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1、细胞生物学第十章细胞增殖与调控第1页，此课件共22页哦细胞无限制增长对个体来说意味着癌症细胞无限制增长对个体来说意味着癌症;个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。第2页，此课件共22页哦 第一节第一节 细胞周期与细胞分裂细胞周期与细胞分裂一、细胞周期一、细胞周期 概述：概述：细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程（也称细胞生活周期，或细胞繁殖周期），可分为四个阶段：历的过程（也称细胞生活周期，或细胞繁殖周期），可分为四个阶段：G1期期(gap1)，指从有丝分裂完成到，指从有丝分裂完成到DNA复制之
2、前的间隙时间；复制之前的间隙时间；S期期(synthesis phase)，指，指DNA复制的时期，只有在这一复制的时期，只有在这一时期时期H3-TDR才能掺入新合成的才能掺入新合成的DNA中；中；第3页，此课件共22页哦 G2期期(gap2)，指，指DNA复制完成到有丝分裂开始之复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；前的一段时间；M期期又称又称D期期(mitosis or division)，细胞分裂开始，细胞分裂开始到结束。到结束。G0期期：细胞暂时离开细胞周期，停止分裂，去执行：细胞暂时离开细胞周期，停止分裂，去执行一定的功能，称静止期细胞，一定的功能，称静止期细胞，G0期多发生在期多发
3、生在G1期。期。G0期一旦得到信号，会迅速返回细胞周期（如结缔组期一旦得到信号，会迅速返回细胞周期（如结缔组织中的成纤维细胞等）。织中的成纤维细胞等）。第4页，此课件共22页哦细胞周期细胞周期第5页，此课件共22页哦细胞周期分为细胞周期分为4个阶段个阶段第6页，此课件共22页哦 从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：连续分裂细胞连续分裂细胞，连续进行细胞周期运转因而又称为周期，连续进行细胞周期运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。休眠细胞，休眠细胞，暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入
4、细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝细胞等。期细胞，如淋巴细胞、肝细胞等。不分裂细胞不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。第7页，此课件共22页哦 周期中的主要事件周期中的主要事件G1期期：合成蛋白、糖类、脂类等，但不合成合成蛋白、糖类、脂类等，但不合成DNA，是细，是细胞的最初生长期。决定胞的最初生长期。决定G1期向期向S期转换的特定时期称起期转换的特定时期称起始点（或限制点，或检验点），受内外多种因素
5、的控始点（或限制点，或检验点），受内外多种因素的控制。制。S期期：DNA和组蛋白合成，两者立即结合形成核小体。和组蛋白合成，两者立即结合形成核小体。G2期期：合成大量蛋白质，能否进入合成大量蛋白质，能否进入M期，受期，受G2期检期检验点的控制。验点的控制。M期期：细胞分裂细胞分裂第8页，此课件共22页哦Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and hitones.第9页，此课件共22页哦细胞周期长短测定：细胞周期长短测定：细胞周期的时间长短与细胞类型有关，如：小细胞周期的时间长短与细胞类型有关，如：小鼠十二
6、指肠上皮细胞的周期为鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时，人类胃上皮细小时，人类胃上皮细胞胞24小时，骨髓细胞小时，骨髓细胞18小时，培养的人成纤维细胞小时，培养的人成纤维细胞18小时，小时，CHO细胞细胞14小时，小时，HeLa细胞细胞21小时。不同小时。不同类型细胞的类型细胞的G1长短不同，是造成细胞周期差异的主要原长短不同，是造成细胞周期差异的主要原因。因。第10页，此课件共22页哦细胞周期各阶段的时间细胞周期各阶段的时间(细胞周期测定细胞周期测定)TG2G2期时间，期时间，TSS期时间，期时间，TC细胞，细胞，TMM期时间：（期时间：（M/总）总）X X 周期时间，周期时间，TG1 TC
7、（TG2 TM TS）脉冲标记脉冲标记DNA复复制和细胞分裂指制和细胞分裂指数观察测定法数观察测定法 H3-TdR标记，洗标记，洗涤，培养，定时取涤，培养，定时取样，放射自显影分样，放射自显影分析析 BrdU标记，抗体标记，抗体染色观察染色观察第11页，此课件共22页哦流式细胞仪检测细胞周期流式细胞仪检测细胞周期流式细胞分选流式细胞分选仪检测法仪检测法 根据根据DNA含含量分类细胞，量分类细胞，根据类群细胞根据类群细胞的数量推断时的数量推断时间。间。第12页，此课件共22页哦细胞周期的时间细胞周期的时间第13页，此课件共22页哦细胞同步化：细胞同步化：细胞同步化细胞同步化(synchroniz
8、ation)是指在自然过程中是指在自然过程中发生或经人为处理造成的细胞周期同步化，前者称发生或经人为处理造成的细胞周期同步化，前者称自然同步化，后者称为人工同步化。自然同步化，后者称为人工同步化。第14页，此课件共22页哦1、自然同步化、自然同步化 多核体多核体：如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。数量众多的核处于同一细胞质中，进行同形成多核体。数量众多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂，使细胞核达步化分裂，使细胞核达108，体积达，体积达69cm。某些水生动物的受精卵某些水生动物的受精卵：如海胆卵可以同时授精，最初如海胆卵可以同时授精，最
9、初的的3次细胞分裂是同步的，再如大量海参卵受精后，前次细胞分裂是同步的，再如大量海参卵受精后，前9次细次细胞分裂都是同步化进行的。胞分裂都是同步化进行的。增殖抑制解除后的同步分裂增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子移入如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。第15页，此课件共22页哦2 2、人工同步化、人工同步化选择同步化选择同步化：有丝分裂选择法有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对数增殖期，：使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃。有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性此时分裂活跃。有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此
10、时轻轻振荡，低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，则可获得收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，则可获得一定数量的中期细胞。其一定数量的中期细胞。其优点是优点是操作简单，同步化程度高，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，细胞不受药物伤害，缺点是缺点是获得的细胞数量较少。（分裂细获得的细胞数量较少。（分裂细胞约占胞约占1%2%）第16页，此课件共22页哦 细胞沉降分离法细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同，：不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方而细胞在给定离心场
11、中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。第17页，此课件共22页哦第18页，此课件共22页哦诱导同步化诱导同步化 DNA合成阻断法合成阻断法：选用：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑合成的抑制剂，可逆地抑制制DNA合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在胞群阻断在S期或期或G/S交界处。交界处。5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度阿糖胞苷、氨
12、甲蝶呤、高浓度AdR、GdR和和TdR，均可抑制，均可抑制DNA合成使细胞同步化。其中高浓度合成使细胞同步化。其中高浓度TdR对对S期细胞的毒期细胞的毒性较小，因此常用性较小，因此常用TdR双阻断法诱导细胞同步化。双阻断法诱导细胞同步化。优点是优点是同同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞同步化。同步化。缺点是缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。产生非均衡生长，个别细胞体积增大。第19页，此课件共22页哦 中期阻断法中期阻断法：利用破坏微管的药物将细胞阻断在：利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒性较少。性较少。优点是优点是无非均衡生长现象，无非均衡生长现象，缺点是缺点是可逆性较可逆性较差。差。第20页，此课件共22页哦TdR阻断法进行细胞同步化阻断法进行细胞同步化第21页，此课件共22页哦特异的细胞周期特异的细胞周期1、早期胚胎细胞周期、早期胚胎细胞周期（受精卵的卵裂过程）：（受精卵的卵裂过程）：G1和和G2非常短，细胞体积不增加，或增加很少。非常短，细胞体积不增加，或增加很少。第22页，此课件共22页哦