醫學細胞生物學核心理論演講人：日期:目錄CATALOGUE細胞基本結構與功能細胞周期與調控機制細胞信號轉導系統細胞分化與凋亡疾病相關的細胞病理現代研究技術應用01細胞基本結構與功能PART細胞膜與物質運細胞膜組成與結構細胞膜受體與信號傳導物質跨膜運輸方式細胞膜在細胞識別中的作用細胞膜主要由脂質、蛋白質和少量糖類組成，具有流動性和選擇性通透性。包括被動運輸（如簡單擴散、協助擴散）和主動運輸（如主動轉運、膜泡運輸），以及胞吞胞吐作用。細胞膜上鑲嵌的各種受體能識別外部信號分子，并啟動細胞內的信號傳導途徑，調節細胞功能。通過細胞膜表面的糖蛋白等分子，細胞能識別自身和其他細胞，參與細胞間的相互作用。細胞器分工與協作線粒體細胞的“動力工廠”，負責進行有氧呼吸，產生ATP供細胞使用。01葉綠體主要存在于植物細胞中，進行光合作用，將光能轉化為化學能并儲存。02核糖體合成蛋白質的場所，根據mRNA的遺傳信息，將氨基酸組裝成多肽鏈。03內質網參與蛋白質的合成、加工、包裝和運輸，以及脂質的合成和膜泡的形成。04高爾基體對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝，形成分泌泡或溶酶體。05溶酶體含有多種水解酶，能分解細胞內的衰老、損傷或多余的細胞器和生物大分子。06細胞核與遺傳調控細胞核是細胞的遺傳信息庫，包含核膜、核仁、染色質等結構，控制細胞的生長、分裂和代謝。細胞核的結構與功能DNA在細胞核內復制，并通過遺傳信息的傳遞，確保子代細胞獲得與母細胞相同的遺傳物質。細胞核與細胞質之間通過核孔進行物質交換和信息交流，共同維持細胞的正常生理功能。DNA復制與細胞分裂基因通過轉錄和翻譯過程合成蛋白質，并受到多種因素的調控，以適應細胞內外環境的變化。基因表達與調控01020403細胞核與細胞質的相互作用02細胞周期與調控機制PART細胞周期階段劃分分為G1期、S期和G2期，主要進行DNA復制和有關蛋白質合成。間期分為前期、中期、后期和末期，主要進行細胞分裂和遺傳物質均分。分裂期指暫時停止分裂活動的細胞所處的靜止狀態，受到刺激后可重新進入細胞周期。G0期調控蛋白與信號通路細胞周期蛋白Rb信號通路周期蛋白依賴性激酶（CDK）p53信號通路包括Cyclin和CDK等，它們在細胞周期的不同階段表達并調控細胞周期進程。與Cyclin結合后形成復合體，具有激酶活性，可調控細胞周期進程。通過調控轉錄因子E2F的活性，實現對細胞周期G1/S期轉換的調控。在DNA損傷時，p53蛋白被激活，通過調控下游基因表達，使細胞停滯在G1期或誘導凋亡。周期異常與疾病關聯癌癥先天性缺陷神經退行性疾病免疫系統疾病細胞周期調控失常會導致細胞增殖失控，進而引發癌癥。如CyclinD1過度表達會導致乳腺癌等疾病發生。細胞周期調控異常也可能導致先天性缺陷，如遺傳性心肌病等疾病。細胞周期異常還與神經退行性疾病相關，如阿爾茨海默病等疾病中存在細胞周期調控蛋白的異常表達。細胞周期調控異常還可能引起免疫系統疾病，如自身免疫性疾病和免疫缺陷病等。03細胞信號轉導系統PART受體類型與激活機制離子通道型受體這類受體在細胞膜上形成離子通道，當信號分子與受體結合時，通道打開或關閉，導致離子流動，改變膜電位。酶聯型受體這類受體與信號分子結合后，激活受體本身的酶活性，或通過受體與酶偶聯，進一步激活下游信號通路。酶聯型受體-酪氨酸激酶受體這是一類特殊的酶聯型受體，其激活后能夠催化酪氨酸殘基的磷酸化，進而激活下游信號通路。G蛋白偶聯受體這類受體通過與G蛋白結合，將信號轉導為G蛋白的激活，進而調節下游效應分子的活性。第二信使作用原理鈣離子作為第二信使鈣離子在細胞內起著重要的信號轉導作用，通過調節細胞內鈣離子的濃度，可以影響細胞的運動、分泌、分化等多種生理活動。01磷脂酰肌醇信號通路磷脂酰肌醇信號通路是另一種重要的第二信使系統，通過生成多種磷脂酰肌醇衍生物，調節細胞內的信號轉導和細胞骨架重構。cAMP作為第二信使cAMP是一種重要的第二信使，能夠激活蛋白激酶A（PKA），進而調節細胞內的代謝和基因表達。02一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）等氣體分子在細胞內也可以作為第二信使，通過擴散作用在細胞內傳遞信號。0401cAMP作為第二信使信號異常與病理效應當信號轉導系統過度激活時，可能會導致細胞增殖、分化異常，甚至引發腫瘤等惡性疾病。信號轉導過度信號轉導不足可能導致細胞無法對外界刺激作出正常反應，從而引發各種疾病，如免疫缺陷、神經退行性疾病等。信號分子與受體結合異常可能導致受體無法正常激活或過度激活，進而影響細胞的正常生理功能，引發多種疾病。信號轉導不足信號轉導通路中的關鍵分子發生突變或異常表達，可能導致信號轉導異常，引發多種遺傳性疾病和獲得性疾病。信號轉導通路異常01020403信號分子與受體結合異常04細胞分化與凋亡PART干細胞分化潛能干細胞定義干細胞在發育和疾病中的作用分化潛能分類干細胞治療應用具有自我更新能力和分化成多種細胞類型的細胞。全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。修復受損組織，維持組織穩態，參與疾病發生和進展。細胞移植、組織工程和基因治療等領域。程序性死亡調控程序性死亡概念程序性死亡在發育和穩態中的作用凋亡的分子機制凋亡調控與疾病關系細胞在生理或病理條件下，按照基因調控程序主動結束生命的過程。啟動凋亡的信號通路，包括內源性途徑和外源性途徑，以及凋亡執行蛋白的激活。維持組織細胞數目平衡，清除老化、受損或感染細胞。凋亡失調可能導致腫瘤、自身免疫性疾病和神經退行性疾病等。分化異常與腫瘤發生腫瘤細胞的特征無限增殖、侵襲性生長和轉移，這些特性與細胞分化異常密切相關。腫瘤發生中的分化異常腫瘤細胞分化程度低，形態和功能類似未分化細胞，具有更強的侵襲性和轉移能力。腫瘤分化與預后的關系腫瘤細胞的分化程度是評估其惡性程度和預后的重要指標，分化程度越高，預后越好。腫瘤分化治療策略通過誘導腫瘤細胞重新分化，恢復其正常形態和功能，達到治療腫瘤的目的。05疾病相關的細胞病理PART線粒體功能障礙能量代謝異常線粒體是細胞內的“動力工廠”，負責ATP的合成與能量轉換。線粒體功能障礙會導致能量供應不足，影響細胞正常生理功能。氧化應激與自由基產生細胞凋亡與壞死線粒體是細胞內氧化磷酸化的主要場所，也是自由基產生的主要來源。線粒體功能障礙會引發氧化應激反應，導致細胞損傷。線粒體在細胞凋亡過程中發揮關鍵作用，其功能障礙可能導致細胞凋亡異常，甚至引起細胞壞死。123內質網應激反應內質網是細胞內蛋白質合成、折疊和修飾的重要場所。內質網應激反應時，這些過程可能受到干擾，導致蛋白質功能異常。蛋白質折疊與修飾異常內質網是細胞內鈣離子的主要儲存庫。內質網應激反應會破壞鈣離子平衡，影響細胞信號傳導和生理功能。鈣離子平衡失調內質網應激反應可觸發細胞自噬和凋亡過程，以清除受損細胞和維持內環境穩定。細胞自噬與凋亡細胞骨架紊亂疾病細胞骨架是維持細胞形態和支撐細胞運動的重要結構。細胞骨架紊亂會導致細胞形態異常和運動能力下降。細胞形態與運動異常細胞分裂與增殖障礙細胞信號傳導異常細胞骨架在細胞分裂過程中發揮關鍵作用。細胞骨架紊亂可能影響細胞分裂和增殖，導致組織發育異常和腫瘤形成。細胞骨架參與細胞信號傳導過程。細胞骨架紊亂可能干擾細胞內外信號的正常傳遞，影響細胞功能。06現代研究技術應用PART顯微鏡成像技術光學顯微鏡熒光顯微鏡電子顯微鏡共聚焦顯微鏡利用光學原理放大細胞或組織，用于觀察細胞形態和結構。利用電子束成像，分辨率高，可觀察細胞內部的超微結構。利用熒光物質標記細胞成分，觀察特定分子的分布和動態。通過激光掃描和共聚焦技術，實現三維成像，觀察細胞內部的三維結構。放射性同位素標記利用放射性同位素標記化合物，追蹤其在細胞內的路徑和變化。熒光標記技術利用熒光分子標記細胞或分子，實現對其在細胞內的定位和動態觀察。免疫標記技術利用抗原與抗體的特異性結合，對細胞內的特定分子進行標記和檢測。生物發光標記利用生物發光物質標記細胞或分子，實現對活體