第一節(jié)　細胞周期及其調(diào)控

細胞增殖是生命的基本特征，種族的繁衍、個體的發(fā)育、機體的修復等都離不開細胞增殖。細胞增殖是通過細胞周期（cell cycle）來實現(xiàn)的，而細胞周期的有序運行是通過相關基因的嚴格監(jiān)視和調(diào)控來保證的。

細胞周期指由細胞分裂結束到下一次細胞分裂結束所經(jīng)歷的過程，所需的時間叫細胞周期時間。真核細胞的細胞周期包括有絲分裂期（mitosis，簡稱M期）和分裂間期（interphase）兩個階段。細胞分裂的各個時期周而復始地重復著。M期包括細胞的有絲分裂和胞質(zhì)分裂兩個過程。在有絲分裂的過程中，復制的染色體被分到兩個細胞核中，胞質(zhì)分裂則是將整個細胞一分為二，形成兩個子細胞。分裂間期實際上是新細胞的生長期，根據(jù)新細胞從開始生長起到分裂前期的生理和生化變化，可分為：G1期（Gap1phase），即從M期結束到S期開始前的一段間歇期；S期，即DNA合成期（DNA synthetic phase）；G2期（Gap2 phase），即DNA合成后（S期）到有絲分裂前的一個間歇期；暫不分裂細胞則進入G0期（圖1－1）。

圖1－1　真核細胞周期

注：C：為控制點。

一、有絲分裂

有絲分裂期是高等真核生物的增殖分裂方式，因分裂過程中呈現(xiàn)線狀纖維結構的紡錘體而得名。其生物學意義在于，將在間期復制加倍的DNA形成染色體再平均分配到兩個子細胞中去，使每個子細胞得到一整套和母細胞完全相同的遺傳信息。根據(jù)形態(tài)學特征，有絲分裂過程分為前期、前中期、中期、后期和末期5個階段。

1.前期（prophase）　最顯著的特征是染色質(zhì)通過螺旋化和折疊變短變粗，形成光學顯微鏡下可以分辨的染色體，每條染色體包含2個染色單體（圖1－2）。主要事件是：①染色質(zhì)凝縮；②分裂極確立與紡錘體開始形成；③核仁解體；④核膜消失。

2.前中期（prometaphase）　指由核膜解體到染色體排列到赤道面（equatorial plane）這一階段。紡錘體微管向細胞內(nèi)部侵入，與染色體的著絲點結合。著絲點處的分子馬達使染色體向微管的負端移動。在光鏡下可以看到，此時染色體也就是既向一極移動也向另一極移動，是以振蕩的方式移向紡錘體中部的。

3.中期（metaphase）　每條染色體逐漸向紡錘體中心區(qū)移動，最終排列在赤道板上，這是紡錘體動粒與微管相互作用的結果，此時，染色體向穩(wěn)定狀態(tài)轉變（圖1－3）。

圖1－2　前期染色體

圖1－3　中期染色體

4.后期（anaphase）　指姊妹染色單體分開并移向兩極的時期，當子染色體到達兩極后，標志這一時期結束。染色體著絲點微管在著絲點處去組裝而縮短，在分子馬達的作用下染色體向兩極移動，最后著絲粒分開，染色單體移向兩極，幾乎所有的姊妹染色單體都同時分裂（圖1－4）。

5.末期　是從子染色體到達兩極，至形成兩個新細胞為止的時期。末期涉及子核的形成和胞質(zhì)分裂兩個方面。末期子核的形成，大體經(jīng)歷了與前期相反的過程，即染色體解聚縮，核仁出現(xiàn)和核膜重新形成（圖1－5）。

圖1－4　后期染色體

圖1－5　末期染色體

在核分裂的后期，細胞中其他物質(zhì)的分配也開始進行，稱為胞質(zhì)分裂。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)在后期形成，由大量平行排列的肌動蛋白和結合在上面的肌球蛋白Ⅱ等成分組成，用細胞松弛素及肌動蛋白和肌球蛋白抗體處理均能抑制收縮環(huán)的形成（圖1－6）。

圖1－6　子細胞形成

二、間期

細胞從前一次分裂結束到下一次分裂開始之間的間隔期稱為間期。根據(jù)DNA的復制情況間期分為3個時期：G1期，即第一間隙期或復制前期；S期或稱復制期；G2期即第二間隙期，或稱復制后期。這3個階段主要為后面的有絲分裂期做準備工作，合成有絲分裂時必需的核酸、蛋白質(zhì)、ATP等。

1.G1期　是從有絲分裂完成到DNA復制前的一段時間，又稱為合成前期。此期細胞中物質(zhì)代謝極為活躍，合成rRNA、蛋白質(zhì)、脂類和糖類。應用RNA合成抑制劑放線菌素D可阻斷細胞從G1期進入S期。在G1期，組蛋白發(fā)生磷酸化，使染色質(zhì)的結構改變，有利于S期DNA合成。在G1晚期，細胞合成DNA復制所需要的各種酶類，如DNA聚合酶、解旋酶等；與G1期向S期轉變相關的觸發(fā)蛋白、鈣調(diào)蛋白、細胞周期蛋白等均在此期合成。

G1期細胞只有在條件合適的情況下才會進入S期。如果條件不合適，細胞就延遲通過G1期，并可能進入G0期的休眠狀態(tài)。若條件合適，G1期或G0期的細胞會通過一個特定時期，這個特定時期在哺乳動物中稱為限制點（restriction point，R點）。通過這個點后，即使細胞生長和分裂的細胞外信號被除去，細胞仍然會進入S期開始DNA合成。但與G1期細胞相比，G0期細胞進入S期需要較長時間進行物質(zhì)準備。

2.S期　是細胞進行DNA復制的階段，真核細胞DNA復制在多個起點上進行，復制的啟動具有嚴格的時間順序。通常，常染色質(zhì)的復制要早，GC含量較高的在早期復制，AT含量較高的DNA在晚期復制，而雌性動物被鈍化的X染色體最后復制。

S期也是組蛋白合成的主要時期，進入S期后，組蛋白mRNA水平可增加50倍。組蛋白的合成是與DNA復制同步進行的，抑制其中一個的合成，均會阻斷另一個的合成?？梢?，組蛋白和DNA在染色質(zhì)復制過程中相互制約、相互聯(lián)動，以保證新合成的組蛋白在數(shù)量上適應DNA復制的需要。

3.G2期　是從DNA合成結束到細胞分裂開始前的階段，細胞合成進入M期所需要的結構與功能相關的RNA和蛋白質(zhì)，像染色質(zhì)凝集相關蛋白、構成有絲分裂裝置的微管蛋白等均在此期合成。此外，已在S期中復制的中心粒，在G2期逐漸長大，并開始向細胞兩極分離。在G2期合成的成熟促進因子（maturation promoting factor，MPF）能促進M期的啟動，使細胞進入有絲分裂期。

細胞周期進程是在嚴格調(diào)控下進行的，細胞中存在著一個完善而又復雜的細胞周期調(diào)控網(wǎng)絡系統(tǒng)，這個系統(tǒng)不僅控制著細胞周期中每一個事件順序進行，還對其控制的過程中

三、細胞周期調(diào)控

反饋回來的信息作出反應。細胞周期中有4個點負責監(jiān)控反饋信號及阻滯細胞周期進程，這些點稱為檢查點（checkpoint）。它們分別是G1/S期、S期、G2/M期和M期檢查點（圖1－7）。G1/S期和G2/M期檢查點主要監(jiān)測細胞生長狀態(tài)、環(huán)境條件及DNA損傷情況；S期檢查點監(jiān)測DNA復制有沒有完成，若DNA復制不完全就不能開始有絲分裂；M期檢查點監(jiān)測紡錘體有沒有組裝好，任何一個著絲點沒有正確連接到紡錘體上，都會阻止成對姐妹染色單體分離。

圖1－7　細胞周期檢查點

引自Lodish，et al.Molecular Cell Biology.3th ed.New York and Oxford：Scientific American Books，Inc.，1995

1.細胞周期調(diào)節(jié)因子的發(fā)現(xiàn) 對于細胞周期調(diào)控機制的發(fā)現(xiàn)最初來源于兩個方面的實驗研究。首先是Rao和Johnson（1970、1974）將HeLa細胞同步于不同階段，然后與M期細胞混合，在滅活仙臺病毒介導下，誘導細胞融合，發(fā)現(xiàn)與M期細胞融合的間期細胞產(chǎn)生了形態(tài)各異的早熟凝集染色體（prematurely condensed chromosome，PCC），這種現(xiàn)象稱為早熟染色體凝集（premature chromosome condensation）。

為了進一步研究促使G1期細胞DNA復制以及誘導細胞提前進入有絲分裂的調(diào)節(jié)因子的本質(zhì)，用蛙和無脊椎動物的卵母細胞及早期的胚進行了一系列的實驗。實驗中，在細胞周期的特定階段分離蛙的卵細胞，并從蛙卵細胞中制備提取物，將它們分別注射到非洲爪蟾的卵母細胞（未受精卵的不成熟的前體）中。發(fā)現(xiàn)注射來自M期卵細胞中的提取物，可使間期卵母細胞進入M期。而用來自細胞周期其他階段的提取物注射入卵母細胞則不能誘導進入M期。這是首次發(fā)現(xiàn)在M期的細胞中有促進細胞分裂的因子存在，由于當時對這種因子的化學本質(zhì)和作用機制都不清楚，只是簡單地稱為M期促進因子（M－phase promoting factor，MPF）。另一方面，1971年，Masui和Markert用孕酮對卵母細胞進行體外刺激實驗，發(fā)現(xiàn)成熟M期細胞質(zhì)中存在一種物質(zhì)，能誘導不成熟的卵母細胞成熟，稱之為成熟促進因子（MPF）。后來證實這兩種因子為同一種物質(zhì)。雖然MPF首先發(fā)現(xiàn)于蛙的卵細胞，但后來在所實驗用的動物細胞中都發(fā)現(xiàn)了MPF，說明這種因子是普遍存在的。

2.細胞周期蛋白（cyclin）　由于MPF的純化工作困難，所以對它的純化工作持續(xù)了好幾年。最后，Lohka于1988年，用柱層析純化了MPF。實際上MPF是兩個不同的亞基組成的異質(zhì)二聚體，一個是催化亞基p34（CDC2，cell division cycle gene），它能夠將磷酸基團從ATP轉移到特定底物的絲氨酸和蘇氨酸殘基上，這種蛋白激酶后來被稱為周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclin－dependent protein kinases，CDKs）；另一個亞基p45（cyclin B）稱為周期蛋白。

1983年Hunt首次發(fā)現(xiàn)海膽卵受精后，在其卵裂過程中兩種蛋白質(zhì)的含量隨細胞周期劇烈振蕩，在每一輪間期開始合成，G2/M時達到高峰，M結束后突然消失，下輪間期又重新合成，故命名為周期蛋白（cyclin），或稱為周期素。細胞周期蛋白是一個大家族，目前在高等生物中發(fā)現(xiàn)的有周期蛋白A、B、C、D、E、F、G、H和T等，在酵母中有Cln1～3、Clb1～6和Cig等。以細胞周期與CDK結合并起作用的細胞周期階段來劃分，可將周期蛋白歸為4種類型：①G1周期蛋白，與以CDK4為主的幾種激酶結合，有助于促進細胞通過G1末期的限制點；②G1/S期周期蛋白，在G1末期cyclin E與CDK結合并決定細胞進行DNA復制，使細胞向S期過渡；③S周期蛋白，在S期與CDK結合，是DNA復制起始所需要的；④M周期蛋白，在S末期與CDK1結合，促進有絲分裂。

圖1－8　cyclin－CDK復合物

引自Alberts，et al.Molecular Biology of the Cell.2nd ed.New York and London：Garland Publishing，Inc.，1994

3.周期蛋白激酶　CDC2與細胞周期蛋白結合才具有激酶的活性，稱為細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK），因此CDC2又稱為CDK1。激活的CDK1可將靶蛋白磷酸化而產(chǎn)生相應的生理效應，如將核纖層蛋白磷酸化導致核纖層解體、核膜消失，將組蛋白H₁磷酸化導致染色體的凝縮等。這些效應的最終結果是細胞周期的不斷運行。因此，CDK激酶及其調(diào)節(jié)因子又被稱為細胞周期引擎（圖1－8）。

目前，發(fā)現(xiàn)的CDK在動物中有7種。各種CDK分子均含有一段相似的激酶結構域，這一區(qū)域有一段保守序列，即PSTAIRE，與周期蛋白的結合有關。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)大部分CDK家族激酶的蛋白質(zhì)水平在細胞周期中保持非常恒定的水平，但它們的激酶活性卻受周期蛋白的影響而周期性地上升或下降。這種變化直接導致細胞內(nèi)蛋白質(zhì)磷酸化的周期性變化，是調(diào)節(jié)細胞周期的主要事件。因此，CDK活性的調(diào)節(jié)為細胞周期調(diào)控的核心。

4.CDK活性的調(diào)節(jié)

（1）細胞周期蛋白的降解：CDK活性最主要的調(diào)節(jié)物是周期蛋白，CDK必須與細胞周期蛋白結合才有蛋白激酶活性。周期蛋白水平的周期性變化導致周期蛋白－CDK復合物周期性地裝配和活化，這種活化轉而觸發(fā)細胞周期事件。一旦特定的細胞周期事件完成之后，觸發(fā)該事件的細胞周期蛋白必須被迅速地降解，這樣才能保證細胞周期的正常進行。目前的研究表明，周期蛋白的降解主要依賴于兩種不同的酶復合物：SCF（skp1－cullin－F－box protein，3個蛋白構成的復合體）和APC（anaphase promoting complex）。

在中期當MPF活性達到最高時，通過一種未知的途徑，激活后期促進復合物APC，將泛素連接在周期蛋白B上，導致周期蛋白B被蛋白酶體（proteasome）降解，完成一個細胞周期（圖1－9）。

分裂期周期蛋白N端有一段序列與其降解有關，稱為降解盒（destruction box）。當MPF活性達到最高時，通過泛素連接酶催化泛素與周期蛋白結合，周期蛋白隨之被26S蛋白酶體水解。G1周期蛋白也通過類似的途徑降解，但其N端沒有降解盒，C端有一段PEST序列與其降解有關。

泛素由76個氨基酸組成，高度保守，普遍存在于真核細胞，故名泛素。共價結合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識別和降解，這是細胞內(nèi)短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑，泛素化相當于蛋白質(zhì)被摧毀的標簽。泛素化的蛋白質(zhì)最后被26S蛋白酶體分解成短肽。

圖1－9　Cyclin B的降解途徑

引自Lodish，et al.Molecular Cell Biology.4th ed.New York：W H Freeman ＆ Co.，1999

在蛋白質(zhì)的泛素化過程中（圖1－10），E1（泛素活化酶，ubiquitin－activating enzyme）水解ATP獲取能量，通過其活性位置的半胱氨酸殘基與泛素的C端形成高能硫酯鍵而激活泛素，然后E1將泛素交給E2（泛素結合酶，ubiquitin－conjugating enzyme），最后在E3（泛素連接酶，ubiquitin－ligase）的作用下將泛素轉移到靶蛋白上。參與細胞周期調(diào)控的泛素連接酶至少有兩類，其中SCF負責將泛素連接到G1/S期周期蛋白和某些CDK抑制蛋白（CDK inhibitor，CKI）上，主要參與G1－S過渡期的調(diào)控，啟動DNA復制；而APC負責將泛素連接到M期周期蛋白上，主要參與分裂后期姐妹染色體分離以及M期的調(diào)控。SCP和APC在細胞周期進程中起重要作用，但它們自身的調(diào)節(jié)機制以及兩者之間的關系還有待于進一步研究。

圖1－10　細胞周期蛋白的降解盒與降解途徑

引自Lodish，et al.Molecular Cell Biology.4th ed.New York：W H Freeman ＆ Co.，1999

細胞周期中有3個關鍵的過渡，即G1期→S期、中期→后期、后期→末期及胞質(zhì)分裂期的過渡。這些過渡都是通過觸發(fā)蛋白質(zhì)的降解進行的，所以都是不可逆轉的，這就迫使細胞周期只能沿一個方向進行。需要指出的是，周期蛋白的降解引起CDK活性的變化，然而，在大多數(shù)細胞中，轉錄調(diào)節(jié)在細胞周期進程中也起重要作用。例如，多數(shù)細胞的周期蛋白，不只是由細胞周期的降解系統(tǒng)所調(diào)控，還受到細胞周期蛋白基因的轉錄和周期蛋白合成的調(diào)控因素的嚴格影響，特別是細胞生長因子的影響。

（2）CDK磷酸化改變和CDK抑制蛋白的作用：細胞周期蛋白與CDK的結合是決定CDK活性的必要條件。然而僅與周期蛋白結合并不能使CDK完全活化，還需要幾種激酶和磷酸酶對CDK活性進行精細調(diào)節(jié)。

以裂殖酵母M－CDK的活化為例，M期CDK的激活起始于分裂期細胞周期蛋白的積累，在胚胎細胞周期中周期蛋白一直在合成，其濃度決定于降解的速度。但在大多數(shù)細胞的有絲分裂周期中，周期蛋白的積累是因為在G2－M期M－cyclin基因轉錄的增強。

隨著M－cyclin的積累，結合周期蛋白的M－CDK（CDK1）增加，但是沒有活性，這是因為Wee1激酶將CDK1的Thr¹⁴和Tyr¹⁵磷酸化的緣故，這種機制保證了CDK－cyclin能夠不斷積累，然后在需要的時候突然釋放。

在M期，一方面Wee1的活性下降，降低了CDK1的磷酸化；另一方面CDC25使CDK去磷酸化，去除了CDK活化的障礙。CDC25可被兩種激酶激活，一是polo激酶，另一個是M－CDK本身。激活的M－CDK反過來抑制Wee1的活性，形成一個反饋環(huán)。因此，不難想象只要有少量的CDK被CDC25或polo激活，立即就會有大量的CDK被活化。CDK的激活還需要Thr¹⁶¹的磷酸化，它是在CDK激酶（CDK－activating kinase，CAK）的作用下完成的。CAK可磷酸化一系列CDKs，包括CDK1、CDK2、CDK3、CDK4、CDK6，從而對細胞周期進行調(diào)控。

除了周期蛋白及磷酸化和去磷酸化對CDK活性進行調(diào)控外，細胞內(nèi)還有一些對CDK活性起負調(diào)控作用的蛋白質(zhì)，稱為CDK抑制蛋白（CKI）。目前發(fā)現(xiàn)的CKI分為兩大家族：①Ink4（inhibitor of CDK 4），如p16^ink4a、p15^ink4b、p18^ink4c、p19^ink4d，特異性抑制CDK4·cyclin D1、CDK6·cyclin D1復合物；②Kip（kinase inhibition protein）：包括p21^cip1（cyclin inhibition protein 1）、p27^kip1（kinase inhibition protein 1）、p57^kip2等，能抑制大多數(shù)CDK的激酶活性，p21^cip1還能與DNA聚合酶δ的輔助因子PCNA（proliferating cell nuclear antigen）結合，直接抑制DNA的合成。

總之，細胞周期的調(diào)控是十分復雜的，細胞周期調(diào)節(jié)的失衡與腫瘤等許多疾病密切相關。因此，細胞周期調(diào)控正是醫(yī)學研究的一大熱點。

四、細胞周期時相的測定和細胞的同步化

（一）細胞周期時相和時間的測定

如何判斷一個細胞處于細胞周期中的哪一個階段？常用的方法包括摻入標記法和流式細胞儀法。

細胞周期進程中的顯著特點是DNA的復制，若在細胞培養(yǎng)液中加入的3 H標記的DNA合成前體胸腺嘧啶脫氧核苷（TdR）或人工合成的類似物溴化脫氧尿苷（BrdU），然后通過放射自顯影或免疫化學染色，可以判定出不同時相細胞的數(shù)量和比例。

在整個細胞周期進程中，只有處于S期細胞的DNA才能被標記。因此，根據(jù)有絲分裂中標記細胞所占的比例，可以推斷出細胞周期不同時間持續(xù)的時間，這就是有絲分裂百分率法（percentage labeled mitoses，PLM）。其原理是對測定細胞進行脈沖標記、定時取材、利用放射自顯影技術顯示標記細胞，通過統(tǒng)計標記有絲分裂細胞百分數(shù)的辦法來測定細胞周期。通常使用的是³H或者¹⁴C標記的胸腺嘧啶核苷。細胞周期測定原理如圖1－11所示：①待測細胞經(jīng)³H－TDR標記后，所有S期細胞均被標記。②S期細胞經(jīng)G2期才進入M期，所以一段時間內(nèi)PLM＝0。③開始出現(xiàn)標記M期細胞時，表示處于S期最后階段的細胞，已渡過G2期，所以從PLM＝0到出現(xiàn)PLM的時間間隔為T_G2。④S期細胞逐漸進入M期，PLM上升，到達到最高點的時候說明來自處于S期最后階段的細胞，已完成M期，進入G1期。所以從開始出現(xiàn)M到PLM達到最高點（≈100%）的時間間隔就是T_M。⑤當PLM開始下降時，表明處于S期最初階段的細胞也已進入M期，所以出現(xiàn)PLM到PLM又開始下降的一段時間等于T_S。⑥從PLM出現(xiàn)到下一次PLM出現(xiàn)的時間間隔就等于T_C，根據(jù)T_C＝T_G1＋T_S＋T_G2＋T_M即可求出T_G1的長度。

圖1－11　細胞周期各階段的時間與PLM的關系

事實上由于一個細胞群體中T_C和各時相不盡相同，第一個峰常達不到100%，以后的峰會發(fā)生衰減，PLM不一定會下降到零，所以實際測量時，常以（T_G2＋1/2T_M）_－T_G2的方式求出T_M。

隨著流式細胞儀技術的發(fā)展，細胞周期時相和時間可以快速測量。其原理是：用熒光染料標記細胞DNA，熒光強度與DNA含量成正比，當細胞逐個通過流式細胞儀的熒光探測裝置時，每個細胞的熒光強度被記錄下來。在細胞周期各時相中，G2期和M期DNA的含量為G1期的2倍，S期細胞的DNA含量介于兩者之間，據(jù)此可以直接統(tǒng)計各時相細胞數(shù)。還可利用細胞周期蛋白，對細胞周期進行精確的分期。如采用周期蛋白E＋A/DNA多參數(shù)流式細胞術，可將細胞分為G0期、G1早期、G1晚期、S期、G2期和M期。

（二）細胞的同步化

體外培養(yǎng)的細胞群體通常是處于各個不同周期時相的“混合”細胞，這些細胞對外界的刺激如生長條件、藥物、輻射等所引起的反應和機制各不相同。為了探討某單一時相細胞的活動規(guī)律及其對外界干預的反應，需要將體外培養(yǎng)的細胞處于同一狀態(tài)，共同進入周期的某一特定階段，這一過程稱為細胞同步化（synchronization）。高等真核生物細胞的人工同步化方法包括以下幾種。

1.選擇同步化

（1）有絲分裂選擇法：使單層培養(yǎng)的細胞處于對數(shù)增殖期，此時分裂活躍，MI高。有絲分裂細胞變圓隆起，與培養(yǎng)皿的附著性低，此時輕輕振蕩，M期細胞脫離器壁，懸浮于培養(yǎng)液中，收集培養(yǎng)液，再加入新鮮培養(yǎng)液，依法繼續(xù)收集，則可獲得一定數(shù)量的中期細胞。其優(yōu)點是操作簡單、同步化程度高、細胞不受藥物傷害；缺點是獲得的細胞數(shù)量較少（分裂細胞占1%～2%）。

（2）細胞沉降分離法：不同時期的細胞體積不同，而細胞在給定離心場中沉降的速度與其半徑的平方成正比，因此可用離心的方法分離。其優(yōu)點是可用于任何懸浮培養(yǎng)的細胞，缺點是同步化程度較低。通過離心淘洗法可獲得大量G期、S期、G2期加M期不同時相細胞。

2.誘導同步化

（1）DNA合成阻斷法：選用DNA合成的抑制劑，可逆地抑制DNA合成，而不影響其他時期細胞的運轉，最終可將細胞群阻斷在S期或G/S期交界處。氟脫氧尿嘧啶、羥基脲、阿糖胞苷、甲氨蝶呤、高濃度AR、GdR和TdR，均可抑制DNA合成使細胞同步化。其中高濃度TdR對S期細胞的毒性較小，因此常用TdR雙阻斷法誘導細胞同步化。在細胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)基中加入過量TdR，S期細胞被抑制，其他細胞繼續(xù)運轉，最后停在G1/S期交界處。移去TdR，洗滌細胞并加入新鮮培養(yǎng)液，細胞又開始分裂。當釋放時間＞T_S時，所有細胞均脫離S期，再次加入過量TdR，細胞繼續(xù)運轉至G1/S期交界處，被過量TdR抑制而停止。DNA合成阻斷法的優(yōu)點是同步化程度高，適用于任何培養(yǎng)體系，可將幾乎所有的細胞同步化。缺點是產(chǎn)生非均衡生長，個別細胞體積增大。

（2）中期阻斷法：利用破壞微管的藥物將細胞阻斷在中期，從而得到同步于M期的細胞。常用的藥物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒性較少。該方法的優(yōu)點是無非均衡生長現(xiàn)象，缺點是可逆性較差。

與選擇法相比，誘導同步法的優(yōu)點是能根據(jù)需要獲得多種類型的大量同步化細胞，但所用的化學誘導藥物可影響到細胞的不均衡生長，或可能干擾細胞周期正常進行的調(diào)節(jié)等。