第十章 细胞增殖与调控 细胞增殖是生命的基本特征，种族的繁衍、个体的发育、机体的修复等都离不开细胞增殖。一个受精卵发育为初生婴儿，细胞数目增至1012个，长至成年有1014个，而成人体内每秒钟仍有数百万新细胞产生，以补偿血细胞、小肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。细胞增殖是通过细胞周期（cell cycle）来实现的，而细胞周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调控来保证的。细胞无限制增长对个体来说意味着癌症，个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。
第一节 细胞周期与细胞分裂 一、细胞周期 概述：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（也称细胞生活周期，或细胞繁殖周期），可分为四个阶段：①G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间；②S期(synthesis phase)，指DNA复制的时期，只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA中；③G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；④M期又称D期(mitosis or division)，细胞分裂开始到结束。G0期：细胞暂时离开细胞周期，停止分裂，去执行一定的功能，称静止期细胞， G0期多发生在G1期。 G0期一旦得到信号，会迅速返回细胞周期（如结缔组织中的成纤维细胞等）。
细胞周期
细胞周期分为4个阶段
从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：①连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。②休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝细胞等。③不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。
周期中的主要事件： G1期：合成蛋白、糖类、脂类等，但不合成DNA，是细胞的最初生长期。决定G1期向S期转换的特定时期称起始点（或限制点，或检验点），受内外多种因素的控制。 S期：DNA合成，在真核生物立即与组蛋白结合，形成核小体。 G2期：合成大量蛋白质，能否进入M期，受G2期检验点的控制。 M期：细胞分裂
Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and hitones.
细胞周期长短测定： 细胞周期的时间长短与细胞类型有关，如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时，人类胃上皮细胞24小时，骨髓细胞18小时，培养的人成纤维细胞18小时，CHO细胞14小时，HeLa细胞21小时。不同类型细胞的G1长短不同，是造成细胞周期差异的主要原因。 1、脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 H3-TdR标记，洗涤，培养，定时取样，放射自显影分析 BrdU标记，抗体染色观察 2、流式细胞分选仪检测法 根据DNA含量分类细胞，根据类群细胞的数量推断时间。
TG2－G2期时间，TM－M期时间，TS－S期时间，TC－细胞 周期时间，TG1＝ TC －（TG2 ＋ TM ＋ TS ） 细胞周期各阶段的时间(细胞周期测定) TG2－G2期时间，TM－M期时间，TS－S期时间，TC－细胞 周期时间，TG1＝ TC －（TG2 ＋ TM ＋ TS ）
流式细胞仪检测细胞周期
细胞周期的时间
细胞同步化： 细胞同步化(synchronization)是指在自然过程中发生或经人为处理造成的细胞周期同步化，前者称自然同步化，后者称为人工同步化。 1、自然同步化 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6~9cm。 某些水生动物的受精卵：如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的，再如大量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行的。 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。
2、人工同步化 选择同步化： 有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃。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，M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，依法继续收集，则可获得一定数量的中期细胞。其优点是，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少。（分裂细胞约占1%～2%） 细胞沉降分离法：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的平方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。
诱导同步化 DNA合成阴断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA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S期或G/S交界处。5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度ADR、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使细胞同步化。其中高浓度TDR对S期细胞的毒性较小，因此常用TDR双阻断法诱导细胞同步化。优点是同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞同步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。 中期阻断法：利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒性较少。优点是无非均衡生长现象，缺点是可逆性较差。
TdR阻断法进行细胞同步化
1、早期胚胎细胞周期（受精卵的卵裂过程）： 特异的细胞周期 1、早期胚胎细胞周期（受精卵的卵裂过程）： G1和G2非常短，细胞体积不增加，或增加很少。
2、酵母细胞周期： 60-90分钟，核内有丝分裂。 芽殖酵母细胞周期 裂殖酵母细胞周期
3、植物细胞分裂： 无中心体，但可以正常装配纺锤体；形成细胞板。
4，细菌的细胞周期： 环状分子，一个复制起始点。 DNA复制前准备（G1）约10分钟；DNA复制（S）约40分钟；分裂前准备（G2）约20分钟；一个周期70分钟。实际上分裂和复制同时进行，一个周期只需35分钟。