调控内胚层组织器官发育的分子机制研究
人类胚胎发育的调控机制
人类胚胎发育的调控机制在发育过程中，人类胚胎需要经历数百个基因的表达和调控，这一过程十分复杂。
不同基因的表达和调控方式相互交织，共同促进胚胎的发育。
近年来，随着分子生物学的不断深入研究和技术的不断进步，人类胚胎发育的调控机制也逐渐被揭示。
第一阶段：受精卵和早期胚胎的发育受精卵在经过一系列的细胞分裂后，逐渐形成囊胚。
在这一过程中，一些特定的基因得到了激活，并开始发挥作用。
比如，新型转录因子的表达会改变一些细胞的特性，使得胚胎得以进一步发育。
此外，生长因子还会刺激细胞增殖和分化。
表观遗传学的重要性也在这一阶段得到了展现。
表观遗传学是指非DNA序列相关的遗传因素，如DNA甲基化和组蛋白修饰等。
它们可以调节基因的表达和功能，进而影响胚胎的发育和细胞分化。
例如，在早期胚胎发育中，DNA甲基化经常在基因启动子区域的甲基-CpG岛上发生，这可以抑制基因的转录。
组蛋白修饰也能够调节DNA的结构，直接影响基因的表达。
第二阶段：胚胎的分化和器官形成在早期胚胎发育过程中，细胞会逐渐分化为三个原始胚层：内胚层、外胚层和中胚层。
这些胚层将分别发育为相应的组织和器官。
在这一阶段，多个基因的调控开始发挥重要作用。
首先，转录因子是在胚层分化和细胞命运决定过程中起重要作用的蛋白质。
通过激活或抑制其他基因的表达，转录因子可以调控胚层的命运和细胞分化。
内胚层、中胚层和外胚层各自有自己的特点和功能，通过转录因子的调控，它们才能够有效地发育成完整器官。
此外，在细胞分裂、增殖和移动方面，一些信号通路对胚胎发育也有着重要作用。
这些信号通路包括Wnt信号通路、Hedgehog 信号通路、Notch信号通路等，它们能够使得细胞生长和分化。
在分裂和增殖过程中，细胞周期也被紧密调控，以确保胚胎的正确发育。
第三阶段：器官系统和功能的形成在这一阶段，各种组织和器官都可以看到明显的形态特征和功能特征。
这些特征是由许多基因和信号通路共同调控的结果。
例如，在肢体发育中，骨骼的形成也需要FGF信号通路的调控，并需要Bone Morphogenetic Proteins (BMPs)等多种生长因子，这些因子都对于正确性骨骼形成起着至关重要的作用。
器官发育的分子机制
器官发育的分子机制生物学中的一个重要过程就是器官发育，该过程使得生物体得以形成美妙的结构，并拥有其所需的生理功能。
由于器官发育涉及复杂的细胞信号传递、转录调节和细胞生物学事件，因此，对分子机制的了解对于理解这个过程至关重要。
本文将探讨器官发育的一些关键分子机制，其中包括信号通路、核因子和转录因子等。
信号通路器官发育始于基础细胞群的发育和分化。
这些原始细胞最初通过信号通路来感知和响应其外部环境。
这些信号可以来自其他细胞、胚胎体液或胚胎外胚层。
对这些信号的反应可以激活不同的细胞信号传递路线，包括Wnt、Notch和FGF等。
这些信号通路控制了基础细胞的运移、增殖和分化。
例如，Wnt通路在发育过程中扮演重要角色。
Wnt信号通过Wnt蛋白的结合和激活Frizzled受体来启动该通路。
Wnt通路控制许多生物学过程，包括整个动物与植物王国的器官发生、细胞增殖和分化、干细胞功能和细胞极性。
如果Wnt通路过度活化，就会导致肿瘤和癌症等疾病。
核因子核因子是如何将这些信号传递到细胞内部的一类分子？这些核因子被激活后会进入细胞核，调控多种基因的表达和转录。
例如，核因子β-catenin是Wnt通路的一个重要因子。
当Wnt信号激活时，β-catenin会进入细胞核并与TCF/LEF转录因子结合，促进Wnt响应基因的表达和转录。
如果Wnt信号不激活，β-catenin会在负向调控分子中被泛素化和降解，不会进入细胞核。
除了β-catenin，还有许多核因子是深入研究器官发育的过程中难以避免的。
例如，FOXA2、HNF4A和NKX2-5等因子，在早期胚胎期发育过程中发挥了至关重要的作用。
转录因子转录因子在各种细胞生物学事件中都起着重要作用，它们的主要职责是调控基因的转录过程。
这些转录因子经常与信号通路和核因子一起工作。
例如，在肝脏中，HNF1和HNF4α是调控胆汁酸代谢的关键转录因子。
这些因子可以使基因适应不同的环境，在细胞分化的过程中影响基因表达。
Tbx2基因在胚胎组织器官发育中的作用研究进展
Tbx2基因在胚胎组织器官发育中的作用研究进展李小艳;李啸红;姬可平【摘要】T-box 基因家族属于发育调控相关转录因子基因家族，在脊椎和非脊椎动物胚胎发育过程中发挥重要作用。
转录抑制因子 Tbx2是 T-box 基因家族重要成员之一，其编码产物作为转录抑制因子可调控胚胎发育。
目前多项研究表明，Tbx2参与了胚胎心脏、四肢、骨骼、胰腺、乳腺及黑色素细胞等的发育，Tbx2基因突变或缺失会导致心脏、四肢、骨骼、乳腺、胰腺、黑色素合成等发育异常。
【期刊名称】《山东医药》【年(卷),期】2017(057)003【总页数】3页(P101-103)【关键词】T-box 基因家族;转录抑制因子;Tbx2 基因;胚胎发育【作者】李小艳;李啸红;姬可平【作者单位】遵义医学院珠海校区，珠海 519040;遵义医学院珠海校区，珠海519040;遵义医学院珠海校区，珠海 519040【正文语种】中文【中图分类】R394.1T-box基因家族属于发育调控相关转录因子基因家族，可调控胚胎形成和器官发育，T-box家族某些基因突变可导致许多发育障碍性疾病。
T-box基因家族的大多数成员属于转录激活因子，但Tbx2和Tbx3属于转录抑制因子。
Tbx2属于发育调控相关转录因子基因，对胚胎和各种器官组织发育成熟起着关键作用。
在人类，Tbx2基因位于17q23，编码一条由712个氨基酸残基组成的肽链，由7个外显子组成[1～3]。
Tbx2基因编码蛋白有两个独立的转录抑制域，一个是氨基酸末端抑制结构域，另一个羧基末端抑制结构域[4]。
Tbx2主要通过C末端的转录抑制结构域发挥转录抑制作用。
正常情况下，Tbx2在早期胚胎的中胚层表达，也在成熟个体的多种组织中广泛表达。
文献[5]报道Tbx2可促进人胚胎及组织器官轴向发育，并可在健康成人的肾、肺、脾、前列腺、卵巢、乳腺等多种组织中表达[6]。
如果在胚胎发育不同时期出现Tbx2基因低表达，会引发相应的发育缺陷[7,8]。
胚胎干细胞的分化与调控机制研究
胚胎干细胞的分化与调控机制研究胚胎是人类生命的起源。
胚胎发育过程中，细胞分化和调控是非常重要的研究方向。
其中胚胎干细胞是研究的重点，它们可以分化为不同类型的细胞并在不同的组织和器官中完成特定的功能。
本文将介绍胚胎干细胞的分化和调控机制的研究进展。
一、胚胎干细胞的定义和特性胚胎干细胞是从早期胚胎中获取并保存的一种细胞。
它们具有两个重要的特性：1. 多能性：胚胎干细胞可以分化为三个胚层的所有类型组织，包括内胚层（胚球的内部）、外胚层（胚球的外部）和中胚层（内胚层和外胚层之间的区域）。
2. 自我更新：胚胎干细胞可以不断地分裂和自我更新，保持其未分化状态。
以上的两个特性使胚胎干细胞在分化和发育过程中扮演着重要的角色。
二、胚胎干细胞的分化胚胎干细胞能够分化为不同类型的细胞，这种分化过程成为细胞命运的决定。
细胞命运在很大程度上由细胞内的信号通路和外部环境因素共同调控。
最近的研究发现，细胞外基质对胚胎干细胞的分化也有很大的影响，这包括生长因子、细胞外基质成分和细胞间相互作用等。
胚胎干细胞的分化过程可以显式的调控，这导致胚胎干细胞的定向分化成为一个重要的研究方向。
在胚胎干细胞分化过程中，特定的基因表达活动被激活或抑制，这促进了不同类型细胞的分化。
一些基因表达动态的短周期、稳态和长周期的过程，已经成为研究分化过程的前沿。
这些基因的表达模式可以帮助人们理解细胞命运的决定和分化过程的调控。
三、胚胎干细胞的调控机制胚胎干细胞的分化是复杂的，它需要由多个信号通路和调控模块所组成的调控网络。
最近的研究表明，在这些调控模块中，转录因子、非编码RNA、表观遗传调控和染色质结构调控等因素起着至关重要的作用。
在不同的细胞命运的分化过程中，不同的调控因素主导着分化过程。
例如，在心脏和肌肉分化过程中，ARK5的活性和ERK通路的活性相互作用，控制核外ATP的浓度，增加峰值活性，促进心肌分化并抑制脂肪细胞投入。
这种调控方案可以促进心肌细胞的定向分化，并在胚胎发育过程中起到重要的作用。
胚胎发育过程中细胞命运决定机制
胚胎发育过程中细胞命运决定机制胚胎发育是生物学中一个复杂而精密的过程，其中细胞命运的决定机制起着至关重要的作用。
细胞命运决定了细胞在胚胎发育过程中的特化和定位，最终形成不同的组织和器官。
本文将探讨胚胎发育过程中细胞命运决定机制的几个重要方面。
首先，细胞命运的决定受到遗传和环境因素的影响。
在胚胎发育的早期阶段，细胞内的遗传物质DNA负责传递父母基因的信息，选择性地转录和翻译部分基因，从而决定细胞的特定功能和命运。
例如，在受精卵分裂的过程中，细胞可以分化成不同的胚胎发育前体层，例如内胚层、中胚层和外胚层。
此外，细胞还会接受来自胚胎周围环境中的信号分子的指导，通过这些信号调节基因的表达和细胞的命运。
细胞命运还受到细胞间通讯的调控。
细胞命运决定机制的一个重要组成部分是细胞间信号的传递和感知。
细胞可以通过细胞间连接物质的转运和细胞表面受体的相互作用来实现信号的传递。
细胞间通讯可以通过细胞-细胞间连结调节细胞的分化和定位。
在某些情况下，通过细胞间的物质交换和相互作用，一些特定的细胞群可以相互影响和调节彼此的命运，最终形成特定的组织和器官。
此外，细胞命运还受到表观遗传因子的调控。
表观遗传是指基因表达和细胞功能的调控方式，不涉及DNA序列的改变。
在胚胎发育的过程中，细胞命运的决定取决于特定的表观遗传因子的调控作用。
例如，在某些细胞中，DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传机制可以改变基因的表达模式，从而决定细胞的特定命运。
这些表观遗传因子可以通过细胞间的信号传递和细胞内的信号通路来调控。
最后，细胞的外部环境也对细胞命运的决定有重要影响。
细胞的外部环境包括细胞周围的生理环境和机械环境等。
生理环境包括细胞所处的溶液成分、氧气浓度和温度等因素，这些环境因素可以影响细胞内的代谢和信号传递，从而影响细胞的特定命运。
机械环境包括细胞所受到的外力作用，例如拉力和压力等。
细胞所受到的机械环境可以改变细胞形态和细胞内信号通路的活性，进而影响细胞的分化和定位。
组织胚胎学名词解释
组织胚胎学名词解释胚胎学（Embryology）是研究生物体发育的学科，主要研究从生命的开始到成体的过程中，个体生物体的形态、结构和功能的发育变化。
以下是一些组织胚胎学中的重要名词解释。
1. 胚胎（Embryo）：胚胎是生物在受精后分化阶段，由受精卵向成体发展过程中的早期阶段。
在动物中，胚胎发育分为原胚形成、胚层分化和器官形成等阶段。
2. 胚层（Germ layer）：胚层是在胚胎发育早期形成的细胞层，一般包括外胚层、中胚层和内胚层。
外胚层主要分化为表皮和部分神经系统器官，中胚层主要分化为骨骼、心脏、肌肉和生殖系统，内胚层主要分化为消化系统和呼吸系统。
3. 板层（Blastoderm）：板层是胚胎在受精后开始分化过程中的一个阶段，形成一个由一层细胞构成的扁平结构。
在鸟类和爬行动物中，板层会进一步分化为外、中、内胚层。
4. 祖细胞（Stem cell）：祖细胞是一种具有自我更新能力和多能性的未分化细胞，可以分化为多种不同类型的细胞，形成胚胎发育中的各种器官和组织。
祖细胞在胚胎发育过程中起到重要的作用，也是再生医学研究的重要基础。
5. 体节（Somite）：体节是在脊椎动物胚胎发育过程中形成的一个重要结构，由胚胎的背侧分泌细胞形成。
体节会进一步发育成为动物的脊椎骨骼、肌肉和皮肤。
6. 神经胚（Neural tube）：神经胚是脊椎动物胚胎中形成神经系统的结构，由神经胚形成的神经管进一步发育为大脑和脊髓。
神经胚是中胚层分化的产物，也是胚胎发育中一个关键的转折点。
7. 发育生物学（Developmental biology）：发育生物学是研究生物个体从受精卵到完全成体的转变过程的学科。
它涉及到细胞分化、器官发生、遗传和环境因素对发育的影响等方面。
发育生物学与胚胎学有很大的重叠，是研究胚胎发育的一部分。
总之，组织胚胎学涉及到胚胎的形态和结构的发育过程及其调控机制的研究。
通过对胚胎发育的研究，可以帮助我们更好地了解生物发育的规律，以及人类发育异常的原因，对于医学和生物科学的发展具有重要意义。
(2021年整理)4.发育与生殖研究国家重大科学研究计划-国家科技部
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附件4：发育与生殖研究国家重大科学研究计划“十二五”专项规划一、形势与需求发育与生殖研究及其应用涉及生命科学和生物医药等诸多领域，其发展不仅可以推动生命科学多个科学问题的解决和多个学科的发展，还将在基因治疗、细胞治疗、组织器官移植、新药开发等领域产生极其重要的影响。
对生殖与发育过程中各种细胞、组织和器官形成调节机理的深入探讨,将有助于从根本上理解各种生殖与发育过程、认识人类生殖障碍及胎儿发育缺陷产生的原因。
我国是世界上人口出生缺陷和不孕不育症的高发国之一。
尽管当前辅助生殖技术如人工授精、试管婴儿等已经在临床应用上有了长足的发展，但其潜在风险日益成为人类社会关注的焦点,这也使得辅助生殖技术的全面安全评估以及更加先进的低损伤操作技术的发展成为未来辅助生殖技术发展的重要方向.同时，越来越多的研究显示人类重大疾病的发生与发育异常相关。
因此,防治不孕不育、出生缺陷以及发育相关重大成年疾病，实现我国人口健康战略将有赖于继续深入开展发育与生殖基础研究，进一步揭示生物个体的配子形成、受精、胚胎植入和发育、组织器官的发生和形成、个体衰老等过程的生物学规律.“十一五”期间,发育与生殖重大科学研究计划在组织器官发育、胚胎操作安全性、生殖调控等领域取得了一批重要的研究成果。
在发育生物学方面，以模式动物秀丽线虫为对象，揭示了一种新的凋亡细胞清除机制，并揭示了凋亡细胞清除过程中吞噬受体的调控机制.在生殖生物学方面，发现辅助生育技术中胚胎操作导致子代小鼠发生神经系统退行性疾病的风险性增高，提示目前的活检技术有一定的潜在安全风险.利用自发基因突变小鼠模型，证明了卵泡颗粒细胞中的C—型钠肽及其受体是维持卵母细胞减数分裂阻滞的因子。
人类胚胎的发育和分化调控机制
人类胚胎的发育和分化调控机制人类的生命从胚胎开始，胚胎是由一个受精卵发育而来的。
在受精卵形成之后，它会经过多次细胞分裂，不断发育，最终变成一个形态复杂的胚胎。
人类胚胎的发育和分化是由一系列复杂的信号调控和基因表达机制控制的。
这些机制使得细胞在胚胎早期发育中按照特定的顺序分化，形成不同类型的组织和器官，最终形成一个健康的人类。
胚胎发育过程中的三个阶段胚胎发育的过程可以分为三个阶段，分别是受精卵期、胚芽期和胚胎期。
在不同的阶段，细胞会经历不同的发育和分化过程。
1. 受精卵期在受精卵期，受精卵处于卵泡的内部，由于精子进入卵细胞使其发生化学反应，形成新的生活体。
此时受精卵还是一个单一的细胞，仅有一组染色体，称为原生质体。
在这一阶段，受精卵的细胞开始成为胚胎，这样就开始了胚胎形成的过程。
2. 胚芽期胚芽期是受精卵期之后的细胞分化阶段。
在此阶段，受精卵的细胞分裂形成团块，叫作囊胚。
它会随时间逐渐成长，分化出多种不同类型的细胞，包括可以形成体的干细胞，称为分化前干细胞。
过程中，这些细胞将被分化为三个不同的胚层:外胚层、中胚层和内胚层。
3. 胚胎期胚胎期是受精卵发育的最后一个阶段，这时胚胎已经成长和分化为多种不同类型的组织和器官。
这个时段持续了从胚泡早期到胎儿八周左右，它会产生一系列的生命发育过程，包括心脏和神经系统进一步成熟、胃肠道开始运作和空气道开始形成。
分化和表型的控制机制分化是细胞从早期胚胎中分化出不同类型细胞所需的一系列过程。
细胞的分化是决定细胞形态和功能的这种长度斑斓、独特的过程，也叫作细胞分化。
分化是由复杂的分子和信号通路调控的。
在胚胎期间，这些机制有助于确保正确的细胞分化和组织发育，最终引导胚胎组织和器官的形成。
在分化和成型的发展过程中，胚胎内部存在着巨大的分子网络，涉及到繁多分子调节，如转录因子、信号传递通路、染色质改变等。
这个机制不仅包括基因表达调控，还包括环境和细胞对细胞外基质的反应等细胞行为规律。
人类胚胎发育的分子机制和调控
人类胚胎发育的分子机制和调控人类胚胎发育是一个复杂且神秘的过程。
在人类受精卵被受精后，它会经历一系列的细胞分裂和分化，最终形成成熟的个体。
在这个过程中，许多基因和分子参与了胚胎发育的调控。
本文将介绍人类胚胎发育的分子机制和调控。
前期胚胎发育前期胚胎发育指的是从受精卵分裂为两个细胞开始，到形成囊胚的过程。
在这个过程中，受精卵会发生一系列的细胞分裂和重组，从而形成一个由许多细胞组成的囊胚。
在这个过程中，许多基因和分子起到了重要的调控作用。
例如，细胞分裂素、卵黄囊蛋白和内质网钙离子调节剂等分子，它们可以促进受精卵的细胞分裂、细胞周期的调节和精细的细胞信号传导。
此外，另一些分子也发挥了重要作用。
例如，被称为晚期二维材料蛋白的一类蛋白，在胚胎发育早期时具有特殊的功能。
这是这些蛋白促进了干细胞增殖和调节细胞特化的转录因子的表达。
这些蛋白也参与了胚胎发育中的几个关键时期，即受精后的分裂和嚢胚形成。
神经胚层的形成在胚胎发育的早期，囊胚会分化出三层细胞，即外胚层、中胚层和内胚层。
内胚层是原始实体形成的起点。
内胚层的细胞可以进一步分化为各种细胞类型，例如神经元、心肌细胞、胃肠道细胞等。
在内胚层形成时，信号通路起着至关重要的作用，尤其是细胞-细胞信号和胚胎带来的信号。
在这个过程中，活化细胞内靶基因是实现胚胎发育的关键步骤。
细胞内靶基因是影响血细胞形成、胚胎发育和其他代谢过程的基因。
细胞间信号促进基因激活的产物是信号转导分子。
这些信号转导分子在胚胎神经层形成时起到了至关重要的作用，以回应胚胎当时的信号环境。
分子信号通路的重要性体现在它们与细胞自发性运动、显细胞微环境和细胞命运决定的关系中。
因此，它们在研究干细胞治疗时无疑是一项关键工具。
器官分化和功能发育在囊胚形成后，细胞会继续分裂和分化。
最终，这些分化细胞会成为不同的器官或组织，例如肝脏、心脏、肺部和肌肉。
在这个过程中，许多基因和分子参与了器官分化和功能发育的调控。
例如，在胚胎发育的晚期，肢芽形成时，细胞成为肌肉、骨骼、神经和血管等组织的前体。
斑马鱼胚胎发育中内脏器官形成的调控机制
斑马鱼胚胎发育中内脏器官形成的调控机制斑马鱼是一种常见的实验动物，因其发育迅速，胚胎发育透明，受精卵易获取，能够自然产卵等特点，成为了生物学的重要研究模式之一。
斑马鱼在生物学实验中应用非常广泛，包括内脏器官形成的研究。
本文将简要介绍斑马鱼内脏器官形成的调控机制。
从受精卵到器官形成斑马鱼的受精卵发育经过一系列分裂，最终形成一个球形胚胎。
在胚胎发育的早期阶段，斑马鱼胚胎中没有形成明显的器官结构。
这时，胚胎主要由外胚层、内胚层和中胚层三层结构组成，它们将为斑马鱼的各个器官提供不同的组织结构基础。
随着斑马鱼胚胎的发育，胚胎中逐渐出现了不同的器官结构，呈现出明显的器官分化状态。
内脏器官的发育也是在这个时期开始。
内脏器官包括肝脏、胰腺、肺、肾等，它们各自形成的过程可能不尽相同，但都受到一定的调控。
内源性分子参与内脏器官形成内脏器官的发育需要受到一系列内源性分子的参与。
这些分子在受精卵早期已经被激活，随着发育的进行而逐渐发挥作用。
其中，转录因子是控制内脏器官形成的重要分子。
在斑马鱼胚胎早期，多种转录因子参与调控内脏器官形成的早期过程。
例如，FOXA和GATA等因子参与早期内脏器官前体细胞的特化。
转录因子Nkx2.5在心脏形成中也有重要的作用。
此外，一些 signaling pathway也对内脏器官形成产生调控作用。
例如，Wnt/beta-catenin signaling pathway是控制胆囊和肠道上皮刻画的重要分子。
Notch和Hh signaling pathway参与胰腺beta细胞分化。
外源性环境对内脏器官形成的调控除了内源性因素，外界环境也会对斑马鱼内脏器官的形成产生影响。
例如，一些药物可以激活或抑制内脏器官形成的过程。
环境因素，如温度、营养物质、化学物质等，对胚胎的形成也有影响。
另外，行为环境也可能对斑马鱼内脏器官的形成产生影响。
例如，斑马鱼胚胎在母鱼叶牙对其进行保卫行为时，其形成的肾脏功能会变得更加完善。
DANCR在人胚胎干细胞向内胚层分化中的调控功能
第 45卷第1期2024 年1月Vol.45 No.1January 2024中山大学学报（医学科学版）JOURNAL OF SUN YAT⁃SEN UNIVERSITY（MEDICAL SCIENCES）DANCR在人胚胎干细胞向内胚层分化中的调控功能邓家成，彭丽妹，石颖鹏，钟小敏（中山大学中山医学院干细胞与组织工程研究中心，广东广州 510080）摘要：【目的】 探讨DANCR在人胚胎干细胞（hESC）向内胚层（DE）分化中的作用。
【方法】 建立体外诱导hESC向DE分化的体系，检测DANCR的表达水平与DE分化的相关性；利用慢病毒体系敲低hESC的DANCR表达水平，将敲低DANCR的hESC进行DE分化；用qPCR和Western blot方法检测DE分子标志物SOX17和FOXA2，以及原条分子标志物Brachyury （T），EOMES，MIXL1和GSC的表达水平；用Dual luciferase reporter assay和qPCR证明在DE分化过程中DANCR与WNT通路的相互作用。
【结果】 体外诱导hESC向DE分化的体系能够有效模拟体内DE分化，DANCR的表达水平随DE分化进程逐渐下降。
建立敲低DANCR的hESC细胞株，DANCR表达水平相比对照组显著降低（P < 0.001）。
干扰DANCR表达使分化早期的原条分子标志物Brachyury （T），EOMES，MIXL1和GSC，以及分化后期的DE分子标志物 SOX17和FOXA2 的mRNA表达水平相比对照组显著降低（全部P < 0.05）。
并且，在DE分化过程中，敲低DANCR组的WNT通路的转录活性相比对照组显著降低（P < 0.05），表现为WNT通路下游基因FZD5，FZD8，SFRP1，FRZB和ANKRD6 mRNA表达水平明显减少（P < 0.05）。
然而，敲低DANCR对TGFβ通路的SMAD2/3和p-SMAD2 蛋白表达水平没有显著影响（P > 0.05）。
组织特异性基因表达调控的分子机制研究
组织特异性基因表达调控的分子机制研究随着基因组学与表观遗传学的迅速发展，越来越多的基因被发现，不同的细胞和组织中调控这些基因的机制也逐步被揭示。
组织特异性基因表达是指在不同类型的细胞和组织中，只有一部分基因被激活表达，这一现象是通过复杂的调控机制实现的。
本文将深入探讨组织特异性基因表达调控的分子机制研究，其中主要包括基因组的表观遗传调控、转录因子的作用以及细胞因子的调控等方面。
一、基因组的表观遗传调控基因组的表观遗传调控是指细胞在遗传信息不变的基础上，通过对基因组DNA进行化学修饰而影响基因表达的过程。
DNA上的化学修饰包括DNA甲基化和组蛋白修饰。
DNA甲基化是指甲基在脱氧核糖核酸(DNA)的胸腺嘧啶(CpG)上的化学修饰，它能够招募甲基化结合蛋白和去乙酰化酶，进而影响基因的转录。
组蛋白修饰与转录因子的结合能够通过开启或阻止特定基因的转录，并有助于形成动态的表观遗传模式。
这些化学修饰与其他招募在表观遗传调控方面起着重要作用的体系相互作用。
二、转录因子的作用转录因子是一类能够结合到基因表达区域并调控某些基因的转录的蛋白质。
这些蛋白质可以结合到基因的启动子区域(conventionpromoter)、增强子区域(enhancer)以及沉默区域(silencer)等特定的区域。
一些转录因子在某些情况下也可以通过其他的方式影响基因表达，比如可以结合到转录机器复合体的一些组分上，从而影响转录后的RNA的后续的加工处理。
对于每一个转录因子来说，调控其作用的招募激素都是不同的，在细胞和组织之间能够形成多样化的基因表达模式。
例如，在不同的细胞类型中，同一种转录因子可能会结合到不同的旁路蛋白质上，形成完全不同的复合物，进而对基因表达产生差异性调控。
在这一层面上，转录因子在调控组织特异性基因表达过程中发挥了重要的作用。
三、细胞因子的调控细胞因子是指在一系列生物学过程中，作为现成调节要素发挥重要的作用的一些分子。
细胞因子可以通过细胞表面上的受体与细胞中的信号通路相互作用，调节细胞增殖、分化和死亡等生命过程。
胚胎发育过程中的信号途径及其调控机制的研究
胚胎发育过程中的信号途径及其调控机制的研究随着生命科学的不断深入，对于动物胚胎发育过程的研究也越来越深入，对于这个问题的研究可以帮助我们更好地理解生命的本质和进化过程，同样也可以对于生物医学等领域带来巨大的研究成果。
而胚胎发育中有许多信号途径和调控机制的存在，这些机制不仅仅影响胚胎发育过程本身，而且也对于细胞分化和组织形态的形成有着极其重要的作用。
一、 Wnt 信号通路的作用和机制Wnt 信号通路是在胚胎发育和许多生理过程中起着重要作用的传递机制，它是由Wnt 蛋白激活的复合物（复合物中还包括了Frizzled 受体和 LRP5/6 姐妹蛋白）所介导的信号通路，可以影响到细胞分化、增殖和成熟的进程。
在胚胎发育中，Wnt 信号通路的介导作用影响到了胚胎的主要分化过程、器官发育过程的形成，例如调节神经系统和消化系统的形成，以及肢体爱发展等。
而W aifrin 蛋白和 Axin 蛋白是 Wnt 信号通路中的重要成员，它们可以相互作用，进而调控 Wnt 信号的传递效率。
二、 BMP 信号通路的作用和机制BMP 信号通路从1965年被首次发现以来，已经证明它是一种产生多种体细胞类型以及骨骼和肌肉器官的信号通路。
在胚胎发育中，BMP 信号通路在主要干预到细胞类型的选择、细胞分裂和细胞分化出现，同时还可以影响到骨骼和肌肉系统的构造，通过执行活动中所涉及到的许多基因来进行调节。
另外，在多种细胞中均发现了 BMP 信号通路中调控机制的作用，例如 BMP 信号通路可以调节 BMP-2 蛋白和 Smad7 蛋白的表达水平，以及调控BMP 信号通路的负向调控作用。
三、 FGF 信号通路的作用和机制FGF 信号通路是胚胎发育过程中另一种重要的信号传递机制，它对于内胚层过渡到生殖道、肾脏、心脏等器官的发育过程具有非常重要的作用。
FGF 信号通路可以通过介导 FGFR 基因调控、调节 N-cadherin、Wnt 等信号分子，来调控细胞和组织的形态变化。
胚胎发育过程中的调控机制
胚胎发育过程中的调控机制胚胎发育是一个复杂而精确的过程，它涉及到一系列的调控机制，以确保胚胎在发育过程中的正常发展。
这些调控机制包括基因调控、信号通路和细胞互作等多个方面。
在胚胎发育的早期阶段，基因调控起着至关重要的作用。
胚胎的基因组中包含了一系列的基因，它们编码着特定的蛋白质。
这些蛋白质在不同的时间点和位置上被表达，从而调控胚胎的发育。
例如，在胚胎发育的早期阶段，一些基因会被激活，从而促进胚胎的细胞分裂和增殖。
而在后续的发育过程中，其他基因则会被激活，以控制胚胎的器官形成和分化。
这种基因调控的变化是非常精确和复杂的，它们相互作用，形成一个复杂的基因调控网络，确保胚胎发育的顺利进行。
除了基因调控，信号通路也是胚胎发育中的重要调控机制之一。
信号通路是一种细胞内分子间的信息传递系统，它可以将外部环境的信号转化为细胞内的生物学响应。
在胚胎发育过程中，外部环境的信号可以通过信号通路传递到胚胎细胞中，从而影响细胞的行为和命运。
例如，胚胎内的信号通路可以调控胚胎细胞的分化和定向迁移，从而形成不同的组织和器官。
这些信号通路的调控是非常精确和动态的，它们可以根据胚胎发育的需要进行调整和改变。
此外，细胞互作也是胚胎发育中的重要调控机制。
胚胎中的细胞之间可以通过细胞间连接和信号分子的释放来进行相互作用。
这种细胞互作可以调控细胞的分化和定位，从而形成不同的组织和器官。
例如，在胚胎发育的过程中，细胞间的相互作用可以使细胞形成不同的层次结构，从而形成胚胎的外胚层、内胚层和中胚层等不同的胚层结构。
这种细胞互作的调控是非常精确和协调的，它们相互作用，形成一个复杂的细胞互作网络，确保胚胎的正常发育。
总的来说，胚胎发育过程中的调控机制是非常复杂和精确的。
它们包括基因调控、信号通路和细胞互作等多个方面，相互作用，形成一个复杂的调控网络。
这些调控机制确保了胚胎在发育过程中的正常发展，对于我们理解胚胎发育的机制和治疗相关疾病具有重要的意义。
基因调控与胚胎发育
基因调控与胚胎发育基因调控是指细胞内的基因表达过程受到一系列调控因子的控制，从而实现个体胚胎发育过程中的各种变化和分化。
基因调控过程影响胚胎发育中的细胞生长、分裂、定位和分化等关键步骤。
本文将深入探讨基因调控与胚胎发育之间的关系。
在正文中，我们将以胚胎的不同发育阶段为划分依据，来叙述基因调控在各个发育阶段中的重要作用。
1. 受精和早期胚胎发育阶段在受精和早期胚胎发育阶段，基因调控起着至关重要的作用。
受精后，卵子和精子的核融合形成受精卵，这一过程伴随着一系列基因的激活和抑制。
在受精卵进一步分裂形成早期胚胎的过程中，细胞开始发生分化，并形成不同的细胞群。
这个过程中，母源性mRNA的降解和新合成的胚胎特异性mRNA的积累起着重要的作用。
这些mRNA可以通过质粒转运到不同的位置，从而产生不同功能的细胞群。
2. 胚胎期胚胎期是胚胎发育中的关键时期，各种器官和组织开始形成。
在这个过程中，细胞的命运被基因调控因子所决定。
特定的转录因子在特定时期和位置上的表达可以促进或抑制特定基因的表达，从而驱动细胞分化和特化。
例如，在胚胎期的早期，内胚层细胞表达特定的转录因子来促进他们不同于表皮细胞的特化。
3. 胚胎囊胚期胚胎囊胚期是胚胎发育的一个重要阶段，包括囊胚形成和着床。
在这个阶段，特定的转录因子的表达将调控内胚层、外胚层和滋养层的细胞的命运。
内胚层将发展成为胚胎的内部器官，而外胚层则形成胚胎的外部结构。
4. 胚胎中晚期在胚胎的中晚期，器官和组织的形成进一步发展，并逐渐成熟。
在这个阶段，基因调控因子仍然发挥关键作用，以确保正常的脏器发育和组织结构的形成。
不同的细胞群表达不同的基因，这些基因相互作用并调控彼此的表达，从而在发育过程中确保细胞的正常分化。
5. 胚胎发育的遗传变异胚胎发育过程中的基因调控过程很容易受到外部环境和遗传变异的影响。
比如，在某些基因调控因子突变的情况下，胚胎可能出现严重的发育缺陷。
另外，外部环境中存在的化学物质和毒素也可能干扰基因调控，导致不正常的胚胎发育。
组织器官发育和组织学分化的过程
组织器官发育和组织学分化的过程组织器官的发育和分化是生物体发育过程中的核心内容之一。
这个过程包括从单个细胞开始分裂，一步步演变成为成形的器官，如心脏、肝脏、肺等。
这个过程需要借助多种细胞信号、分子调控因子和细胞黏附的作用，以及组织学上的结构形态变化，一步步完成。
组织器官的发育可以从受精卵的分裂开始，随着胚胎的发育，化学信号触发细胞分化形成干细胞、血液干细胞、内胚层细胞和中胚层细胞，以及其他重要的细胞类型。
这些细胞在体外培养，可以形成类似器官结构的原型，如肝脏、肾脏等。
这种体外培养的技术被广泛应用于医学研究中，可用于治疗某些疾病，如肝功能障碍、糖尿病等。
组织器官的分化包括以下几个步骤：分裂、迁移和拓扑重塑。
分裂是成年细胞误差比例如何转化为一种发育的细胞的基础。
迁移是指细胞从源地区移动到其他区域，该过程需要具有一定的运动能力，包括细胞质骨架的重塑和细胞表面黏附分子对其他细胞的粘附能力的变化。
拓扑重塑是指组织结构的变化，包括器官母细胞分化成为不同的细胞类型，并形成特定的形态结构，如细胞层、腔和小管等。
化学信号分子是调节细胞迁移和分化的重要因素。
这些信号因子通过细胞表面受体结合，触发一系列的分子反应路线，包括蛋白酶激活、细胞信号转导途径和基因转录调控等。
分子调控因子可根据不同的化学物质分为外源性和内源性，外源性的信号分子由同一器官周围的其他组织细胞产生，并传递到该组织区域，内源性的信号分子则由同一器官分泌并作用于自身细胞。
细胞黏附是细胞运动中不可或缺的过程，其作用是在细胞间形成一个结构上的组织，包括细胞的进一步分化，形成新的细胞型和细胞层。
细胞间的黏附依赖于细胞表面的黏附分子，包括其参与和形成细胞间连接的细胞膜分子，如整合素和钙粘附分子等。
组织学分化是指组织类型发生的过程，在成菌、动物等复杂体系中非常显着。
这个过程包括母细胞向各种纤维、骨髓、乳头等不同类型的细胞分裂的过程。
在这个过程中，蛋白质和分子团的开花结果结合在一起，使细胞形态和功能发生巨大的变化，形成不同的组织，如基质细胞、支气管上皮、间叶细胞等。
细胞分化与器官形成机制解析
细胞分化与器官形成机制解析细胞分化是指原始的、未特化的细胞逐渐发展成具有特定结构和功能的细胞的过程。
这一复杂的过程是多种生物学事件的结果，其中包括基因表达调控、信号传导、细胞迁移以及细胞与外界环境之间的相互作用。
细胞分化与器官形成密不可分，因为细胞分化是器官形成和发展的基础。
在细胞分化过程中，细胞起始于一个“未决定的”状态，这意味着它们可以发展成任何细胞类型。
然而，随着时间的推移，这些细胞通过一系列的分化过程逐渐取得特定细胞类型的性状和功能。
这一过程被称为细胞命运决定。
细胞命运决定的主要机制之一是基因表达调控。
基因是细胞内含有遗传信息的DNA片段，它们编码着蛋白质的合成和细胞功能的调控。
在细胞分化过程中，特定的基因会被激活或关闭，从而导致特定功能的细胞产生。
这个过程是通过染色质重塑和转录调控实现的。
染色质重塑是指DNA片段的结构和组织在细胞分化过程中发生的变化。
通过甲基化、乙酰化和磷酸化等化学修饰，细胞可以调整染色质的松紧程度，从而实现特定基因的激活或关闭。
另外，组蛋白变体也参与了染色质重塑过程，它们在不同细胞类型中的表达模式不同，导致特定基因在特定细胞中的表达水平不同。
转录调控是指转录因子和转录后修饰等调控因素调控基因转录的过程。
转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，它们能够刺激或抑制某些基因的转录。
在细胞分化过程中，不同细胞类型的转录因子会被激活，从而选择性地促进或抑制特定基因的转录。
此外，转录后修饰也可以调节基因的表达水平，比如通过甲基化修饰调控基因的转录活性。
除了基因表达调控，信号传导也是细胞分化与器官形成机制中的重要环节。
信号传导是指细胞内外发出的分子信号在细胞内部传导并引发特定细胞响应的过程。
细胞分化和器官形成过程中，信号分子的释放和接收起着至关重要的作用。
这些信号分子可以是细胞内外的生长因子、激素、细胞黏附分子等。
它们通过与细胞表面的受体结合，触发一系列信号转导路径，最终影响细胞的基因转录活性、蛋白质合成和细胞命运决定。
人类基因决定器官的建构与发育
人类基因决定器官的建构与发育人类体内的每个器官都是由基因决定的。
在胚胎发育阶段，基因编码会引导胚胎细胞自组织形成器官的最初结构。
这些最初结构在接下来的发育过程中持续演化和调整，最终形成成熟的器官。
我们知道，每个人的基因都是独一无二的，这使得每个人的器官建构和发育过程也是独特的。
虽然同一种基因可能会出现在不同人的基因组中，但它们的顺序和排列方式是不同的，这导致不同人在器官建构和发育过程中表现出不同的特征。
在这篇文章中，我们将会深入探讨人类基因对器官建构和发育的影响，以及这些基因是如何指导胚胎细胞自组织形成器官的最初结构的。
基因对器官建构和发育的影响人类的基因组中包含了数以万计的基因，其中许多是与器官建构和发育相关的。
每个基因都会编码一种特定的蛋白质，这些蛋白质会参与到许多生物过程中，包括器官建构和发育。
基因有时也会出现变异。
这些变异可能会影响基因编码的蛋白质的结构或功能。
有些变异可能会导致某些生物过程的异常，包括器官建构和发育。
例如，某些基因的突变会导致心脏分化和膨胀的过程出现问题，从而导致一些心脏疾病的发生。
另一个例子是，某些基因的突变可能导致某些肢体的形态异常，如手指缺失或过多。
因此，我们可以看到基因对器官建构和发育有着很大的影响。
基因指导胚胎细胞自组织形成器官的最初结构在胚胎发育的第一阶段，未分化的细胞开始自组织起来，形成最初的胚胎结构。
这个过程称为原生叶（germ layer）分化。
在原生叶分化的过程中，基因编码的蛋白质会在不同的胚胎细胞中表达，从而指导它们分化成不同的细胞类型。
这些不同类型的细胞会自组织起来，形成胚胎的最初结构。
例如，内胚层中的细胞将发展成心脏和肺，中胚层中的细胞将发展成骨骼肌和骨骼系统，外胚层中的细胞将发展成皮肤、神经系统和眼睛等器官。
可以看到，基因决定了不同的细胞类型及其在胚胎中的分布，从而指导胚胎细胞自组织形成器官的最初结构。
这个过程对于最终的器官建构和发育至关重要。
人类胚胎发育过程的遗传学基础与调控机理
人类胚胎发育过程的遗传学基础与调控机理人类胚胎发育过程是一个全新的生命开始的过程，从一个单一的细胞到一个复杂多细胞的生命体系的形成，这其中涉及了基因的调控、细胞形态的变化、胚胎层的形成和多个器官的分化等一系列复杂的过程。
在过去几十年的研究中，生命科学家们深入研究了人类胚胎发育过程的遗传学基础和调控机理，为我们揭示了这一奥秘。
一、胚胎发育过程的分期与胚层形成胚胎发育的分期主要是按照植物的方式，同样分为原始生殖细胞形成、不定芽的形成、原始的胚胎纲的形成等等。
在人的发育过程中，最早的分期是受精卵的形成。
受精卵是由男性精子和女性卵子结合而成的，包含了全部的遗传物质。
之后，受精卵进入到子宫中，开始着手形成胚胎，这时胚胎所包含的细胞开始快速分裂，最初的形态也形成了。
随着细胞的分裂，胚胎中最早出现的细胞开始出现一些差异，然后进一步的分化，形成更多不同种类的细胞，例如：神经细胞、心脏细胞、肌肉细胞等等。
这些细胞形成后，它们又会重新组合，形成相对复杂的器官和组织，例如：肝脏、肺、肠等等。
在发育过程中，人类胚胎主要分为三个层次：外胚层、中胚层和内胚层。
在这三个层次中，每一层都有它们独特的发育产物。
二、遗传学基础的研究高通量近年来新发展的基因芯片和单细胞测序技术使得科学家们有可能对人类胚胎发育过程的遗传学基础展开全面的研究。
在过去的几十年里，我们已经知道大部分基因的功能和全基因组已经被测序，这使得人类胚胎在遗传学上的研究更加前沿。
通过比较人类胚胎和成人组织中的基因表达差异，研究人员发现了一系列的基因网络和调控机制。
例如，在早期胚胎形态最初出现的时候，表现得非常重要的就是一个叫做“波西米亚”（Bod apos;s cell）的基因。
这个基因被认为参与了细胞分化和特殊器官的形成。
此外，还有一些专门的基因家族参与到了不同的发育过程中。
比如说，SOX基因家族和PAX基因家族等具有特定的调控胚胎发育的作用。
这些基因控制胚胎细胞的分化和命运选择，从而帮助胚胎迅速的形成。
女性生殖器官发育的分子机制
女性生殖器官发育的分子机制女性生殖器官的发育是一个复杂的过程，由于它涉及到许多分子机制的调控，因此令人着迷。
圆滑肌、子宫内膜和卵巢 folliculi 等组织的发育受到多种因素的调控各种信号传导途径通过基因调控和细胞信号通路使囊泡发育和卵子发生。
性别决定因子 SRY 基因，是促进胚胎发育中男性性征的调节基因，它位于 Y 染色体上。
但这并不是女性生殖器官发育的起点。
在人类女性胚胎发育过程中，起关键作用的是两个无性别染色体 X 和 Y，以及女激素雌激素的作用。
雌激素是一种通俗的说法，实际上是指三种功能相似的激素：雌二醇、雌酮和雌甾醇。
这些雌激素通过与细胞膜或核内受体结合后发挥生理作用，对于女性的生殖器官，并发插入到细胞数百处基因组中，调控了一系列基因的表达。
而对于生殖器官的演化和发育，则主要通过实现下丘脑-垂体-卵巢（HPO）轴的正常功能，从而促进卜分裂和卵子的发生。
早期生殖细胞的形成所有的生物都需要某种方式来产生和维持新一代。
这代表着雌性和雄性的生殖细胞必须从源头任由发展。
早期到达那些阶段的细胞称为原生细胞，它们随着发展分化成成熟的生殖细胞。
在人类的女性胚胎发育的早期阶段，生殖细胞的原始汉雕形成在白细胞骨髓和胚层之间。
在这个过程中，表观遗传学和转录因子的调控为生殖细胞最终形成奠定了基础。
在这些生殖细胞形成后，它们将通过一系列细胞分裂的过程，逐渐分化为卵子或者是开发相关的败孕替代细胞。
子宫和卵巢的形成最初的生殖器官是由外生殖器的不同组成部分组成的。
这些器官中的一些旋转成了不同的组织，最终演变成为不同的女性生殖器官。
在人类女性的胚胎发育中，先是形成了一对结构类似叶片的肽膜。
在这些叶片上形成了一种精细的神经、肌肉和血管网络，扩张到小盆腔中。
并且，雌激素在这个过程中，对于血管发育和基质调节的作用至关重要。
接下来，两段肽膜开始在中线上愈合，这种过程形成了子宫。
卵巢形成于肽膜外层附近，由于生殖蕊和生殖漏管形成而来。
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一、研究内容在本项目拟开展的研究工作中，我们将应用斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠等模式动物和胚胎干细胞研究体系，以肝脏和胰腺这两个重要的内胚层器官为主要研究对象，辅以肠道的研究，沿着从内胚层细胞到内胚层器官前体细胞的命运预定、到前体细胞的分化和成熟功能细胞的形成、到器官的形态建成、功能发挥、和受损再生的动态连续过程，全面深入地研究在内胚层组织器官特别是肝脏和胰腺的发育和再生过程中发挥重要功能的因子、信号途径和表观遗传稳定性的作用机制，并阐明其中可能存在的时间、空间网络关联。
按照本项目拟设置的三个课题，具有研究内容如下：课题一：调控肝脏和肠道发育的分子机理研究1.斑马鱼体节形成早期预定的肝脏和肠道前体细胞在内胚层中的细胞谱系定位。
1）可用于精确定位和分选预定的肝脏、肠道前体细胞的转基因斑马鱼的建立；2）4－6体节时期预定的肝脏和肠道前体细胞在内胚层中的细胞谱系定位。
2.在斑马鱼预定的肝脏或肠道前体细胞中特异和差异表达基因的筛选及其功能机制研究。
1）4－6体节时期斑马鱼预定的肝脏、肠道前体细胞分选，两者之间及其分别与原肠中期内胚层细胞差异表达基因的芯片筛选；2）差异表达基因发挥功能的分子机理研究。
3.肝细胞命运决定后调控肝脏发育基因的筛选与功能研究。
1）肝脏发育不同时期的差异表达基因的芯片筛选；2）差异表达基因的功能和作用机理研究。
4.利用胚胎干细胞体系研究肝前体及肝细胞体外分化的分子机理。
1）胚胎干细胞向肝脏前体细胞分化过程中命运决定的分子机理；2）胚胎干细胞来源的肝脏前体细胞的基因表达特性分析，影响其定向分化的关键基因的寻找及作用机理研究；3）胚胎干细胞来源的肝脏前体细胞的体外分化能力及分子机理研究。
5.组蛋白H3的N端三甲基化表观遗传调控机制在由胚胎干细胞到肝细胞分化过程中的功能。
1）肝干细胞的形成与分化中组蛋白H3 N端三甲基化与染色质形成的关系；2）肝细胞特异的组蛋白H3 N端三甲基化酶的克隆；3）H3 N端三甲基化在从胚胎干细胞到肝细胞分化过程中的表观遗传稳定性及功能的系统研究；4）肝细胞特异性组蛋白H3 N端三甲基化酶在肝细胞形成与分化中的作用与分子机理。
6.表观遗传在斑马鱼内胚层器官发育的不同阶段的稳定性及其功能的系统研究。
1）在斑马鱼内胚层器官发育的不同阶段对H3K4Me3、H3K27Me3、H3K9/18Ac、H4K12Ac的表观遗传稳定性及功能的系统化研究；2）选取具有代表性的表观遗传位点，研究染色质上相应位点附近基因在调控内胚层器官发育中的功能及分子机理。
7.具有肝脏发育缺陷的斑马鱼突变体及致变基因的功能机制研究。
1）具有肝脏发育缺陷突变体的表现型研究；2）导致肝脏发育缺陷的致变基因克隆及其调控肝脏发育的分子机理研究。
8.NEMO/IKKγ的K63多泛素化在调控肝脏发育中的功能与分子机理。
1）NEMO/IKKγ及其多泛素化在调控斑马鱼肝脏发育中的功能；2）NEMO/IKKγ多泛素化酶的确定及其在肝脏发育中的功能。
9.Wnt信号途径及其上游调控因子KLP在斑马鱼肝脏发育中的功能机制。
1）Wnt信号途径调控肝脏发育的分子机理；2）KLP调控肝脏发育的分子机理。
课题二：调控胰腺发育的分子机理研究1.在斑马鱼预定的胰内外分泌前体细胞中差异表达基因的筛选及其功能机制研究。
1）斑马鱼原肠中后期内胚层细胞、4－6体节时期预定的内、外分泌前体细胞及非预定的胰腺前体细胞的分选，四者差异表达基因的芯片筛选；2）差异表达基因的表达模式、功能和作用机制研究。
2.非洲爪蟾预定的胰腺内胚层细胞特异性调控因子的筛选和功能机制研究。
1）非洲爪蟾囊胚晚期/原肠早期预定的胰腺内胚层细胞的细胞谱系分析定位；2）基因芯片比较正常的预定胰腺内胚层细胞与BMS453处理过的内胚层细胞、RA处理过的内胚层细胞、高表达了Hex的内胚层细胞、高表达了VegT 和β-catenin的爪蟾胚胎多能性前体细胞的基因表达图谱以筛选出决定预定胰腺内胚层细胞的特异性内在调控因子；3）对筛选所得重要调控因子发挥功能的分子机理研究。
3.非洲爪蟾胰腺特异性表达的新基因的筛选及功能机制研究。
1）利用大规模整体原位杂交从非洲爪蟾胚胎及成体的胰腺cDNA文库中筛选胰腺特异性表达的新基因；2）新基因调控胰腺发育的功能及分子机理研究。
4.Hex特异性地诱导腹侧胰腺前体细胞增多的分子机理研究。
1）Hex在原肠胚期过量表达诱导巨大腹侧胰腺的细胞机制研究；2）Hex的相互作用因子、在染色质上附着位点、下游调控基因的筛选及其调控胰腺发育的分子机理研究。
5.非洲爪蟾胚胎胰腺和肝脏的体外重建。
1）在经过早期紫外线照射形成的爪蟾belly piece中选择性地恢复胰腺和肝脏形成的研究。
2）在体外诱导爪蟾胚胎多能性前体细胞形成胰腺及真正成熟的胰岛β细胞的研究。
6.利用胚胎干细胞体系研究胰腺细胞体外分化的分子机理。
1）分别建立pdx1和ngn3启动子驱动的报告体系；2）研究RA, BMP, FGF等信号途径调控pdx1表达的分子机理；3）胰腺前体细胞的基因表达谱分析，胰腺前体细胞向内分泌细胞分化过程中的信号调控机制研究；4）胰内分泌前体细胞的基因表达谱分析，Ngn3下游调控基因的表达谱分析。
7.具有胰腺发育缺陷的斑马鱼突变体及致变基因的功能机制研究。
1）具有胰腺发育缺陷突变体的表现型研究；2）导致胰腺发育缺陷的致变基因克隆及其调控胰腺发育的分子机理研究。
8.分离小鼠内胚层组织的成体干细胞，确定干细胞的分化途径以及分化的子代细胞谱。
1）利用三维培养体系，从小鼠胚胎和新生小鼠体内分离和富集内胚层组织的干细胞/前体细胞，确定其表面标记；2）分析成体小鼠内的干细胞/前体细胞组分；3）分析内胚层组织干细胞/前体细胞的特异基因表达模式，确定干细胞/前体细胞内特异基因表达；4）建立体外干细胞/前体细胞分化体系，确定内胚层组织的细胞分化谱；5）建立体内细胞分化测定体系，确定体内分化细胞谱，比较体内外分化谱的异同，明确内胚层组织的细胞分化测定手段。
9.在小鼠胚胎发育过程中，确定小鼠内胚层组织的干细胞/祖细胞的形成、分化的子代细胞谱与分化途径，探索内胚层组织的构筑。
1）标记内胚层特异表达基因，在成体内胚层组织内确定基因表达谱的特异性；2）分离小鼠器官形成期的胚胎，确定特异基因在小鼠胚胎中的组织特异性；3）筛选内胚层分化过程中的特异表达的基因；4）分离单细胞到器官形成期的小鼠胚胎，对胚胎内胚层细胞进行谱系定位，为系统分析小鼠内胚胎发育提供基础。
10.建立内胚层组织特异基因条件敲除小鼠，标记内胚层组织起源细胞，分析内胚层组织的形成与构筑的过程，探讨内胚层组织形成的分子机制。
1）确定内胚层发育的特异基因；2）构建条件性基因打靶的ES细胞，体外分析细胞的分化能力；3）构建条件基因打靶小鼠；4）分析内胚层分化发育的分子基础与分子机制。
课题三：正向遗传突变筛选具有内胚层器官发育或再生缺陷的突变体及致变基因的功能机制研究1.斑马鱼肝脏和胰岛β细胞再生模型的建立及ENU正向遗传突变筛选研究在肝脏或胰腺发育、肝脏或β细胞再生过程中发挥重要功能的基因及其作用机制。
1）斑马鱼肝脏和胰岛β细胞再生模型的建立及再生的细胞过程研究；2）ENU化学诱变筛选具有肝脏或胰腺发育缺陷、肝脏或β细胞再生缺陷的突变体及其表现型研究；3）致变基因的克隆和功能机制研究。
2.斑马鱼胰外分泌腺再生模型的建立及ENU正向遗传突变筛选研究在胰外分泌腺再生过程中发挥重要功能的基因及其作用机制。
1）斑马鱼胰外分泌腺再生模型的建立及再生的细胞过程研究；2）ENU化学诱变筛选具有胰外分泌腺再生缺陷的突变体及其表现型研究；3）致变基因的克隆和功能机制研究。
3.通过增强子诱捕获得的胰腺GFP标记转基因鱼的基因定位、鉴定及功能研究。
1）对获得的胰腺GFP标记转基因鱼进行基因定位并鉴定候选基因；2）新基因的功能及分子机理研究。
4.利用转座子介导的插入突变筛选具有肝脏、胰腺或肠道发育缺陷的突变体及致变基因的功能机制研究。
1）携带转座子的转基因斑马鱼的建立；2）具有肝脏、胰腺或肠道发育缺陷的突变体筛选；3）致变基因的克隆和功能机制研究。
二、预期目标（一）总体目标针对内胚层组织器官的发育与再生领域研究的热点和难点，依托并联合运用本项目申请组已建立的斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠和胚胎干细胞研究平台，揭示调控从内胚层细胞到肝脏和胰腺等主要内胚层器官前体细胞的命运预定和分化、到成熟功能细胞的形成、到器官的形态建成、功能发挥、和受损再生的这一动态连续发育过程中各个阶段的分子机理。
整合各个课题的研究成果，在分子水平上描绘出调控内胚层组织器官发育的整体蓝图，为满足国家对重大疾病防治的迫切需求服务。
通过本项目的实施，在发现预定的肝脏和胰腺前体细胞的分子标记和重要命运决定因子、揭示内胚层组织器官发育过程中的表观遗传调控机制、阐明调控肝脏和胰腺形态建成及受损再生的分子机理等国际研究前沿领域有所突破，为使我国的内胚层组织器官发育研究进入国际先进行列打下扎实的基础。
（二）五年预期目标1.建立并完善我国利用模式动物和胚胎干细胞研究以肝脏和胰腺为代表的内胚层组织器官发育和再生的研究体系。
2.发现并鉴定预定的肝脏或胰腺前体细胞的分子标记和关键命运决定因子，阐明其发挥功能的分子机理，填补国际上缺乏预定的肝脏和胰腺前体细胞的早期分子标记这一研究空白。
3.筛选并鉴定5－10个在内胚层组织器官发育过程中及2－3个在肝脏或胰腺的再生过程中发挥重要功能的新因子，阐明其发挥功能的分子机理。
4.构建2－4个特异基因条件打靶小鼠，初步分析这些基因在内胚层组织器官发育中的作用。
5.同时以胚胎干细胞和斑马鱼为研究体系，阐明表观遗传机制特别是组蛋白修饰机制在调控内胚层组织器官发育中的功能及机制。
6.整合已有的知识及本项目各个课题的研究成果，深入揭示多种因子、信号途径、表观遗传机制等联合调控内胚层组织器官的前体细胞命运决定、形态建成、功能发挥和受损再生这一连续过程的时空分子调控网络。
7.联合我国的斑马鱼研究资源库，本项目实施过程中建立和获得的所有转基因和突变种系都将通过我国的斑马鱼研究资源库成为国内科研工作者的共享资源。
8.发表40－50篇SCI学术论文，其中影响因子大于5的15－20篇，影响因子大于10的5－10篇；申请专利4－7个。
9.通过项目培养青年科技骨干人才，培养高水平博士后5－10人、博士研究生50－70人；建立并逐渐壮大一支活跃在内胚层组织器官发育研究领域的创新团队和中青年学术带头人队伍，并至少有两位青年科学家在项目实施过程中获得国家杰出青年基金资助。
三、研究方案（一）技术路线课题一：调控肝脏和肠道发育的分子机理研究1.斑马鱼体节形成早期预定的肝脏和肠道前体细胞在内胚层中的细胞谱系定位。