細(xì)胞與細(xì)胞工程B

細(xì)胞(xìbāo)的糖生物學(xué)問題第一頁，共七十三頁。精選ppt（一）中心法則(zhōnɡxīnfǎzé)的概念第二頁，共七十三頁。精選ppt（二）細(xì)胞(xìbāo)糖生物學(xué)特性的復(fù)雜性第三頁，共七十三頁。精選ppt（三）聚糖在細(xì)胞(xìbāo)結(jié)構(gòu)和功能中的重要性第四頁，共七十三頁。精選ppt細(xì)胞(xìbāo)的整合通過細(xì)胞黏附和細(xì)胞連接來實(shí)現(xiàn)第五頁，共七十三頁。精選ppt（一）細(xì)胞與細(xì)胞間的黏附（1）細(xì)胞間黏附的現(xiàn)象所有實(shí)體組織中發(fā)生細(xì)胞間連接的前提(qiántí)黏附連接（但并非所有黏附都能形成細(xì)胞間結(jié)構(gòu)上的連接）第六頁，共七十三頁。精選ppt肝、皮膚(pífū)、小腸、呼吸道（1）細(xì)胞(xìbāo)間黏附的現(xiàn)象新生細(xì)胞(xìbāo)的原位黏附第七頁，共七十三頁。精選ppt神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、傷口愈合(yùhé)、腫瘤轉(zhuǎn)移遷徙細(xì)胞的異位(yìwèi)黏附第八頁，共七十三頁。精選ppt（2）細(xì)胞間黏附的專一性細(xì)胞識(shí)別所有黏附事件的發(fā)生都具有細(xì)胞間的專一性專一性是保證個(gè)體、組織(zǔzhī)空間有序性的基礎(chǔ)第九頁，共七十三頁。精選ppt

采用放射性標(biāo)記方法(fāngfǎ)測(cè)定細(xì)胞間黏附的特異性第十頁，共七十三頁。精選ppt（3）細(xì)胞黏附的分子(fēnzǐ)基礎(chǔ)cell-adhesionmolecules,CAMs第十一頁，共七十三頁。精選ppt細(xì)胞間的細(xì)胞黏附(niánfù)分子（CAMs)1、鈣黏蛋白(cadherin)；2、神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)；3、黏蛋白樣細(xì)胞(xìbāo)黏附分子(mucin-CAM);4、整合素（integrin)；5、選擇素(selectin)第十二頁，共七十三頁。精選ppt1、鈣黏蛋白(cadherin)；2、神經(jīng)細(xì)胞(shénjīnɡxìbāo)黏附分子(N-CAM)；3、黏蛋白樣細(xì)胞黏附分子(mucin-CAM);4、整合素（integrin)；5、選擇素(selectin)鈣黏蛋白(dànbái)(cadherins)第十三頁，共七十三頁。精選ppt鈣黏蛋白(cadherins)1、Ca2+依賴性2、介導(dǎo)同種細(xì)胞間黏附（連接）的主要(zhǔyào)分子(精確連接的基礎(chǔ)，神經(jīng)細(xì)胞之間)3、各種組織細(xì)胞中廣泛表達(dá)目前發(fā)現(xiàn)50余種（由不同的基因所編碼）第十四頁，共七十三頁。精選ppt第十五頁，共七十三頁。精選ppt神經(jīng)細(xì)胞(shénjīnɡxìbāo)黏附分子(N-CAMs)1、鈣黏蛋白(cadherin)；2、神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)；3、黏蛋白樣細(xì)胞(xìbāo)黏附分子(mucin-CAM);4、整合素（integrin)；5、選擇素(selectin)第十六頁，共七十三頁。精選ppt神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(Nerve-celladhesionmolecules,N-CAMs)1、非Ca2+依賴性；2、屬于免疫球蛋白超家族成員(chéngyuán)3、主要表達(dá)于神經(jīng)細(xì)胞；4、介導(dǎo)同種細(xì)胞間的黏附（連接）；5、不同的N-CAM分子，由同一基因編碼第十七頁，共七十三頁。精選pptN-CAM的3種剪切體第十八頁，共七十三頁。精選pptN-CAM分子的特性1、N-CAM分子間的差異和特異性由不同的剪切方式和不同的糖修飾方式所產(chǎn)生2、唾液酸的修飾程度很高，與細(xì)胞間的排異程度有關(guān)。

在來源于胚胎腦細(xì)胞的N-CAM分子中的唾液酸達(dá)25%，而來源于成體僅為胚胎的1/3。推測(cè)：唾液酸的修飾程度，細(xì)胞間黏附的程度成反比胚胎中高——便于細(xì)胞遷移成體中低——有利于結(jié)構(gòu)(jiégòu)穩(wěn)定第十九頁，共七十三頁。精選ppt選擇(xuǎnzé)素(selectins)1、鈣黏蛋白(dànbái)(cadherin)；2、神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)；3、黏蛋白樣細(xì)胞黏附分子(mucin-CAM);4、整合素（integrin)；5、選擇素(selectin)第二十頁，共七十三頁。精選ppt選擇素(selectins)細(xì)胞表面的糖蛋白；目前發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)3類：L-selectin（白細(xì)胞表面）P-selectin（血小板表面，被損傷或炎癥活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面）E-selectin（被損傷或炎癥活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面）

都含有保守性極高的凝集素（lectin）區(qū)域，該區(qū)域可與其它細(xì)胞膜上的mucin-CAM結(jié)合。第二十一頁，共七十三頁。精選ppt黏蛋白樣細(xì)胞(xìbāo)黏附分子(mucin-CAMs)第二十二頁，共七十三頁。精選ppt黏蛋白樣細(xì)胞黏附分子(mucin-CAMs)

細(xì)胞表面(biǎomiàn)的糖蛋白，有很長(zhǎng)的糖鏈外露；可與其它細(xì)胞膜上選擇素(selectin)分子中的凝集素（lectin）區(qū)域結(jié)合。Selectins

mucin-CAMs參與(cānyù)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（白細(xì)胞外漏）第二十三頁，共七十三頁。精選ppt整合素（integrins)第二十四頁，共七十三頁。精選ppt整合素（integrins)

廣泛存在于各種細(xì)胞表面細(xì)胞與基底膜黏附的相關(guān)分子白細(xì)胞膜上的整合素分子可與血管(xuèguǎn)內(nèi)皮細(xì)胞膜上的ICAMs分子特異性結(jié)合（從血管中外漏）第二十五頁，共七十三頁。精選ppt免疫(miǎnyì)球蛋白超家族細(xì)胞黏附分子(Ig-superfamilyCAM,ICAMs)第二十六頁，共七十三頁。精選ppt免疫球蛋白超家族細(xì)胞黏附分子(Ig-superfamilyCAM,ICAMs)

為N-CAM中的一種(yīzhǒnɡ)特殊類型；表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞表面；可與白細(xì)胞膜上的整合素相結(jié)合。第二十七頁，共七十三頁。精選ppt注意Cadherins—CadherinsN-CAMs—N-CAMs所介到的細(xì)胞間黏附為穩(wěn)定性黏附，常參與后續(xù)的細(xì)胞連接，并可所涉及細(xì)胞的整個(gè)生命期間。

Selectins—Mucin-likeCAMs,Integrins—ICAMs所介到的細(xì)胞間黏附為暫時(shí)性黏附，并伴有結(jié)構(gòu)上的細(xì)胞連接。白細(xì)胞從血管(xuèguǎn)中游出的行為就是這幾中黏附分子所介導(dǎo)的。第二十八頁，共七十三頁。精選ppt參與(cānyù)白細(xì)胞從血管中游出的細(xì)胞黏附分子第二十九頁，共七十三頁。精選ppt（二）細(xì)胞與基質(zhì)間的黏附(niánfù)（1）細(xì)胞與基質(zhì)間黏附的現(xiàn)象存在于所有細(xì)胞上皮細(xì)胞—基質(zhì)細(xì)胞—基質(zhì)—細(xì)胞胞外基質(zhì)在組織中呈“立體網(wǎng)格”形式第三十頁，共七十三頁。精選ppt胞外基質(zhì)的生物學(xué)特性

1、不均一性：不同細(xì)胞周圍的基質(zhì)的化學(xué)組成可以(kěyǐ)不同，甚至可以(kěyǐ)差別很大；

2、動(dòng)態(tài)性：即便為同一種細(xì)胞，當(dāng)它處于不同狀態(tài)時(shí)，基質(zhì)的化學(xué)組成就可有很大的差別；

3、功能性：結(jié)構(gòu)作用、襯墊保護(hù)作用、提供細(xì)胞遷移路線、調(diào)節(jié)細(xì)胞（干細(xì)胞）的增殖與分化第三十一頁，共七十三頁。精選ppt（3）細(xì)胞(xìbāo)黏附的分子基礎(chǔ)cell-adhesionmolecules,CAMs第三十二頁，共七十三頁。精選ppt（2）細(xì)胞與基質(zhì)間黏附的分子基礎(chǔ)1、細(xì)胞表面的黏附分子主要是integrins,其次是selectins等2、基質(zhì)中的多種大分子物質(zhì)（可充當(dāng)(chōngdāng)integrins及selectins等黏附分子的配體）各種膠原、fibronetin、laminin等第三十三頁，共七十三頁。精選ppt

整合素類型(lèixíng)(至少22種）及其在細(xì)胞外基質(zhì)中配體第三十四頁，共七十三頁。精選pptIntegrin的生物學(xué)特性

1、不同細(xì)胞的表面表達(dá)不同的integrin分子細(xì)胞附著位置的特異性；

2、單個(gè)integrin分子的黏附力很弱，但細(xì)胞表面通常有integrin分子的大量存在總體黏附力是很強(qiáng)的；

3、可參與(cānyù)細(xì)胞與基質(zhì)間已形成黏附的破壞（通過大量表達(dá)其它的integrin分子，競(jìng)爭(zhēng)性地使已形成黏附），即不同integrin分子間可有競(jìng)爭(zhēng)第三十五頁，共七十三頁。精選ppt去黏附因子(de-adhesionfactors)

1、去整合素(disintegrin)：為一種小肽，由細(xì)胞合成分泌到細(xì)胞外基質(zhì)，可競(jìng)爭(zhēng)性地與細(xì)胞膜上的整合素結(jié)合，降低細(xì)胞與基質(zhì)間的黏附，促進(jìn)細(xì)胞遷移。

2、蛇毒去整合素：有類似于細(xì)胞所產(chǎn)生的去整合素的作用。有促進(jìn)細(xì)胞遷移和抗凝血作用。3、蛇毒基質(zhì)特異性蛋白酶：降解基質(zhì)中的大分子物質(zhì)，降低細(xì)胞與基質(zhì)間的黏附，促進(jìn)細(xì)胞遷移。4、ADAM(adisintegrinanda

metalloproteasedomain):同時(shí)含去整合素和金屬蛋白酶的活性部位?？筛鶕?jù)細(xì)胞狀態(tài)的需要而發(fā)揮不同(bùtónɡ)的作用。

炎癥時(shí)，細(xì)胞產(chǎn)生膜連TNFα，可通過金屬蛋白酶的活性，產(chǎn)生可溶性的TNFα，發(fā)揮抗炎作用。第三十六頁，共七十三頁。精選ppt細(xì)胞(xìbāo)分化細(xì)胞在個(gè)體發(fā)育中的基本生物學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生細(xì)胞的多樣性、構(gòu)成個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)、保證生命(shēngmìng)的時(shí)代延續(xù)。第三十七頁，共七十三頁。精選ppt

細(xì)胞分化的過程分化定向（commitment）細(xì)胞所具有的潛在分化方向。正常情況下，其細(xì)胞將按所預(yù)定的方向進(jìn)行(jìnxíng)分化。定向包括兩個(gè)階段：特化（specification）：預(yù)定了分化方向的狀態(tài)（可改變）決定（determination）：明確了分化方向的狀態(tài)（不能改變）第三十八頁，共七十三頁。精選ppt發(fā)育過程(guòchéng)中的細(xì)胞分化個(gè)體發(fā)育的分化譜系(pǔxì)圖（向?qū)в?jì)劃，中國科學(xué)院）第三十九頁，共七十三頁。精選ppt成體組織中的細(xì)胞(xìbāo)分化組織干細(xì)胞（組織器官(qìguān)結(jié)構(gòu)功能動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）第四十頁，共七十三頁。精選ppt細(xì)胞(xìbāo)轉(zhuǎn)分化重編程、iPS第四十一頁，共七十三頁。精選ppt重編程及iPS第四十二頁，共七十三頁。精選ppt

Whatisreprogramming

Thereversalofthedifferentiationstateofamaturecelltoonethatischaracteristicoftheundifferentiatedembryonicstateisdefinedasnuclear“reprogramming”.(1997,核移植)Differentialgeneexpressionistheresultofreversibleepigeneticchangesthataregraduallyimposedonthegenomeduringdevelopment,sotheremodelingofepigeneticmarks,suchasDNAmethylationandhistonemodifications,whichresultsinprogressivechangestothegeneexpressionprogrammayconsideredasthemolecularbasicof“reprogramming”.(2008)第四十三頁，共七十三頁。精選ppt

ThehistoryofreprogrammingNucleartransferCellfusion1997Cellextract2000iPS(inducedpluripotentstemcells)2006第四十四頁，共七十三頁。精選ppt

StrategiesofReprogrammingbeforeiPS第四十五頁，共七十三頁。精選pptSCNT(Somaticcellnucleartransfer)StemcellspublishedonlineJan17,2008DollyWilmut,I,etal.Nature1997,385:810-813.第四十六頁，共七十三頁。精選pptiSCNT(Interspeciessomaticcellnucleartransfer)第四十七頁，共七十三頁。精選pptLimitationsReproductivecloning:abnormal;inefficient.GeneticallymatchedEScells:ethics;inefficient.第四十八頁，共七十三頁。精選ppt第四十九頁，共七十三頁。精選ppt第五十頁，共七十三頁。精選pptLimitationsFusionrateisverylow.Tetraploidcellsaregenerated.第五十一頁，共七十三頁。精選ppt第五十二頁，共七十三頁。精選pptTarangerCK,etal.MolecularBiologyoftheCell.2005,Vol.16:5719-5735.第五十三頁，共七十三頁。精選pptLimitationsNofunctionalreprogrammingdone.Nostablereprogrammingseen.第五十四頁，共七十三頁。精選ppt第五十五頁，共七十三頁。精選pptPGCsECs,EGsFromteratocarcinomastoembryonicstemcells.Phil.Trans.R.Soc.Lond.2002,Vol.357:405-417Derivationofpluripotentialembryonicstemcellsfrommurineprimordialgermcellsinculture.Cell.1992,Vol.70:841-847.SSCsES-LikecellsGenerationofpluripotentstemcellsfromneonatalES-Likecellsmousetestis.Cell.2004,Vol.119:1001-1012.Pluripotencyofspermatogonialstemcellsfromadultmousetestis.Nature.2006,Vol.440:1199-1203.第五十六頁，共七十三頁。精選pptLimitationsMaybelimitedtogermlinecells.Tumorigenicpotential.第五十七頁，共七十三頁。精選ppt第五十八頁，共七十三頁。精選pptWhatisiPS(inducedpluripotentstemcells)

InducedpluripotentstemcellshavebeenreprogrammedfromdifferentiatedcellstoanES-likecell.第五十九頁，共七十三頁。精選pptThemilestonesofiPSYamanaka’steam:mouseFbx15-iPS20062007-112007-6

...Yamanaka’sandRudolf’steams:mouseNanog/Oct4-iPSYamanaka’sandThomson’steam:humaniPSMore…第六十頁，共七十三頁。精選pptA)ModifiedBACconstruct.Blackboxesindicatetheopenreadingframe.

B)GFPexpressioninNanog-GFPtransgenicmouseembryos.

C)GenerationofiPScellsfromMEFsofNango-GFP-IRES-Purortransgenicmice(clone20D17).

第六十一頁，共七十三頁。精選pptD)Teratomas.(clone20D17).

E)GermlinechimaerasfromNanogiPScells.KeisukeOkita,etal.Nature2007,Vol448:313-317.第六十二頁，共七十三頁。精選pptThefeaturesofiPSReprogrammingfactors.Selectionschemes.Sequentialactivationofpluripotencymarkers.FunctionalcriteriatoassesstheiPS.第六十三頁，共七十三頁。精選pptReprogrammingfactorsThreegroupsofpotentialpluripotency-inducingfactorshavebeenselected.

Group1:consistsoftranscriptionfactorsspecificallyexpressedinESCs,including

Nanog,

Oct-3/4,Sox2,UTF1,Sall4,Sox15,Rex1.Group2:consistsofgrowth-andtumour-relatedgeneproductsthathavebeenshowntoplayimportantroleinESCs,including

c-Myc,

Stat3,beta-catenin,Grb2,KLF4,TCL1,ERas.Group3:consistsoffactorsthatarealsospecificallyexpressedinESCs,butwith,asyet,lessdefinedfunctions,includingECAT1,ESG1,Fbx15,DNMT3L,

ECAT8,GDF3,ECAT15-2,Fthl17,Stella.Yamanaka.CellProlif.2008,41:51-56.第六十四頁，共七十三頁。精選pptReprogrammingfactors第六十五頁，共七十三頁。精選pptSelectionschemes第六十六頁，共七十三頁。精選pptSequentialactivationofpluripotencymarkers第六十七頁，共七十三頁。精選pptFunctionalcriteriatoassessiPS第六十八頁，共七十三頁。精選pptTheproblemsofiPSLoweff