影响细胞分化的因素

三、影响细胞分化的因素

1.细胞的不对称分裂对细胞分化的影响 受精卵细胞具有极性,细胞核不是位于中央而是偏向极体排出的一极,细胞核所在的一极称为北极或动物极,相对的一极称为南极或植物极;细胞质中蛋白质和mRNA等成分分布也不对称。因此受精卵的卵裂过程呈现出不对称分裂的特点,不同的细胞质分到不同的子代细胞,细胞质的特性决定了子代细胞核的分化命运。例如,昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞,迁入卵的后端极质部的细胞发育为原始生殖细胞,用紫外线照射这一区域,破坏极质,卵将发育为无生殖细胞的不育个体。在干细胞中也体现出不对称分裂的特点:由一个干细胞分裂产生一个干细胞和一个祖细胞,祖细胞进一步增殖分化成为终端细胞。

胞外信号分子对细胞分化的影响如下。

(1)胚胎诱导:在早期胚胎发育过程中,一部分细胞会影响周围细胞使其向一定方向分化,这种作用称近端组织的相互作用(promixate tissue interaction),也称胚胎诱导(embryonic induction),如脊索可诱导其背侧的外胚层发育成神经板、神经沟和神经管;视泡可诱导其外侧的外胚层细胞形成晶体,而在视泡和晶体的共同诱导下外胚层细胞进一步形成角膜。(https://www.daowen.com)

(2)激素与生长因子的影响:激素是通过血液循环远距离调节细胞间相互作用的分化调节因子。在个体细胞分化与发育过程中,除相邻细胞间可发生相互作用之外,不相邻的远距离的细胞间也可以借助激素来完成彼此之间的相互作用,如蝌蚪变态过程中,尾部退化及前后肢形成等变化是在甲状腺素的调控下完成的。近端组织的相互作用也可通过细胞旁分泌产生的信号分子细胞生长分化因子来实现,如人体的造血干细胞的分化受到多种细胞因子的调节。

(3)细胞外基质分子对细胞分化的影响:体外培养发现,细胞外基质成分影响干细胞的分化方向。例如,干细胞在Ⅳ型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞,在Ⅰ型胶原和纤连蛋白上形成纤维细胞,在Ⅱ型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。

2.环境因素对细胞分化的影响 细胞分化的方向可因环境影响而改变,目前已了解到,物理、化学和生物性因素均可对细胞分化与发育产生重要影响。在哺乳类动物体内,B淋巴细胞的分化发育过程依赖于外来性抗原的刺激。人类的正常发育可被多种环境因素干扰,如饮食中碘缺乏将引起甲状腺肿、智力和生长发育迟缓。妊娠期妇女如感染风疹病毒易引起视器和心脏的发育畸形,造成新生儿患有先天性白内障和先天性心脏病。