《细胞周期同步化概念课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞周期同步化概念课件（108页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章第十章 细胞增殖细胞增殖狭义的细胞生长：细胞大小的增加狭义的细胞生长：细胞大小的增加广义的细胞生长：还包括细胞分裂和细胞分化广义的细胞生长：还包括细胞分裂和细胞分化细胞增殖：指细胞的增加或繁殖，是经过多次细胞增殖：指细胞的增加或繁殖，是经过多次细胞分裂而使细胞数量快速膨胀的过程细胞分裂而使细胞数量快速膨胀的过程第一节第一节 细胞周期的概念细胞周期的概念一、什么是细胞周期一、什么是细胞周期 细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束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，所需的时间叫细胞周期时间。所经历的过程，所需的时间叫细胞周期时间。可分为四个阶段：可分为四个阶段：G
2、1G1期期(gap1)(gap1)，指从有丝分裂完成到，指从有丝分裂完成到DNADNA复制之前的复制之前的间隙时间；间隙时间；SS期期(synthesis phase)(synthesis phase)，指，指DNADNA复制的时期，只有复制的时期，只有在这一时期在这一时期H3-TdRH3-TdR才能掺入新合成的才能掺入新合成的DNADNA中；中；G2G2期期(gap2)(gap2)，指，指DNADNA复制完成到有丝分裂开始之前复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；的一段时间；MM期又称期又称D D期期(mitosis or division)(mitosis or division)，细胞分
3、裂开，细胞分裂开始到结束。始到结束。 分裂间期分裂间期分裂期分裂期 周期中细胞（周期中细胞（cycling cellcycling cell）：是指在细胞周期中连续运转：是指在细胞周期中连续运转的细胞，有丝分裂活性高，又称为连续分裂细胞或可育细胞，的细胞，有丝分裂活性高，又称为连续分裂细胞或可育细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞、造血干细胞、雄性个体的如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞、造血干细胞、雄性个体的生精细胞等。生精细胞等。 静止期细胞（静止期细胞（quiescent cellquiescent cell）：指的是暂时离开细胞周期，：指的是暂时离开细胞周期，停止细胞分裂，去执行一定的生物
4、学功能，但在适当的刺停止细胞分裂，去执行一定的生物学功能，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期的细胞，又称为激下可重新进入细胞周期的细胞，又称为G G0 0期细胞或休眠细胞，期细胞或休眠细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。如淋巴细胞、肝、肾细胞等。 终末分化细胞终末分化细胞：指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，：指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力， 保持生理机能活动的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多保持生理机能活动的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞、红细胞等。形核细胞、红细胞等。 细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关，细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关，细胞周期的时间长短与
5、物种的细胞类型有关，细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关，如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10101010小时，小时，小时，小时，人类胃上皮细胞人类胃上皮细胞人类胃上皮细胞人类胃上皮细胞24242424小时，骨髓细胞小时，骨髓细胞小时，骨髓细胞小时，骨髓细胞18181818小时，小时，小时，小时，培养的人成纤维细胞培养的人成纤维细胞培养的人成纤维细胞培养的人成纤维细胞18181818小时，小时，小时，小时，CHOCHOCHOCHO细胞细胞细胞细胞14141414小时，小时，小时，小时，HeLaHe
6、LaHeLaHeLa细胞细胞细胞细胞21212121小时。不同类型细胞的小时。不同类型细胞的小时。不同类型细胞的小时。不同类型细胞的G1G1G1G1长短不长短不长短不长短不同，是造成细胞周期差异的主要原因。同，是造成细胞周期差异的主要原因。同，是造成细胞周期差异的主要原因。同，是造成细胞周期差异的主要原因。细胞周期长短的测定细胞周期长短的测定Q 同种细胞间周期时间长短相似或相同；不同种类细胞间，同种细胞间周期时间长短相似或相同；不同种类细胞间， 周期长短周期长短差别很大差别很大。Q S+G S+G2 2+M +M 的时间变化较小，细胞周期时间长短差别在的时间变化较小，细胞周期时间长短差别在G
7、G1 1期。期。Q 部分细胞的细胞周期没有部分细胞的细胞周期没有G G1 1、G G2 2期。期。细胞周期长短的测定方法细胞周期长短的测定方法(标记有丝分裂百分数法标记有丝分裂百分数法（percentage labeled mitoses，PLM）( 流式细胞分选仪测定法流式细胞分选仪测定法( (Flow Cytometry) )( 缩时摄像技术缩时摄像技术原理原理：是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对测定细胞进行脉冲标记、不同时间取样做细胞放射性自显影，测定细胞进行脉冲标记、不同时间取样做细胞放射性自显影，找出正处于有丝分裂的分裂期细胞
8、，计算其中带找出正处于有丝分裂的分裂期细胞，计算其中带3H标记的细标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。胞占有丝分裂细胞的百分数。 优点优点：可以测定细胞周期的总时间和各阶段的时间，结果明：可以测定细胞周期的总时间和各阶段的时间，结果明了易分析。了易分析。缺点缺点：操作技术有一定的难度；具有一定的危险性；同位素：操作技术有一定的难度；具有一定的危险性；同位素的放射性逐渐衰减，误差较大。的放射性逐渐衰减，误差较大。标记有丝分裂百分数法（标记有丝分裂百分数法（PLM)PLM)测定原理：测定原理：测定原理：测定原理： 待测细胞经待测细胞经待测细胞经待测细胞经3H-TdR3H-TdR3H-TdR3H-Td
9、R标记后，所有标记后，所有标记后，所有标记后，所有S S S S期细胞均被标记。期细胞均被标记。期细胞均被标记。期细胞均被标记。 S S S S期细胞经期细胞经期细胞经期细胞经G2G2G2G2期才进入期才进入期才进入期才进入M M M M期，所以一段时间内期，所以一段时间内期，所以一段时间内期，所以一段时间内PLM=0PLM=0PLM=0PLM=0。开始出现标记开始出现标记开始出现标记开始出现标记M M M M期细胞时，表示处于期细胞时，表示处于期细胞时，表示处于期细胞时，表示处于S S S S期最后阶段的细胞，已渡期最后阶段的细胞，已渡期最后阶段的细胞，已渡期最后阶段的细胞，已渡过过过过G2
10、G2G2G2期，所以从期，所以从期，所以从期，所以从PLM=0PLM=0PLM=0PLM=0到出现到出现到出现到出现PLMPLMPLMPLM的时间间隔为的时间间隔为的时间间隔为的时间间隔为TG2TG2TG2TG2。 S S S S期细胞逐渐进入期细胞逐渐进入期细胞逐渐进入期细胞逐渐进入M M M M期，期，期，期，PLMPLMPLMPLM上升，到达到最高点的时候说明原上升，到达到最高点的时候说明原上升，到达到最高点的时候说明原上升，到达到最高点的时候说明原先才进入先才进入先才进入先才进入M M M M期的细胞，已完成期的细胞，已完成期的细胞，已完成期的细胞，已完成M M M M，进入，进入，进
11、入，进入G1G1G1G1期。所以从开始出现期。所以从开始出现期。所以从开始出现期。所以从开始出现PLMPLMPLMPLM到到到到PLMPLMPLMPLM达到最高点（达到最高点（达到最高点（达到最高点（100%100%100%100%）的时间间隔就是）的时间间隔就是）的时间间隔就是）的时间间隔就是TMTMTMTM。 当当当当PLMPLMPLMPLM开始下降时，表明处于开始下降时，表明处于开始下降时，表明处于开始下降时，表明处于S S S S期最初阶段的细胞也已进入期最初阶段的细胞也已进入期最初阶段的细胞也已进入期最初阶段的细胞也已进入M M M M期，期，期，期，所以出现所以出现所以出现所以出现
12、PLMPLMPLMPLM到到到到PLMPLMPLMPLM又开始下降的一段时间等于又开始下降的一段时间等于又开始下降的一段时间等于又开始下降的一段时间等于TSTSTSTS。 从从从从PLMPLMPLMPLM出现到下一次出现到下一次出现到下一次出现到下一次PLMPLMPLMPLM出现的时间间隔就等于出现的时间间隔就等于出现的时间间隔就等于出现的时间间隔就等于TCTCTCTC，根据，根据，根据，根据TC=TG1+TS+TG2+TMTC=TG1+TS+TG2+TMTC=TG1+TS+TG2+TMTC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的即可求出的即可求出的即可求出的TG1TG1TG1TG1长度。长度。
13、长度。长度。细胞周期各阶段的时间与细胞周期各阶段的时间与PLM的关系的关系Ts二、细胞周期同步化二、细胞周期同步化概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经人为处理概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经人为处理 造成的细胞周期的同步化。造成的细胞周期的同步化。类型：类型：自然同步化自然同步化 人工同步化：选择同步化：有丝分裂选择法人工同步化：选择同步化：有丝分裂选择法 细胞沉降分离法细胞沉降分离法 诱导同步化：诱导同步化：DNA合成阻断法合成阻断法 中期阻断法中期阻断法(一）自然同步化一）自然同步化概念：自然界存在的细胞周期同步过程，称为自然同步化。概念：自然界存在的细胞周期同步过程，
14、称为自然同步化。类型：类型：1多核体多核体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，进行同步化分裂，使细胞核达多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂，使细胞核达108，体积达体积达56cm。疟原虫也具有类似的情况。疟原虫也具有类似的情况。2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，最初的如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的，再如大次细胞分裂是同步的，再如大量海参卵受精后，前量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行的。次细胞分裂都是同步化进行的。3增殖抑制解除后的同步
15、分裂增殖抑制解除后的同步分裂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。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。（二）人工同步化（二）人工同步化1、选择同步化、选择同步化1 1）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，此时分裂活跃，MIMI高。有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿高。有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，的附着性低，此时轻轻振荡，M M期细胞脱离器壁，悬浮于期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依
16、法继续收集，则可获得一定数量的中期细胞。集，则可获得一定数量的中期细胞。 优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物的伤害。优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物的伤害。 缺点：获得的细胞数量少（分裂细胞约占缺点：获得的细胞数量少（分裂细胞约占1%1%2%2%） 。2 2）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而细胞在给定离心场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。的平方成正比，因此可用离心的方法分离。 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 缺点：同步化程度低。缺点：同步化程度低。2 2、诱导同步化、诱导同步化1 1）DNADNA合成阻断法合成阻断法：选用：选用DNADNA合成的抑制剂，可逆地合成的抑制剂，可逆地抑制抑制DNADNA合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在可将细胞群阻断在S S期或期或G/SG/S交界处。交界处。5-5-氟脱氧尿嘧啶、氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、高浓度羟基脲、高浓度ADRADR、G
