第十二章神经嵴的形成与神经系统发生
合集下载
发育生物学8—17章课后习题答案
第八章神经系统发育1、神经胚形成答：神经胚形成：胚胎由原肠胚预定外胚层细胞形成神经管的过程。
神经胚：正在进行神经管形成的胚胎。
2、初级神经胚形成和次级神经胚形成答：初级神经胚形成：由脊索中胚层诱导上面覆盖的外胚层细胞分裂，内陷并与表皮质脱离形成中空的神经管。
次级神经胚形成：外胚层细胞下陷进入胚胎形成实心细胞索，接着在细胞索中心产生空洞形成中空的神经管。
3、什么叫神经板，神经褶，神经沟答：神经板：外胚层中线处细胞形状发生改变，细胞纵向变长加厚，形成神经板。
神经褶：神经板形成后不久，边缘加厚，并向上翘起形成神经褶。
神经沟：神经褶形成后在神经板中央出现的U型沟。
4、无脑畸形和脊髓裂与哪些基因有关，如何避免答：无脑畸形和脊髓裂均为人类胚胎的神经管闭合缺陷症。
人的后端神经管区域在27天时如不能合拢，则产生脊髓裂；若前端神经管区域不能合成，则胚儿前脑发育被停止，产生致死的无脑畸形。
它们与pax3、sonic hedghog和openbrain等基因有关。
约50%神经管缺陷可由孕妇补充叶酸加以避免。
5、斑马鱼的神经管如何形成答：斑马鱼的神经管如何形成：鸟类，哺乳类，两栖类动物胚胎的后端神经管及鱼类的全部神经管形成均采用次级神经胚形成的方式，所以斑马鱼的神经管形成也如此。
6、三个原始脑泡的发育命运答：前脑发育成为前端的端脑和后面的间脑，端脑最终形成大脑两半球，间脑形成丘脑和下丘脑区域及视觉感受区。
中脑腔最终形成大脑导水管。
菱脑再发育成前面的后脑和后面的髓脑，后脑形成小脑，髓脑形成延髓。
7、菱脑节答：菱脑节：在神经管闭合后，后脑前后轴逐渐被划分为8节，成为菱脑节，每个菱脑节是一个发育单位，节内细胞可交换而节间不能交换（其是临时性结构，到发育后期逐渐消失，但部分由后脑产生的结构如颜面神经节仍保持分节性结构）。
8、脊髓背腹区域细胞的发育命运各与哪些因子有关答：脊髓背部区域依次产生6种中间神经元（dI1-dI6）,腹部则形成运动神经元和4种腹侧神经元（V0-V3）。
【课件-组织学与胚胎学】_26.神经系统发生
小胶质细胞
3、脊髓的发生
神经管的下段分化为
脊髓, 与末脑相连：
• 神经管下段 -- 脊髓
• 管腔 -- 脊髓中央管
• 套层 -- 脊髓灰质
• 边缘层 – 脊髓白质
神经管套层成神经细胞和成胶质细胞增生，腹侧部增厚形成基 板 (basal plate)。背侧部增厚形成翼板 (alar plate)。神经管的顶 壁和底壁薄而窄，形成顶板(roof plate) 和底板 (floorplate)。
间充质细胞的分化
小胶质细胞的来源尚 有争议。 • 来源于神经管周围
的间充质细胞或者 血液中单核细胞。
神经上皮的分化
成神经细胞
无极
成神经细胞
双极
成神经细胞
单极
成神经细胞
多极
成神经细胞
成胶质细胞
胶质细胞 前体
成星形胶 质细胞
成少突胶 质细胞
原浆性星形胶质细胞 纤维性星形胶质细胞
少突胶质细胞
单核细胞
间充质细胞
前脑泡：（人胚发育第5周时） • 头端向两侧膨大，形成两个
端脑（telencephalon），以 后，演变为大脑两半球 •尾端则形成间脑 中 脑泡：演变为中脑
菱脑泡：演变为： • 头侧的后脑（metencephalon),
又演变为脑桥和小脑
• 尾侧的末脑 (myelencephalon) 演变为延髓
组织学与胚胎学
Histology & Embryology
神经系统发生
DevelopmentofNervousSystem
概 述
神经系统起源于外胚层，由此区域发育成神经管 （neural tube）和神经嵴（neural crest）。
3、脊髓的发生
神经管的下段分化为
脊髓, 与末脑相连：
• 神经管下段 -- 脊髓
• 管腔 -- 脊髓中央管
• 套层 -- 脊髓灰质
• 边缘层 – 脊髓白质
神经管套层成神经细胞和成胶质细胞增生，腹侧部增厚形成基 板 (basal plate)。背侧部增厚形成翼板 (alar plate)。神经管的顶 壁和底壁薄而窄，形成顶板(roof plate) 和底板 (floorplate)。
间充质细胞的分化
小胶质细胞的来源尚 有争议。 • 来源于神经管周围
的间充质细胞或者 血液中单核细胞。
神经上皮的分化
成神经细胞
无极
成神经细胞
双极
成神经细胞
单极
成神经细胞
多极
成神经细胞
成胶质细胞
胶质细胞 前体
成星形胶 质细胞
成少突胶 质细胞
原浆性星形胶质细胞 纤维性星形胶质细胞
少突胶质细胞
单核细胞
间充质细胞
前脑泡：（人胚发育第5周时） • 头端向两侧膨大，形成两个
端脑（telencephalon），以 后，演变为大脑两半球 •尾端则形成间脑 中 脑泡：演变为中脑
菱脑泡：演变为： • 头侧的后脑（metencephalon),
又演变为脑桥和小脑
• 尾侧的末脑 (myelencephalon) 演变为延髓
组织学与胚胎学
Histology & Embryology
神经系统发生
DevelopmentofNervousSystem
概 述
神经系统起源于外胚层，由此区域发育成神经管 （neural tube）和神经嵴（neural crest）。
最新神经系统的发生-药学医学精品资料
中脑泡的腔
菱脑泡的腔
中脑导水管；
第四脑室
脑 室
脑曲的形成（神经管的快速生长）
首先出现的凸向背侧的颈曲和头曲。
之后，出现凸向腹侧的脑桥曲和端脑曲。 1. 颈曲 2. 头曲
3. 脑桥曲
4. 端脑曲
• 三个原始脑泡是脑的原基
端脑 前脑泡 前神经孔闭合 间脑 左、右大脑半球 两个侧脑室 第三脑室 背：四叠体
• 出生前，脊髓下端与第3腰椎平齐，仅以终丝与尾骨相连；
• 脊神经从相应节段的椎间孔穿出，脊髓位置上移后，脊髓颈段以下的脊 神经根便斜向尾侧，至腰、骶、尾段的脊神经根则在椎管内垂直下行，与 终丝共同组成马尾。
三、脑的发生
（一）脑泡的形成和演变
脑起源于神经管的头段。
胚胎第4周末，神经管头段形成三个 膨大，即脑泡（brain vesicle）。
，构成一层新的细胞层，
称套层(mantle layer)。 神经上皮层变为室管膜层（ependymal layer）
成神经细胞起初为圆球形，很快长出突起，突起逐渐增长
并伸至套层外周，形成一层新的结构，称边缘层(marginal layer) 内 外
神经上皮
套层
边缘层
室管膜层
套层
边缘层
成神经细胞（圆形）-----无极成神经细胞
2. 分化：中枢神经系统 神经管的头端形成脑，尾端形成脊髓。
神经板 外胚层 脊索
Future brain Future spinal cord • 神经板的形成是由胚盘的头端向尾端延伸 • 宽大的头端分化为脑的原基 • 狭窄的尾端分化为脊髓的原基
（二）神经嵴的形成与分化
1.形成：神经管背侧游离出
神经管顶壁和底壁薄而窄 底板
组织学与胚胎学课件：2015神经系统发生
脑泡的形成和演变
第4周末，神经管头段形成3个膨大的脑泡(brain vesicle)，由前向后依次为前脑泡、中脑泡和菱脑泡。
尾曲
头曲
前脑泡 中脑泡 菱脑泡
第4周
菱脑泡：演变为 尾侧的末脑，演变为延髓。 头侧的后脑，又演变为脑桥和小脑
中脑泡：演变为中脑。 前脑泡：
尾端则形成间脑,分化为丘脑,部分脑干,松果体,脑垂体 头端向两侧膨大，形成两个端脑，以后，演变为大脑两半球
神经管：分化为中枢神经系统、神经垂体和松果体等。 神经嵴：分化为周围神经系统和肾上腺髓质等。
神经管管壁 神经上皮：单层柱状演变为假复层柱状上皮，所有细胞均 固定在内界膜上，称神经上皮。 （neuroepithelium） 内界膜：管壁内表面的一层膜 外界膜：神经上皮外包的较厚基膜
内界膜
外界膜
中部变细-小脑蚓
小脑的发生
小脑板——神经上皮+套层+边缘层 （室管膜层）
神经上皮：细胞增殖、迁移至小脑板的外表面——外颗粒层 套层:
外层—成神经细胞分化为浦肯野细胞层 内层—成神经细胞分化为小脑核团 边缘层:发育成小脑白质。 7月龄胎儿具有成年小脑的形态。
周围神经系统的发生
神经节和周围神经起源于神经嵴。 神经嵴细胞
颅缝变宽，颅骨变薄，颅脑体积增大， 伴有头皮静脉扩张，眼球朝下，脑神经麻痹
脑积水
套层的一般演化
脑壁的演化与脊髓相似。 套层演化 神经上皮增殖、向外迁移 套层的增厚，使侧壁分成了背 侧的翼板和腹侧的基板。 端脑和间脑的侧壁大部分形成翼板， 基板甚小，都发育为核团。 边缘层—白质
中脑
菱脑
翼板
第3个月前，脊髓与脊柱等长，其下端可达脊柱的尾骨。 第3个月后，由于脊柱增长比脊髓快，脊柱逐渐超越脊髓向尾端延 伸，脊髓的位置相对上移。 至胎儿出生前，脊髓下端与第3腰椎平齐，仅以终丝与尾骨相连。
发育生物学试题库(答案参考)
发育生物学试题库（发育生物学教学组）目录：第一章章节知识点与重点 (1)第二章发育生物学试题总汇 (6)第三章试题参考答案 (18)第一章章节知识点与重点绪论1.发育和发育生物学2.发育的功能3.发育生物学的基础4.动物发育的主要特点5.胚胎发育的类型（嵌合型、调整型）6.研究发育生物学的主要方法第一章细胞命运的决定1.细胞分化2.细胞定型及其时相（特化、决定）3.细胞定型的两种方式与其特点（自主特化、有条件特化）4.胚胎发育的两种方式与其特点（镶嵌型发育依赖型发育）5.形态决定子6.胞质定域（海胆、软体动物、线虫）7.形态决定子的性质8.细胞命运渐进特化的系列实验9.双梯度模型10.诱导11.胚胎诱导第二章细胞分化的分子机制1.细胞表型分类2.差异基因表达的源由3.了解基因表达各水平的一般调控机制第三章转录后的调控1.RNA加工水平调控2.翻译和翻译后水平调控第四章发育中的信号传导1.信号传导2.了解参与早期胚胎发育的细胞外信号传导途径第五章受精的机制1.受精2.受精的主要过程及相关知识3.向化性4.顶体反应5.皮质反应第六章卵裂1.卵裂特点（课堂作业）2.卵裂方式3.两栖类、哺乳类、鱼类、昆虫的卵裂过程及特点4.（果蝇）卵裂的调控机制第七章原肠作用1.了解原肠作用的方式：2.海胆、文昌鱼、鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类的原肠作用基本过程与特点第八章神经胚和三胚层分化1.三个胚层的发育命运第九章胚胎细胞相互作用-诱导1.胚胎诱导和自动神经化、自动中胚层化2.胚胎诱导、异源诱导者3.初级诱导和次级诱导、三（多）级诱导4.邻近组织相互作用的两种类型5.间质与上皮（腺上皮）的相互作用及机制第十章胚轴形成1.体形模式2.图式形成3.果蝇形体模式建立过程中沿前后轴不同层次基因的表达4.果蝇前后轴建立的分子机制5.果蝇背腹轴形成的分子机制第十一章脊椎动物胚轴的形成1.什么是胚轴2.两栖类胚轴形成过程及分子机制。
动植物神经系统的形成与发育研究
动植物神经系统的形成与发育研究神经系统是人类和动物身体的控制系统，由大脑、脊髓、神经和感觉器官等组成。
它控制着人体的生理和行为活动。
神经系统主要分为动物和植物两大类。
在这篇文章中，我们将探讨动植物神经系统的形成与发育研究。
一、动物神经系统的形成与发育动物神经系统的形成和发育是一个复杂、精细的过程。
根据发育的时间顺序和发育特点，动物神经系统可以分为原肠胚神经系统和神经嵴神经系统。
1.原肠胚神经系统原肠胚神经系统是动物神经系统的最原始形态，它是通过一系列分化和增殖过程，从胚胎早期的原肠胚细胞中形成的。
在原肠胚神经系统的发育过程中，神经细胞从原肠胚的外胚层向内移动，形成神经管，最终形成中枢神经系统和周围神经系统。
2.神经嵴神经系统神经嵴神经系统是指从神经嵴分化而来的神经元和其他带神经元形成的神经系统。
神经嵴神经系统的形成和发育是由神经嵴细胞开始的，它向外分化后形成了一系列神经元，如节段神经节、嗅球、面部神经节等。
这些神经元最终与其它组织组成团块，如脊髓、脑干和大脑，形成了中枢神经系统。
二、植物神经系统的形成与发育不同于动物神经系统的形成和发育，植物神经系统的形成和发育是由根和茎发育后形成的。
植物神经系统是由一系列细胞组成，这些细胞表现出一些和神经细胞类似的特征，如细胞体的分化、突出、伸缩等。
这些细胞形成一系列所谓的神经通路，如细胞壁内和周围的离子通道以及细胞壁中的质形和中央区域等。
植物神经系统主要由两类细胞组成：神经细胞和结构细胞。
神经细胞是植物中的基本神经元，它们具有发育、分化、生长和传导的特征。
结构细胞主要是由细胞伸长和伸展分化而来，它们被认为是组织的骨架，可以支持、固定和维持神经细胞。
三、动植物神经系统的研究和应用动植物神经系统的形成和发育研究不仅对我们理解神经系统的结构和功能有较大的启示，也对神经系统相关疾病的治疗和预防有一定的指导意义。
在神经系统相关疾病治疗方面，研究者已经发现，在神经系统损伤后，神经系统的再生和修复是一个非常复杂的过程。
神经嵴的发育
？
24
1、实验是用 鸡和鹌鹑的胚 胎作材料, 从 二者取得的神 经嵴细胞可以 根据细胞核核 仁大小和染色 性质的不同区 分开。
神经嵴细胞分化
2、肠的类乙酰 胆碱能的副交 感神经节起源 于 “迷走区” 前七个体节
3类肾上腺能的 交感神经链的神 经元起源于躯干 部的神经嵴部分
25
神经嵴细胞分化
• 某些因子能影响神经嵴衍生物对神经递质的选择。例如, 将晚期胚胎的交感神经元体外培养几周时, 其表达递质是 由培养条件决定的。如果交感神经元生长于培养过心脏的 培养基(心脏条件培养液)中时,•这些神经元失去了类肾上腺 素能的性质, 并开始合成乙酰胆碱。
18
19
心脏神经嵴的迁移与分化
分化咽腺、胸腺 和甲状旁腺、主 动脉肺动脉隔
20
神经嵴细胞多能性
A single neural crest cell is injected with highly fluorescent dextran shortly before migration of the neural crest cells is initiated.
10
神经嵴细胞迁移的机制
神经嵴细胞在体内遵循精确的路线迁移。 实验证明,•当相连的神经管和神经嵴被颠倒时, 神
经嵴细胞继续向外迁出, 然而它们现在是向背侧移 动, 而不是向腹侧移动 当神经嵴细胞或它们的衍生物被植入宿主的正常 神经嵴细胞迁移路线上时,•它们将沿着这样的路线 迁移。而当植入到其它的胚胎细胞时, 它们将停留 在原处, 并不迁移
21
22
影响神经嵴细胞多能性的因素
• 在胚胎内的位置 • 生长因子 • 细胞外基质 • 激素
23
神经嵴细胞分化
• 大多数交感神经节细胞是肾上腺素能的, 而 副交感神经节细胞是乙酰胆碱能的。这两 种类型的细胞均起源于神经嵴, 是它们的迁 移路线和最后定居位点是不同的。
24
1、实验是用 鸡和鹌鹑的胚 胎作材料, 从 二者取得的神 经嵴细胞可以 根据细胞核核 仁大小和染色 性质的不同区 分开。
神经嵴细胞分化
2、肠的类乙酰 胆碱能的副交 感神经节起源 于 “迷走区” 前七个体节
3类肾上腺能的 交感神经链的神 经元起源于躯干 部的神经嵴部分
25
神经嵴细胞分化
• 某些因子能影响神经嵴衍生物对神经递质的选择。例如, 将晚期胚胎的交感神经元体外培养几周时, 其表达递质是 由培养条件决定的。如果交感神经元生长于培养过心脏的 培养基(心脏条件培养液)中时,•这些神经元失去了类肾上腺 素能的性质, 并开始合成乙酰胆碱。
18
19
心脏神经嵴的迁移与分化
分化咽腺、胸腺 和甲状旁腺、主 动脉肺动脉隔
20
神经嵴细胞多能性
A single neural crest cell is injected with highly fluorescent dextran shortly before migration of the neural crest cells is initiated.
10
神经嵴细胞迁移的机制
神经嵴细胞在体内遵循精确的路线迁移。 实验证明,•当相连的神经管和神经嵴被颠倒时, 神
经嵴细胞继续向外迁出, 然而它们现在是向背侧移 动, 而不是向腹侧移动 当神经嵴细胞或它们的衍生物被植入宿主的正常 神经嵴细胞迁移路线上时,•它们将沿着这样的路线 迁移。而当植入到其它的胚胎细胞时, 它们将停留 在原处, 并不迁移
21
22
影响神经嵴细胞多能性的因素
• 在胚胎内的位置 • 生长因子 • 细胞外基质 • 激素
23
神经嵴细胞分化
• 大多数交感神经节细胞是肾上腺素能的, 而 副交感神经节细胞是乙酰胆碱能的。这两 种类型的细胞均起源于神经嵴, 是它们的迁 移路线和最后定居位点是不同的。
神经系统的发生
Future spinal cord
（二）神经嵴的形成与分化
1.形成：神经管背侧游离出 的一条纵行细胞索，称神经 嵴(neural crest)。
2.神经嵴细胞的迁移：迁移至神经管两侧。
神经嵴
3.分化：神经嵴分化为周围神经系统的神经节和神经
嗜铬细胞，黑色素细胞，滤泡旁细胞，颈动脉体I型细胞 头颈部的部分骨，软骨，肌肉及结缔组织。这部分神经 嵴组织又称为中外胚层(mesoectoderm)。
neural fold，cranial neuropore，somite， caudal neuropore, etc.
2. 分化：中枢神经系统 神经管的头端形成脑，尾端形成脊髓。
外胚层
神经板
脊索
Future brain
• 神经板的形成是由胚盘的头端向尾端延伸 • 宽大的头端分化为脑的原基 • 狭窄的尾端分化为脊髓的原基
内
外
无极成神经细胞 双极成神经细胞
多极成神经细胞
成胶质细胞 成星形胶质细胞 成少突胶质细胞
星形胶质细胞 少突胶质细胞
Marginal layer
neural tube neural tube
Neuroblast
二、脊髓的发生
• 神经管的尾侧段分化、发育为脊髓
基 本 边缘层—白质
保 持
腹侧—两基板 套层—脊髓灰质
2. 头曲
1. 颈曲
4. 端脑曲
3. 脑桥曲
• 三个原始脑泡是脑的原基
前脑泡 前神经孔闭合
端脑 间脑
左、右大脑半球 两个侧脑室 第三脑室
脑 泡 中脑泡 中脑
Brain vesicle
背：四叠体 腹：大脑脚 中脑导水管
后脑
神经解剖学-神经系统的发生
脊髓的白质由神经管的边缘层演化而成，主要由神经元突起与神 经胶质细胞组成，其中神经元轴突在脊髓内上行和下行，聚集形 成传导束。胚胎第3个月时，脊髓各节段与脑的各部分形成广泛 的联系，它们的突起组成脊髓的固有束、前索、外侧索和后索。 神经管的管腔狭细，形成脊髓的中央管（图3-6）。
图3-6 脊髓的发育
图3-1 人胚3周模式图
A.人胚3周的断面B.3周末的胚盘
图3-2 神经管与神经嵴形成示意图（横断面）
图3-3 神经管与神经嵴形成示意图（整体观）
二、神经管的Байду номын сангаас织分化
在神经管发育过程中也伴随着细胞、组织的 分化。
（一）神经上皮的分化迁移
早期神经管的管壁是由一层假复层上皮组成（图3-4），称神经 上皮（neuroepithelium）。神经上皮只含一种细胞，称神经 上皮细胞。后来神经上皮细胞分裂增殖，部分细胞迁移至神经上 皮的外周，构成新的细胞层，称套层（mantlelayer），以后分 化为成神经细胞（neuroblast）和成神经胶质细胞 （glioblast）。成神经细胞和成神经胶质细胞长出突起，并延 伸到套层的外周形成边缘层（marginallayer）。
随后，单极成神经细胞的内侧端又发出一些分支，为原始树突， 这时它就成为多极成神经细胞，将来形成成熟的多极神经细胞 （图3-5）。成神经细胞是分裂后细胞（postmitoticcell）， 一般不再有分裂增殖的能力。
图3-5 神经上皮细胞的分化
（三）成神经胶质细胞的分化
成神经胶质细胞先分化为各类胶质细胞的前体细胞，即成星形胶 质细胞（astroblast）和成少突胶质细胞 （oligodendroblast），成星形胶质细胞再分化为原浆性星形 细胞和纤维性星形细胞，成少突胶质细胞分化为少突胶质细胞。 小胶质细胞发生较晚，其来源存在争议（详见第四章第二节） （图3-5）。
第十二章神经嵴的形成与神经系统发生分析
后部化因子 （Wnt，FGF，RA）
位于前脑最前端的前神经褶（anterior neural ridge, ANR)表达FGF8，对于前脑的图式形成具有重要作用。 峡部（isthmus）是位于中脑与后脑交界处的狭窄部。 峡部在中后脑的前-后轴图式形成中起着重要作用。 在移植实验中，峡部组织可诱导预定间脑组织形成中脑， 也可诱导预定前部中脑组织形成后脑，说明这部分组织具 有很强的诱导能力，可以“组织”周围细胞的图式形成， 被称为峡部组织者（isthmic organizer, ISO)或中后 脑边界组织者（midbrain-hindbrain boundary organizer)。 在神经板期，ISO的位置最初是由两个转录因子Otx2和 Gbx2在CNS中的表达界限所决定的。
第一节 脊椎动物中枢神经系统的图式形成
一旦预定神经组织与表皮组织分化开来，接下来要经过 图式形成（pattern formation）过程，以确定神经板 不同位置的区域特性。在这一过程中，许多转录因子和信 号分子在神经板的特定区域被激活，使得神经板沿胚胎前 -后轴和背-腹轴产生分化，从而确立中枢神经系统的轴性。
Otx2
Gbx2 En Wnt1 Pax2
A
Wnt FGF Retinoic acid
头部中胚层和内胚层
FGF4 菱脑节1 Gbx2 菱脑节2
B
间脑 Otx2
中脑
FGF8 Wnt1 Pax6 En
Hoxa2
(A)在神经板期Otx2和Gbx2的表达由头部中胚层和内胚层信号所激活。其中 Gbx2表达调控的机制尚不明确，后部化因子也可能参与其调控。头部中胚层产 生的FGF信号可能参与了Pax2和En的调控。Wnt1表达启动的调控机制尚不明 确。（B）峡部组织者基因的相互调节。箭头示活化关系，短线示抑制关系
神经系统的发育
在这些基板中细胞形态发生的行为 是不同的。一些基板将内陷，最后完 全与外胚层脱离形成一个上皮球。如 听基板首先内陷形成听窝（otic pit）， 然后与表面的外胚层完全脱离形成一 个听泡（otic vesicle），最后经历复杂 的变化形成内耳（图 10．18）。
五、在神经系统的组织发生中细胞围着分子的作 用
六、发育期间突触连接的重排
在单个的突触后细胞上连接的重新排列以及突 触建立和消失的现象，在一些简单的神经系统中 已得到证实。在这样的系统中，突触后细胞所接 收的连接的数目被严格地控制着。单个的轴突和 单个的突触后细胞间形成一对一连接的系统中为 这种研究提供了便利。在这样的系统中，在单一 的神经支配之前常常有一个多重神经支配的时期， 经过一段时间后，多余的神经支配消失，只有一 个传入神经被增强并稳定地保留下来。
四、树突的发育和分化
树突起初的向外生长，正如前边提到的轴突 的生长一样，是由神经元固有的因子决定的。在 离开细胞体后不久，轴突主要根据组织环境进行 生长的定向。而树突则较少受组织环境影响，树 突形成的许多方面仍是由神经元固有因子决定的。 在树突分支的进一步精制中，固有因子与外部环 境影响间的相互作用还不清楚。
1．靶组织
2．神经生长因子和营养因子
3．传入神经的调节
4．功能活动
图10．21鸡胚自然发生的细胞凋亡
A～C．在正常发育中，运动柱中神经元 的数目随细胞的迁入而增加，此后在自然 发生的细胞凋亡期间减少。在脊髓无神经 分布到附肢的名域细胞调亡最广泛，而在 提供翅和腿神经分布的脊髓臂节和腰节较 少D．自然发生的细胞凋亡的时间过程
第二节神经连接的形成
为了正确地执行传递和加工信息的功能， 神经系统依赖神经元之间以及神经元与外 围靶器官之间形成高度特异的相互连接。 显然，这种高度特异的连接要求在发育期 间有一种高度精密的控制机制。在发育初 期，当神经元完成了组织形态发生和迁移 到其合适的位置后，还须构筑它们的轴突 和树突，并形成二者及其与其他非神经细 胞之间的连接，以执行其功能。
神经嵴的概念和特点是
神经嵴的概念和特点是
神经嵴是胚胎发育过程中形成的一条线状结构，位于胚胎背侧神经管两侧。
它是神经系统的發育基础，也是整个神经系统的起点。
神经嵴具有以下特点：
1. 前后对称性：神经嵴在胚胎中呈镜像对称，分布于胚胎前后两侧。
2. 分段性：神经嵴可被分为一系列相互连接的神经节节段，分别对应不同的身体部位。
3. 顺序性：神经嵴的每个节段在形成和发育过程中都有固定的顺序。
4. 发展多样性：神经嵴能够分化出不同类型的细胞，如神经元、胶质细胞和非神经细胞，从而构建出整个神经系统的各个组成部分，如大脑、脊髓和周围神经。
5. 可塑性：神经嵴的细胞能够受到内外环境的影响，并在发育过程中通过细胞增殖、分化和迁移的过程发挥适应性和调节性的作用。
总之，神经嵴的概念和特点主要在于其作为神经系统的发育基础，通过分段、分化和连接等过程实现了整个神经系统的建立和发展。
神经嵴的发育
32
• 神经嵴----神经嵴细胞的特点、迁移路线及 发育命运
• 外胚层基板
33
其它基板特 异基因
30
31
• 不同的基板中细胞形态发生的行为是不同的： • 一些基板将内陷，最后完全与外胚层脱离形成一个上
皮球。如听基板首先内陷形成听窝（otic pits），然 后与表面的外胚层完全脱离形成一个听泡（otic vesicles），最后它经历复杂的变化形成内耳。 • 嗅基板内陷，但从未与外胚层完全脱离。它们形成增 厚的外胚层囊，称为嗅窝（alfactory pits），最后形 成鼻的嗅上皮，它包含所有司嗅觉的特异神经元。组 成第I对脑神经（嗅神经）的神经元就是由嗅上皮产 生的，它们在大脑的嗅球中形成突触连接。 • 鳃上基板、中间基板和听基板产生的神经细胞分布于 头部的感觉神经节。当这些基板形成后不久，单个的 细胞由增厚的上皮分离出来，随后它们与神经嵴细胞 结合形成脑的感觉神经节。
5
上皮间充质转换 (epithelial to mesenchymal transition，EMT)和剥离（delamination）
6
降低细胞粘连
E-cadherin RhoB
调整细胞骨架
MMP 细胞外基质
诱导神经嵴细胞从 神经管处迁移出来
化
•脑神经嵴 头•迷面走部和软尾骨骶、神骨经骼嵴、脑神 经部入黑•迷成心元分到色走肠脏、脑咽素和部神神神弓细尾的经经经和胞骶副嵴节嵴咽、神交和细囊神经感结胞，经嵴神缔可分元会经组以化、分节织迁成软化。 为骨•躯胸组干腺织神细、经胞结嵴、缔牙组原织基、中的 感成所觉牙有神质的经细从元胞心的、脏背中出根耳发神和的经颚大节部动、 交骨脉感骼体神。壁经中节的﹑肌肾肉上与腺结髓缔质组 和织围，绕主主动动脉脉弓的的神内经皮束细和胞 黑以色及素主细动胞脉和肺动脉之间 的隔。
• 神经嵴----神经嵴细胞的特点、迁移路线及 发育命运
• 外胚层基板
33
其它基板特 异基因
30
31
• 不同的基板中细胞形态发生的行为是不同的： • 一些基板将内陷，最后完全与外胚层脱离形成一个上
皮球。如听基板首先内陷形成听窝（otic pits），然 后与表面的外胚层完全脱离形成一个听泡（otic vesicles），最后它经历复杂的变化形成内耳。 • 嗅基板内陷，但从未与外胚层完全脱离。它们形成增 厚的外胚层囊，称为嗅窝（alfactory pits），最后形 成鼻的嗅上皮，它包含所有司嗅觉的特异神经元。组 成第I对脑神经（嗅神经）的神经元就是由嗅上皮产 生的，它们在大脑的嗅球中形成突触连接。 • 鳃上基板、中间基板和听基板产生的神经细胞分布于 头部的感觉神经节。当这些基板形成后不久，单个的 细胞由增厚的上皮分离出来，随后它们与神经嵴细胞 结合形成脑的感觉神经节。
5
上皮间充质转换 (epithelial to mesenchymal transition，EMT)和剥离（delamination）
6
降低细胞粘连
E-cadherin RhoB
调整细胞骨架
MMP 细胞外基质
诱导神经嵴细胞从 神经管处迁移出来
化
•脑神经嵴 头•迷面走部和软尾骨骶、神骨经骼嵴、脑神 经部入黑•迷成心元分到色走肠脏、脑咽素和部神神神弓细尾的经经经和胞骶副嵴节嵴咽、神交和细囊神经感结胞，经嵴神缔可分元会经组以化、分节织迁成软化。 为骨•躯胸组干腺织神细、经胞结嵴、缔牙组原织基、中的 感成所觉牙有神质的经细从元胞心的、脏背中出根耳发神和的经颚大节部动、 交骨脉感骼体神。壁经中节的﹑肌肾肉上与腺结髓缔质组 和织围，绕主主动动脉脉弓的的神内经皮束细和胞 黑以色及素主细动胞脉和肺动脉之间 的隔。
神经系统发生
The “default model” in Xenopus. Development , 2007, 132, 2007-2021
神经外胚层沿前后轴线的命运分 化： 前部和后部神经外胚层
The two-step model of neural indபைடு நூலகம்ction and anteroposterior patterning
成左右两条纵行的细胞索,称为神经嵴（neural crest）。
神经管的发生（Formation of the Neural Tube）
神经管的发生（Formation of the Neural Tube）
神经管的发生（Formation of the Neural Tube）
神经管闭合的不同步性
Control
BPTF MO
TGF-β
BPTF/Smad2 Wnt8a neural patterning
Bptf Promotes Posterior Neuroectodermal Fate by Enhancing Smad2-activated wnt8a Expression
Yuan Q. Ma,… Qiang Wang. Journal of Neuroscience. 2015
神经管和神经嵴的发生
人胚发育至第18天时：
• 在脊索诱导下，胚盘中轴外胚层细胞增殖为神经板 沿其长轴凹陷形成神经沟（neural groove），沟 两侧隆起称为神经褶（neural fold） 融合形成中 枢神经系统的原基－神经管。 • 在神经管形成过程中, 神经褶边缘的一些神经外胚 层细胞随神经管的形成而下陷,在神经管背外侧形
神经外胚层的形成
神经诱导作用：使外胚层细胞获 得发育为神经系 统命运的过程
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
脊椎动物的神经板是由外胚层分化而来的，是在胚胎发育早期由 Spemann组织者产生的BMP抑制因子诱导而形成的。
神经板逐渐与表皮外胚层脱离并形成中空的神经管，这一过程称为神 经管形成（neurulation）。
神经管的形成主要有2种方式，一是初级神经管形成（primary neurulation），即神经板中央下陷，两侧神经褶（neural fold） 向上隆起并最终在中轴上方闭合而形成中空的神经管，大多数脊椎动物 头部神经管采用此种方式。二是次级神经管形成（secondary neurulation），即神经细胞先形成实心的细胞索，进而中空形成神 经管。
对RA敏感
晚 后部
对RA不敏感
123456789
B Hoxb
后脑 中脑
前脑
脊髓 体节
A 小鼠4个Hox基因簇的结构 B 小鼠Hoxb簇基因在小鼠神 经系统中的表达区域分布
二、脊髓背-腹轴的图式形成
脊椎动物的脊髓(spinal cord）具有明确的背-腹轴， 在不同背-腹轴位置所产生的神经元类型是不同的。在鸡 和小鼠中，脊髓背部区域依次产生6种背部中间神经元 （dorsal interneuron, dI1一dI6，图12.6），腹 部则形成运动神经元和4种腹侧神经元（ventral interneuron,V0 - V3，图12.6）。
转录因子Kreisler在预定菱脑节5-6中表达。Kreisler的突变会抑 制菱脑节4-8区域的分节。
Ephrin信号途径也参与了后脑的分节过程。Ephrin信号途径属于 受体酪氨酸激酶途径。其配体Ephrin是一类膜结合型的配体，因此， 只能作用于相邻细胞。其中A类配体通过糖磷脂酰肌醇 （glycophosphatidylinositol, GPI)连接于细胞膜上，而B类配 体为跨膜蛋白。这一信号途径的受体为Eph家族受体酪氨酸激酶。在 后脑中，Ephrin-B2，B3主要在偶数菱脑节（r2, r4, r6 )中表达， 而相应的受体EphA4,B2,B3则主要在奇数菱脑节（r3 , r5）妻中脑 表达。
奇数与偶数菱脑节之间可能通过Ephrin信号活性的不同而产生差异， 最终引起细胞粘连特性的差异，从而建立明确的节间界线。
发育过程
基因表达图式
特异表 达基因
未分节后脑 r1-r8，菱脑节1-8
区域特化
12345678
Krox20 Kreisler
菱脑节建立
EphA4 EphB2 EphB3 ephrin-B2 ephrin-B3
在神经板期，ISO的位置最初是由两个转录因子Otx2和 Gbx2在CNS中的表达界限所决定的。
A
中脑
峡部 组织者
r1
后脑
r2
r3
r4
r5
r6 r7
r8
脊髓
B
间脑 端脑 眼泡
1 2 腮弓 3 4 体节
顶盖
中脑 Wnt1
间脑 峡部
FGF8
小脑 后脑
BMP4 (背部外胚层)
脑桥 r2
端脑 Shh
r3
Wnt1
FGF8对于ISO的诱导活性是最重要的，FGF8可部分模 拟ISO移植块的诱导作用。Wnt1的作用主要是促进细胞分 裂并维持En的表达。
Otx2
A
Gbx2
Wnt
FGF
En
Retinoic acid
Pax2 Wnt1
头部中胚层和内胚层 FGF4
B 间脑
中脑 Otx2
菱脑节1 Gbx2
菱脑节2
Pax6
Shh活性由脊髓的腹侧到背侧形成一个梯度，与BMP信号相反，它主 要参与脊髓腹侧神经细胞群的特化。Shh在腹侧脊髓中的作用具有形 态发生素（morphogen）的特性，可以浓度依赖性地诱导不同类型 神经元的发育。
脊索还表达分泌性的BMP抑制因子（Chordin, Noggin），这些因 子会抑制脊髓腹侧的BMP活性而调节神经管的图式形成。Wnt信号对 于某些背部神经细胞群的分化也具有重要作用。
许多转录因子在脊髓的不同背-腹轴位置表达，将脊髓划分 为不同的区域。
这些基因包括nkx , dbx ,msx ,pax , irx家族基因及 bHLH因子Olig2（图12.6）。
在脊髓中央区域表达的基因似乎可被低浓度的Shh信号激 活，而高浓度的Shh则可抑制其表达。
BMP信号可促进背部神经元特异基因的表达而抑制腹侧特 异基因的表达。这样，在脊髓背-腹轴的不同水平表达不同 的图式化基因组合，这些图式化基因进而决定着相应位置 所产生的神经元类型。
r4
r5
FGF4 (前部中胚层)
FGF8 Shh
图示E11.0小鼠胚胎纵切面。 A 峡部组织者位于中脑与后脑边界。后 脑分为8个菱脑节（r1-r8），其中r8与脊髓并无明确分界
B FGF8，Wnt1，Shh，BMP等图式化信号分子在脑区的表达区域
Otx2在前脑与中脑中表达，而Gbx2在后脑前部表达， 两者之间的位置恰好是ISO的位置。Otx2与Gbx2的表达 是相互抑制的，从而确立两者之间的表达界限。
转录因子Engrailed (En )和Pax2随后也在ISO前后 表达。En表达的起始受到中胚层组织的调控，并依赖于 Pax2的活性。
En和Gbx2可诱导FGF8的表达，而Otx2抑制FGF8的 表达。这样，FGF8就只在ISO后部后脑一侧表达。FGF8 进而可诱导邻近的中脑细胞表达Wnt1。
En的表达从ISO向前、后两侧形成一个浓度梯度，这一 梯度对于确立中后脑的极性及脑部的进一步分化具有重要作 用。
菱脑节1是后脑中唯一不表达任何Hox基因的区域。Hox基因编码一 类含有同源异型框的转录因子，与果蝇同源异型复合体（homeotic gene complex)基因同源。小鼠共有39个Hox基因，分别位于4个基 因簇中，位于不同的染色体上。每个基因簇包含9-11个基因。
Hox基因沿胚胎前-后轴的表达区域、开始表达的时间及其对视黄酸的 敏感程度与其在染色体上的排列次序成线性关系。越靠近3‘端的基因其 表达区域越靠前，开始表达越早，对视黄酸的诱导越敏感。Hox基因在 中枢神经系统和体节发育过程中沿前一后轴依次表达，在胚胎前-后轴的 分化过程中起关键作用。
原神经基因编码一组bHLH转录因子，包括Neurogenin （Ngn) , Mash和Math家族因子
原神经基因的表达启动了神经元细胞系的发育，并且可整 合相应的位置信息（positional information），参与 决定所产生的神经元的类型。只有表达原神经基因的细胞 具有发育为神经元的潜能。
Wnt1
FGF8
Hoxa2
En
(A)在神经板期Otx2和Gbx2的表达由头部中胚层和内胚层信号所激活。其中 Gbx2表达调控的机制尚不明确，后部化因子也可能参与其调控。头部中胚层产生 的FGF信号可能参与了Pax2和En的调控。Wnt1表达启动的调控机制尚不明确。 （B）峡部组织者基因的相互调节。箭头示活化关系，短线示抑制关系
一、中枢神经系统的前-后轴图式形成
神经组织在最初被诱导形成时，整个神经板细胞都只表 达“前部”神经特异性基因。在原肠作用过程中，由后部 中胚层产生的后部化因子（posteriorizing factor)， 包括Wnt, FGF,视黄酸（retinoic acid，RA)等诱导 后部神经命运的分化。Wnt活性可能沿胚胎前-后轴形成 一个由后到前的梯度，促进后部特异性神经组织的分化。 而在头部Wnt信号被Spemann组织者产生的抑制因子 所抑制，使得脑部组织得以分化。
Pax7 Msx1 Irx3
顶板 BMP
Dp1 Dp2
dI1 dI2
Pax6
Dp3
dI3
Dp4
dI4
Dp5
dI5
Dp6
dI6
Dbx1 Dbx2
Vp0
V0
Vp1
V1
Vp2
V2
pMN
MN
Olig2
Vp3
V3
Nkx2.2
Nkx6.2 Nkx6.1
Shh
图式化基因
前体细胞区
已分化神经元 原神经基因 基板 脊索
前脑 中脑
后脑
Pax6
Otx2
Pax2 Gbx1
FGF8 峡部
脊髓
Hox genes
后部化因子Wntபைடு நூலகம்FGF，视磺
Wnt 抑制因子
酸(retinoic acid，RA) 等由后
向前形成一个浓度梯度，调节
图式化基因的表达。而在脑区，
其活性被Wnt抑制因子等所抑
制。前后脑的界线是由Pax6与
Pax2的表达区域决定的，而中
位于后脑之后的脊髓并没有分节现象，但同样具有明确的前-后轴分化。 Hox基因中第4-13组基因在脊髓中表达并决定着脊髓的前-后轴分化。 脊髓的前-后轴分化也受到周围组织特别是体节的影响。Hox基因同样参 与了体节的前-后轴图式形成。
A
Hoxa 3'
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a9 a10 a11
a13
菱脑节分化
r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8
Hoxa1 Hoxa2
Hoxb1
Hoxb2 Hoxb3 Hoxb4
Hox基因在后脑沿前-后轴的分化中起着关键作用。Hox基因中第1-4 同源组（paralogous group）基因在后脑中呈现菱脑节特异性表达， 其表达区域相互嵌套。每一菱脑节最终获得不同的Hox基因表达谱，这 种Hox编码（Hox code）决定着各菱脑节的分化命运。
在移植实验中，峡部组织可诱导预定间脑组织形成中脑， 也可诱导预定前部中脑组织形成后脑，说明这部分组织具有 很强的诱导能力，可以“组织”周围细胞的图式形成，被称 为峡部组织者（isthmic organizer, ISO)或中后脑边 界组织者（midbrain-hindbrain boundary organizer)。
神经板逐渐与表皮外胚层脱离并形成中空的神经管，这一过程称为神 经管形成（neurulation）。
神经管的形成主要有2种方式，一是初级神经管形成（primary neurulation），即神经板中央下陷，两侧神经褶（neural fold） 向上隆起并最终在中轴上方闭合而形成中空的神经管，大多数脊椎动物 头部神经管采用此种方式。二是次级神经管形成（secondary neurulation），即神经细胞先形成实心的细胞索，进而中空形成神 经管。
对RA敏感
晚 后部
对RA不敏感
123456789
B Hoxb
后脑 中脑
前脑
脊髓 体节
A 小鼠4个Hox基因簇的结构 B 小鼠Hoxb簇基因在小鼠神 经系统中的表达区域分布
二、脊髓背-腹轴的图式形成
脊椎动物的脊髓(spinal cord）具有明确的背-腹轴， 在不同背-腹轴位置所产生的神经元类型是不同的。在鸡 和小鼠中，脊髓背部区域依次产生6种背部中间神经元 （dorsal interneuron, dI1一dI6，图12.6），腹 部则形成运动神经元和4种腹侧神经元（ventral interneuron,V0 - V3，图12.6）。
转录因子Kreisler在预定菱脑节5-6中表达。Kreisler的突变会抑 制菱脑节4-8区域的分节。
Ephrin信号途径也参与了后脑的分节过程。Ephrin信号途径属于 受体酪氨酸激酶途径。其配体Ephrin是一类膜结合型的配体，因此， 只能作用于相邻细胞。其中A类配体通过糖磷脂酰肌醇 （glycophosphatidylinositol, GPI)连接于细胞膜上，而B类配 体为跨膜蛋白。这一信号途径的受体为Eph家族受体酪氨酸激酶。在 后脑中，Ephrin-B2，B3主要在偶数菱脑节（r2, r4, r6 )中表达， 而相应的受体EphA4,B2,B3则主要在奇数菱脑节（r3 , r5）妻中脑 表达。
奇数与偶数菱脑节之间可能通过Ephrin信号活性的不同而产生差异， 最终引起细胞粘连特性的差异，从而建立明确的节间界线。
发育过程
基因表达图式
特异表 达基因
未分节后脑 r1-r8，菱脑节1-8
区域特化
12345678
Krox20 Kreisler
菱脑节建立
EphA4 EphB2 EphB3 ephrin-B2 ephrin-B3
在神经板期，ISO的位置最初是由两个转录因子Otx2和 Gbx2在CNS中的表达界限所决定的。
A
中脑
峡部 组织者
r1
后脑
r2
r3
r4
r5
r6 r7
r8
脊髓
B
间脑 端脑 眼泡
1 2 腮弓 3 4 体节
顶盖
中脑 Wnt1
间脑 峡部
FGF8
小脑 后脑
BMP4 (背部外胚层)
脑桥 r2
端脑 Shh
r3
Wnt1
FGF8对于ISO的诱导活性是最重要的，FGF8可部分模 拟ISO移植块的诱导作用。Wnt1的作用主要是促进细胞分 裂并维持En的表达。
Otx2
A
Gbx2
Wnt
FGF
En
Retinoic acid
Pax2 Wnt1
头部中胚层和内胚层 FGF4
B 间脑
中脑 Otx2
菱脑节1 Gbx2
菱脑节2
Pax6
Shh活性由脊髓的腹侧到背侧形成一个梯度，与BMP信号相反，它主 要参与脊髓腹侧神经细胞群的特化。Shh在腹侧脊髓中的作用具有形 态发生素（morphogen）的特性，可以浓度依赖性地诱导不同类型 神经元的发育。
脊索还表达分泌性的BMP抑制因子（Chordin, Noggin），这些因 子会抑制脊髓腹侧的BMP活性而调节神经管的图式形成。Wnt信号对 于某些背部神经细胞群的分化也具有重要作用。
许多转录因子在脊髓的不同背-腹轴位置表达，将脊髓划分 为不同的区域。
这些基因包括nkx , dbx ,msx ,pax , irx家族基因及 bHLH因子Olig2（图12.6）。
在脊髓中央区域表达的基因似乎可被低浓度的Shh信号激 活，而高浓度的Shh则可抑制其表达。
BMP信号可促进背部神经元特异基因的表达而抑制腹侧特 异基因的表达。这样，在脊髓背-腹轴的不同水平表达不同 的图式化基因组合，这些图式化基因进而决定着相应位置 所产生的神经元类型。
r4
r5
FGF4 (前部中胚层)
FGF8 Shh
图示E11.0小鼠胚胎纵切面。 A 峡部组织者位于中脑与后脑边界。后 脑分为8个菱脑节（r1-r8），其中r8与脊髓并无明确分界
B FGF8，Wnt1，Shh，BMP等图式化信号分子在脑区的表达区域
Otx2在前脑与中脑中表达，而Gbx2在后脑前部表达， 两者之间的位置恰好是ISO的位置。Otx2与Gbx2的表达 是相互抑制的，从而确立两者之间的表达界限。
转录因子Engrailed (En )和Pax2随后也在ISO前后 表达。En表达的起始受到中胚层组织的调控，并依赖于 Pax2的活性。
En和Gbx2可诱导FGF8的表达，而Otx2抑制FGF8的 表达。这样，FGF8就只在ISO后部后脑一侧表达。FGF8 进而可诱导邻近的中脑细胞表达Wnt1。
En的表达从ISO向前、后两侧形成一个浓度梯度，这一 梯度对于确立中后脑的极性及脑部的进一步分化具有重要作 用。
菱脑节1是后脑中唯一不表达任何Hox基因的区域。Hox基因编码一 类含有同源异型框的转录因子，与果蝇同源异型复合体（homeotic gene complex)基因同源。小鼠共有39个Hox基因，分别位于4个基 因簇中，位于不同的染色体上。每个基因簇包含9-11个基因。
Hox基因沿胚胎前-后轴的表达区域、开始表达的时间及其对视黄酸的 敏感程度与其在染色体上的排列次序成线性关系。越靠近3‘端的基因其 表达区域越靠前，开始表达越早，对视黄酸的诱导越敏感。Hox基因在 中枢神经系统和体节发育过程中沿前一后轴依次表达，在胚胎前-后轴的 分化过程中起关键作用。
原神经基因编码一组bHLH转录因子，包括Neurogenin （Ngn) , Mash和Math家族因子
原神经基因的表达启动了神经元细胞系的发育，并且可整 合相应的位置信息（positional information），参与 决定所产生的神经元的类型。只有表达原神经基因的细胞 具有发育为神经元的潜能。
Wnt1
FGF8
Hoxa2
En
(A)在神经板期Otx2和Gbx2的表达由头部中胚层和内胚层信号所激活。其中 Gbx2表达调控的机制尚不明确，后部化因子也可能参与其调控。头部中胚层产生 的FGF信号可能参与了Pax2和En的调控。Wnt1表达启动的调控机制尚不明确。 （B）峡部组织者基因的相互调节。箭头示活化关系，短线示抑制关系
一、中枢神经系统的前-后轴图式形成
神经组织在最初被诱导形成时，整个神经板细胞都只表 达“前部”神经特异性基因。在原肠作用过程中，由后部 中胚层产生的后部化因子（posteriorizing factor)， 包括Wnt, FGF,视黄酸（retinoic acid，RA)等诱导 后部神经命运的分化。Wnt活性可能沿胚胎前-后轴形成 一个由后到前的梯度，促进后部特异性神经组织的分化。 而在头部Wnt信号被Spemann组织者产生的抑制因子 所抑制，使得脑部组织得以分化。
Pax7 Msx1 Irx3
顶板 BMP
Dp1 Dp2
dI1 dI2
Pax6
Dp3
dI3
Dp4
dI4
Dp5
dI5
Dp6
dI6
Dbx1 Dbx2
Vp0
V0
Vp1
V1
Vp2
V2
pMN
MN
Olig2
Vp3
V3
Nkx2.2
Nkx6.2 Nkx6.1
Shh
图式化基因
前体细胞区
已分化神经元 原神经基因 基板 脊索
前脑 中脑
后脑
Pax6
Otx2
Pax2 Gbx1
FGF8 峡部
脊髓
Hox genes
后部化因子Wntபைடு நூலகம்FGF，视磺
Wnt 抑制因子
酸(retinoic acid，RA) 等由后
向前形成一个浓度梯度，调节
图式化基因的表达。而在脑区，
其活性被Wnt抑制因子等所抑
制。前后脑的界线是由Pax6与
Pax2的表达区域决定的，而中
位于后脑之后的脊髓并没有分节现象，但同样具有明确的前-后轴分化。 Hox基因中第4-13组基因在脊髓中表达并决定着脊髓的前-后轴分化。 脊髓的前-后轴分化也受到周围组织特别是体节的影响。Hox基因同样参 与了体节的前-后轴图式形成。
A
Hoxa 3'
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a9 a10 a11
a13
菱脑节分化
r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8
Hoxa1 Hoxa2
Hoxb1
Hoxb2 Hoxb3 Hoxb4
Hox基因在后脑沿前-后轴的分化中起着关键作用。Hox基因中第1-4 同源组（paralogous group）基因在后脑中呈现菱脑节特异性表达， 其表达区域相互嵌套。每一菱脑节最终获得不同的Hox基因表达谱，这 种Hox编码（Hox code）决定着各菱脑节的分化命运。
在移植实验中，峡部组织可诱导预定间脑组织形成中脑， 也可诱导预定前部中脑组织形成后脑，说明这部分组织具有 很强的诱导能力，可以“组织”周围细胞的图式形成，被称 为峡部组织者（isthmic organizer, ISO)或中后脑边 界组织者（midbrain-hindbrain boundary organizer)。