《本科细胞生物学》课件.ppt

*************************************免疫细胞T细胞由胸腺发育成熟，根据表面标志和功能分为多个亚群。CD4+辅助T细胞分泌细胞因子，激活和调节其他免疫细胞；CD8+细胞毒性T细胞直接杀伤被病毒感染或肿瘤细胞；调节性T细胞抑制免疫反应，防止过度反应和自身免疫。B细胞在骨髓发育成熟，主要负责体液免疫应答。B细胞表面表达免疫球蛋白受体，识别特定抗原后活化，可分化为浆细胞产生抗体，或形成记忆B细胞。抗体可通过中和、激活补体系统、促进吞噬等方式清除抗原。巨噬细胞由单核细胞分化而来，是专业吞噬细胞，能吞噬病原体、细胞碎片和凋亡细胞。同时，巨噬细胞也是重要的抗原呈递细胞，将处理后的抗原呈递给T细胞，启动特异性免疫应答。巨噬细胞分泌多种细胞因子，参与炎症反应和组织修复。免疫细胞是免疫系统的核心组成部分，通过复杂的相互作用和信号网络，形成抵御外来病原体和异常自身细胞的防线。免疫应答可分为先天性免疫（非特异性防御，如中性粒细胞、单核细胞等参与）和适应性免疫（特异性防御，主要由T细胞和B细胞介导）。细胞内运输囊泡形成蛋白质包装入特定膜性囊泡运输过程囊泡沿细胞骨架定向移动识别靶膜囊泡与目标膜特异性识别膜融合囊泡与靶膜融合，释放内容物细胞内运输是将蛋白质和其他大分子精确输送到细胞内特定位置的过程，对维持细胞正常功能至关重要。这一过程主要通过囊泡运输实现，包括内质网至高尔基体的前向运输、高尔基体至细胞膜或溶酶体的分泌途径，以及从细胞膜到细胞内的内吞途径。囊泡运输的关键组分包括被运输的货物蛋白、囊泡形成所需的外壳蛋白（如COPI、COPII和网格蛋白）、负责囊泡靶向的小GTP酶（如Rab蛋白）以及介导膜融合的SNARE蛋白复合物。这些组分共同确保货物蛋白被正确分选并输送到目的地，任何环节的异常都可能导致细胞功能障碍和疾病，如溶酶体储存病等。细胞骨架微丝由肌动蛋白组成的细丝，直径约7nm：维持细胞形态和运动参与细胞质分裂形成肌肉收缩单位细胞皮质支持和细胞迁移微管由α-和β-微管蛋白组成的中空管状结构，直径约25nm：维持细胞形态细胞内物质运输形成纺锤体参与细胞分裂构成鞭毛和纤毛中间纤维由多种蛋白质组成的纤维，直径约10nm：提供机械强度和稳定性维持细胞和组织的结构完整性连接细胞连接结构形成核纤层支持核膜细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维网络组成的动态结构系统，为细胞提供机械支持和形态维持，同时参与细胞运动、物质运输和信号传导等多种功能。细胞骨架的三种主要成分——微丝、微管和中间纤维各有特点，相互协作形成复杂网络。细胞骨架并非静态结构，而是不断进行动态组装和解聚的过程，这种动态平衡受多种调节蛋白和信号通路的精密调控。细胞骨架异常与多种疾病相关，如肌肉萎缩症、神经退行性疾病和某些癌症等。研究细胞骨架对理解细胞生物学基本过程和疾病机制具有重要意义。细胞运动肌肉细胞收缩肌肉收缩是一种特化的细胞运动形式，基于肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用：神经信号引起钙离子释放钙离子与肌钙蛋白结合，暴露肌动蛋白活性位点肌球蛋白头部与肌动蛋白结合ATP水解提供能量，肌球蛋白头部构象变化肌动蛋白丝和肌球蛋白丝相对滑动，导致肌节缩短细胞迁移细胞迁移是多步骤过程，在胚胎发育、伤口愈合和免疫反应中起关键作用：前缘形成伪足，肌动蛋白聚合推动膜向前形成新的粘着斑，细胞与基质建立连接细胞体部收缩，依靠肌动蛋白-肌球蛋白相互作用后缘解离，粘着斑分解，细胞向前移动鞭毛和纤毛运动鞭毛和纤毛是细胞表面的运动器官，由微管构成的9+2结构：动力蛋白利用ATP水解产生力量相邻微管双联体间的滑动产生弯曲鞭毛：长而少，波浪状摆动纤毛：短而多，协调摆动产生液体流动细胞运动是细胞利用自身能量改变位置或形态的过程，依赖于细胞骨架、分子马达蛋白和粘附分子等多种组分的协同作用。不同类型的细胞运动机制各异，但都涉及ATP水解提供能量和精密的时空调控。细胞生物学研究方法显微技术从光学显微镜到电子显微镜，再到共聚焦显微镜和超分辨率显微镜，显微技术不断突破分辨率极限，使科学家能够观察到越来越精细的细胞结构。荧光标记和活细胞成像技术则使动态观察细胞过程成为可能。细胞培养体外培养细胞提供了研究细胞生物学过程的便捷模型。从最初的原代培养到永生化细胞系，再到近年发展的三维培养和器官类器官培养，不断接近体内生理条件。干细胞技术使得定向分化特定细胞类型成为可能。分子生物学技术基因克隆、表达载体构建、基因敲除和RNA干扰等技术使研究特定基因功能成为可能。CRISPR/Cas9等基因编辑技术的出现大大提高了基因组操