆叶片,培养成一株完整的植株D.杂交育种 7.对于细胞全能性的理解正确的是() A.从理论上讲,生物体的每一个细胞都具有全能性。 B.未脱离植株的幼叶,在适当的情况下能表现出全能性 C.在个体发育的不同时期,由于细胞内基因发生变化,导致细胞不能表现出全能性 D.脱离了植株的芽,一定能表现出全能性 8.绵羊的乳腺细胞是高度特化的细胞,但用乳腺细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合成一个细胞后,这个细胞核仍然保持着全能性,这主要是因为() A.细胞核内含有保持物种发育所需要的全套遗传物质 B.卵细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传物质 C.卵细胞的细胞质为细胞核提供营养物质D.细胞核与细胞质是相互依存的关系 9.下列关于细胞分化的说法错误的是() A.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中 B.细胞分化是生物界的一种普遍存在的生命现象 C.细胞分化仅发生在胚胎时期 D.细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程 10.高度分化的细胞仍然有发育成完整个体的能力,也就是保持着细胞的全能性。目前能够从体细胞培育成完整生物体的生物种类是( ) A.所有生物体细胞 B.动物细胞 C.植物细胞 D.尚无发现 11.细胞分化与细胞增殖的主要不同是( ) A、细胞数量增多 B、细胞的形态、结构和生理功能 C、细胞在生理功能上相似 D、相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异性的过程

小分子物质对维持胚胎干细胞未分化状态的调控作用

文章编号 :1004-0374(2009)01-0092-05 在哺乳动物的早期胚胎发育过程中,从囊胚期的内细胞群分离得到的胚胎干细胞(embryonic stemcells, ESCs)在体外能自我更新并且在一段时期内保持未分化状态,在特定的诱导条件下可以向三胚层的组织细胞特异性分化[1,2]。基于这种特性,胚胎干细胞已被广泛地应用于再生医学、细胞工程、组织工程等生物医学研究领域。近年来,许多研究集中于在体外培养条件下对胚胎干细胞未分化状态与自我更新能力的调控方面,尤其是目前已从化学分子库中筛选出一些小分子物质,利用这些天然存在或人工合成的小分子物质可有效地调控胚胎干细胞 小分子物质对维持胚胎干细胞未分化状态的调控作用 赵 赟,谭玉珍* (复旦大学上海医学院人体解剖与组织胚胎学系,上海 200032) 摘 要:胚胎干细胞作为一种具有多潜能和高度自我更新能力的种子细胞,已被广泛地应用于医学研究 领域。在体外培养条件下,胚胎干细胞可被诱导分化为三个胚层来源的组织细胞,故被看作为最具有应用前景的种子细胞。近年来,对于在体外培养条件下如何维持胚胎干细胞的多能性即使其较长时期的处于未分化状态成为研究热点,其中一些天然存在或人工合成的小分子物质可通过作用于某些特定的靶信号通路,调控胚胎干细胞的分化命运。本文概述了几种小分子物质的最新研究进展,并对小分子物质在成体多分化潜能胚胎样干细胞分化调控方面的应用前景进行评述。 关键词:小分子物质;胚胎干细胞;成体多分化潜能胚胎样干细胞;未分化中图分类号:Q813;Q254 文献标识码:A Small molecules in maintaining embryonic stem cell undifferentiation ZHAO Y un, TAN Y u-zhen* (Department of Anatomy, Histology and Embryology, Shanghai Medical School of Fudan University, Shanghai 200032, China) Abstract: Embryonic stem cells self-renew indefinitely while having some potentiality to generate all three germ-layer derivatives. The use of embryonic stem cells as a potential seed cell in regeneration medicine is a promis-ing approach to the treatment of disease and injury. Natural and synthetic small molecules have been shown tobe useful chemical tools for maintaining long-term undifferentiated state of embryonic stem cells. In this review,we will look at several small molecules that have been reported in the recent researches as effectors of embry-onic stem cell undifferentiation. We hypothesize that the maintenance of undifferentiation in embryonic stemcells by using small molecules can also make the same effects on those pluripotent adult embryonic-like stemcells. Key words: small molecules; embryonic stem cell; pluripotent adult embryonic-like stem cell; undifferentiation 收稿日期:2008-07-17;修回日期:2008-09-03*通讯作者:yztan@shmu.edu.cn 的分化命运。本文主要综述了作用于胚胎干细胞内的某些靶信号通路的小分子物质,分析了它们在维持胚胎干细胞未分化状态中的作用机制,并对小分子物质在成体多分化潜能胚胎样干细胞分化调控方面的应用前景进行评述。 1 小分子物质:一种安全有效的外源性化学干预工具 在胚胎干细胞研究领域中,近来较多的研究是

成骨分化相关信号通路的研究进展

Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2017, 7(4), 235-241 Published Online October 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/c313617300.html,/journal/acm https://https://www.wendangku.net/doc/c313617300.html,/10.12677/acm.2017.74039 Research Progress of Osteogenesis-Related Signaling Pathways Lei Zhou, Minghai Wang* Department of Orthopedics, The Fifth People’s Hospital of Shanghai, Fudan University, Shanghai Received: Sep. 27th, 2017; accepted: Oct. 7th, 2017; published: Oct. 16th, 2017 Abstract Objective: Osteogenesis is the foundation of bone formation and key procedure of bone metabol-ism. In recent years, major progress was made in the molecular mechanism of osteogenesis at home and abroad. Therefore, the mechanism and research progress of osteogenesis-related sig-naling pathways was reviewed. Methods: Literature about ossification and osteogenesis-relate signaling pathways in recent years were reviewed and analyzed. Results: Several signaling path-ways have been found osteogenesis-related, among them, BMP-SMAD, Wnt/β-Catenin, Notch, Hedgehog, MAPK and FGF signaling pathways play the leading role in bone-formation. Besides, a complex regulatory network is composed of interactions between multiple signaling pathways. However, the specific mechanism of osteogenesis-related signaling pathways is still unclear be-cause of limited research methods. Conclusion: To make clear the mechanism of these signaling pathways respectively and their interactions is of great significance for illustrating the complete mechanism of osteogenesis. Keywords Bone Metabolism, Osteogenesis, Signaling Pathway 成骨分化相关信号通路的研究进展 周雷,王明海* 复旦大学附属上海市第五人民医院骨科,上海 收稿日期:2017年9月27日;录用日期:2017年10月7日;发布日期:2017年10月16日 *通讯作者。

破骨细胞

破骨细胞在骨吸收部位,与骨接触后,由基质产生的信号向胞内分泌囊泡含H-ATP酶,向微环境释放蛋白水解酶。其中,无机钙及磷酸盐的降解是通过ATP酶介导的质子分泌。在吸收陷窝处产生一个酸性环境,而有机基质,主要由胶原和弹性蛋白组成,由半胱氨酸、天冬氨酸蛋白酶降解,其中组织水解酶K起主要作用。 DC分泌IL1/6、TNFα。增加破骨细胞释放TRAP和组织水解酶K,还可以促进破骨细胞生成通过刺激T 细胞表达RANKL。 未成熟的DC可发育为破骨细胞样的细胞, 巨噬细胞在炎症中融合主要依赖IL4 RANKL-induced differentiation of osteoclasts in vitro was performed as described previously (12). In brief, primary osteoclast precursors (nonad- herent mouse bone marrow cells, splenocytes, and RAW 264.7) were sus- pended in -MEM supplemented with 10% FBS and cultured in a 24-well culture plate at 1 10 6 cells per well. After 48 h, the culture medium was replaced with fresh culture medium with or without 100 ng/ml mouse re- combinant soluble RANKL (Wako Pure Chemical). After 4 days, cells were dehydrated with ethanol-acetone (1:1) for 1 min, dried, and stained at room temperature with TRAP staining solution. TRAP-positive cells ap- peared dark red. We counted TRAP-positive multinucleated cells contain- ing three or more nuclei as osteoclasts.常用的评价方法有生化指标的测量、骨密度测量、骨组织计量学观察、骨生物力学指标检测等。其中生化指标和骨组织计量学是主要的指标 破骨细胞细胞体相当大,直径20-100um,有多个细胞核,积聚在一起,通常有15~20个。 被激活的破骨细胞靠粘附蛋白连接在骨表面,同时刺激骨被覆细胞收缩成团,暴露出钙化骨面,破骨细胞的腹部与暴露的骨表面形成一个密闭的小空间,不断的释放酸和溶酶体,使骨基质脱钙后降解而实现溶骨的功能。破骨细胞存活7周左右,在完成破骨功能后自然凋亡。OPG作为分化负向调节因子。 正常情况下,破骨细胞粘附于骨表面但并不粗糙,而粗糙的边缘则是骨吸收活跃的标志。阿仑膦酸钠不影响破骨细胞的聚集或粘附,但它确实能够抑制破骨细胞的活性。小鼠体内进行的有关标记有放射性活性的[3H]阿仑膦酸钠在骨内作用部位的研究显示,破骨细胞表面的摄入是成骨细胞表面的10倍。标记有放射活性[3H]阿仑膦酸钠分别给予大鼠6天和小鼠49天后,检查其骨组织发现,正常骨形成于阿仑膦酸钠上面,后者与基质结合后不再具有药理活性,因此阿仑膦酸钠必须持续服用以抑制新形成的吸收表面的破骨细胞。狒狒和大鼠的组织形态测量学显示,阿仑膦酸钠能降低骨转换(即,骨重建部位的数量),而且在这些重建部位,骨形成超过骨吸收,从而使骨量增加。‘ 骨质疏松症是一个世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题。目前全世界约2亿人患有骨质疏松,其发病率已跃居常见病、多发病的第七位。当前,我国已进入老龄社会,老年病尤其是骨质疏松症的防治成为重要的

细胞分化的影响因素

影响细胞分化的因素细胞分化是生物发生中的一个极为复杂的过程,其中基因差别表达是细胞分化过程的关键环节,但不能简单地归结为专一基因群的稳定开放或关闭。 事实是调节细胞分化过程的环节要涉及到基因表达的各个水平和细胞生命活动的许多方面。 一、细胞质在细胞分化中的决定作用胚胎正常发育是起始于卵母细胞贮存信息(因源于母本又称母本信息)表达,此信息在细胞中定位分布,通过各种途径调节蛋白质合成并进一步调节晚期基因表达。 1.L母本信息又称决定子,决定细胞分化方向,其本质是mRNA卵母细胞阶段已合成大量mRNA。 动物的卵母细胞中约含有2~5万种不同核苷酸序列的mRNA,每种有600拷贝之多,且定位分布,并随卵裂进入不同子细胞,指导细胞分化方向。 例如果蝇性细胞决定子: 果蝇受精卵后端有一部分称为生殖质的细胞质,决定生殖细胞分化。 果蝇卵在受精后2小时内,只进行核分裂,细胞质不分裂,随后核向卵边缘迁移并包上细胞质。 每个核都具有全能性,既可分化为性细胞,也可指导分化为体细胞,其分化命运决定于核迁入的细胞质区。 如移入生殖质最终分化为生殖细胞;如用紫外线破坏生殖质,则发育成无生殖细胞的不育个体;如把生殖质注入卵前端,则前端细胞也可分化为生殖细胞。 且无母本信息受精激活与翻译调控机制卵母细胞阶段只有少量mRNA被激活,多数mRNA处于非活状态,而受精可激活大量mRNA,使受精卵的发育在翻译水平上受调控。

如隐蔽mRNA(与专一性蛋白结合不能被核糖体识别的mRNA)在受精后几分钟则开始翻译。 二、晚期基因的差别表达各种特化细胞的核含有该物种的完整基因组,具全能性。 担任何时间细胞基因组中只有少数基因在活动,单一顺序基因进行表达的只占基因组中5%~10%。 这些基因可分为持家基因(维持细胞生存必需)与奢侈基因(不同细胞中差别表达的基因)。 细胞分化关键是细胞按照一定程序发生差别基因表达,开放某些基因,关闭某些基因,真核生物差别基因表达要在基因表达链各个水平受到调节。 1.DNA水平调节DNA水平调控是真核生物基因差别表达的一个次要和辅助手段。 (1)以基因重排来调节不同基因表达例如哺乳动物免疫蛋白各编码区的连接。 免疫球蛋白包括两条相同轻链与重链,分别包括可变区、恒定区以及二者间连接区,重链还含一歧化区。 这些区域都由位于同一染色体不同位置DNA片段编码。 (2)DNA甲基化与去甲基化真核生物DNA大约2%~7%的胞嘧啶(C)存在甲基化修饰,甲基化的基因不表现活性,而未甲基化的表现出基因活性。 利用5-氮胞苷可人为造成去甲基化,用它处理细胞,可以改变基因表达与细胞分化状态。 2.转录水平调控基因差别表达的关键是合成专一mRNA从而合成专一蛋白质。

小鼠胚胎干细胞培养实验步骤 一般培养-保持胚胎干细胞处于未分化 ...

小鼠胚胎干细胞培养实验步骤 一般培养-保持胚胎干细胞处于未分化状态 培养基 细胞复苏 冻存细胞 明胶包被 细胞传代 体外分化 培养基 包被有多聚鸟氨酸/纤维结合蛋白的培养板(使用或不使用盖玻片) 体外分化方法 注:以下培养针对于小鼠的R1胚胎干细胞系,其它胚胎干细胞的培养可以参考。不过人的胚胎干细胞培养不可以采用下面的protocol,需要用专用的protocol 和培养基。 一般培养--维持ES细胞处于未分化状态 ES细胞培养用含有LIF(白血病抑制因子)和Feed细胞的培养基(高糖)来阻止细胞的分化。为细胞提供包被有0.1%明胶的平板作为粘附细胞的基质。建议每2-3天从达到80%-90%融合的平板按1:8的比率传代细胞一次,细胞传代以后,在将细胞接种在0.1%明胶包被的培养皿之前,通过预先将细胞接种在没有经过包被的组织培养板2个小时,使分化细胞粘附,从而将分化和未分化细胞分开。将细胞全程置于37℃,5%CO2,100%湿度条件下培养。如果在Feed 细胞,那么就需要采用MMC进行处理,抑制Feed细胞增殖,但仍然能保持其分泌LIF因子的活性。下文中暂不提及Feed细胞。Feed细胞可以来源于STO细胞或原代胚胎成纤维细胞。 培养基 ES: 配制一20×不含DMEM,HS,LIF的溶液(该溶液也能用于EB培养基--见下文)。分装在50ml 离心管中,(稀释为2×,每管42ml),贮存在-20℃。通过将21ml 该溶液,HS和LIF加入450ml DMEM中制备培养基,0.22 μm滤膜过滤。贮存于4℃,时间不要超过2周。 贮存液 DMEM(高糖) 马血清(HS) L-谷氨酰胺(200mM) MEM NEAA(10mM) HEPES(1M) β-巯基乙醇(55Mm) PEST LIF

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