第二章 胚胎的早期发育 发育生物学 教学课件

细胞向头部方向移动，最终 迁移至胚胎的头部，成为前
肠内胚层。这些细胞的移动 将原来的下胚层细胞挤至明 区前部，成为生殖新月区
(germinal crescent)，是原生 殖细胞存在部位。
其后通过Node进入囊胚 腔的细胞在上胚层和内胚层 之间向头部移动，形成头部
中胚层和脊索中胚层。
原条的后退：当Node移 至明区中央时，Node和原条 一起后退,在此过程中长出脊 索。Node退至最后端将形成 肛门区。
囊胚的孵化：由动物极细胞分泌孵化酶降解受精膜。
蛙类：卵黄对卵裂的阻碍作用导致卵裂沟延伸缓慢、第三次 纬裂发生不均等分裂。植物极半球分裂的速度始终较慢，所以 囊胚的植物极细胞较大。
蛙类的囊胚腔的形成：第一次分裂后两个子细胞的动物极端相接 触，产生一个裂缝，它将扩大成为囊胚腔。
囊胚腔的作用：有利于原肠作用期细胞的移动、防止囊胚腔上下 细胞的过早交流。
嵌合胚：如右 图，说明早期卵 裂球有同等的发 育潜力。自然人 群中也出现过同 时有XX型和XY 型细胞的人。
胚胎干细胞： 保持了分化为胚 胎本体的潜能的、 可在体外增殖的 胚胎细胞。在基 因功能研究和疾 病治疗方面有重 要的作用。
哺乳动物中的人工受精和胚胎切割
人工受精： 如主要用于治 疗不育症、保 存 和运输优良 个体。
鸡胚进入子宫后，才发生 纬裂，形成5－6个细胞厚的 胚盘。
胚盘细胞从稀蛋白吸取液 体后，与卵黄分裂，形成胚 盘下腔(subgerminal cavity)。 该腔使胚盘中央区透明，叫 明区(area pellucida)；而边 缘区的细胞仍与卵黄接触使 其不透明，叫暗区(area opaca)。
上胚层(epiblast)将形成胚 胎本体；下胚层(hypoblast) 将产生胚外结构如卵黄囊柄 和连接卵黄和内胚层消化管 的蒂。
4. 鸡胚的原肠作用
下胚层的 形成
鸡胚原条(primitive streak)的形成：由后部边缘区的上胚层细胞加厚 而成，它的出现确定了胚胎的A－P轴线。原条内会形成一个凹陷，叫原 沟，是上胚层细胞进入囊胚腔的门户。原条的头部末端是一个加厚层，
叫Hansen`s node, 是一个诱导中心。
细胞早期通过原条的移动： 最早穿过原条进入囊胚腔的
(2)早期卵裂球的卵裂不同步，可产 生奇数细胞的胚胎。
(3)卵裂速度缓慢。
(4) 哺乳动物卵裂球的compaction: 发生第三次卵裂后不久
小鼠8细胞胚胎compaction前后
Compaction的机制:8 细胞胚胎的外层胞间形成 致密连接(tight junctions)， 而内层胞间形成缝隙连接 (gap junction)。
2. 果蝇的原肠作用 原肠作用开始于
腹部预置中胚层的内 陷。
羊浆膜(amnioserosa)的 作用可能是分泌信号分子， 指导germ band的收缩，它 最后将退化。
3. 斑马鱼的原肠作用 原肠作用开始于胚盘细胞向
植物极方向的卵黄下包，由YSL 驱动，使胚盘变薄。
胚层的形成：50%下包时， 与卵黄交界处的deep cells内卷， 使交界处形成厚实的一圈，叫 germ ring。内卷的细胞和由上 层内移的细胞形成下胚层、上层 的deep cells为上胚层。
胚胎切割： 在2－4细胞期 分割胚胎细胞， 用于繁殖优良 家畜个体。
线虫的旋转全卵裂
在线虫 的第二次 卵裂中， AB细胞为 纬裂(与A －P轴线 垂直)， P1细胞为 经裂。
鸟类的盘状偏裂
胚盘为动物 极直径约2－ 3mm的胞质区， 前3次卵裂经 线裂，发生在 输卵管中，胚 盘为单细胞层， 仍与卵黄相接 触。
32细胞期胚泡(blastocyst):位于囊胚腔一端的内细胞团(约10个细 胞)将发育胚胎的本体及与其相连的卵黄囊、尿囊和羊膜；外层的滋胚 层生成绒毛膜，为胎儿从母体摄取营养物质和氧，并产生激素以避免 母体的排斥反应。
哺乳动物胚胎的D－V轴与卵的A－V轴的关系
哺乳动物胚泡的着床
胚泡在向子宫移动过程 中体积增大，是因为定位于 滋养外胚层细胞膜上的Na －K泵将外部Na+泵入腔中， 最后通过渗透作用吸水使囊 胚腔增大。
通过原条侧面进入囊胚腔的细胞的命运：A，部分迁移的上胚层细胞在中线 处与下胚层细胞接触后，将下胚层细胞赶向两侧，而自身形成内胚层，将生成内 胚层器官和大部分胚外膜。B，在上胚层和内胚层之间的细胞形成中胚层和少量 的胚外膜。
上胚层中的预定外胚层细胞将在上胚层中增殖、下包。
2. Enveloping layer (EVL)： 位于胚盘最外层已表皮化的细胞， 发育后期会脱落。
3. Deep Cells：介于YSL和 EVL之间的细胞，它们将发育为 胚胎本体。晚期囊胚的深层细胞 的命运已经建立。
昆虫的表面裂
果蝇受精卵的合子核位于卵黄中央，胞质已被挤在卵黄与细胞膜之间 成为卵周质。
发生在绒毛膜形成后但 羊膜形成前(约受精后5 －9天)的分割，共用绒 毛膜，有独立的羊膜。 占同卵双生的66%。
发生在羊膜形成后(约受 精9天后)的分割，共用 绒毛膜和羊膜，易出现 连体儿。
人类的连体婴儿
人类胚胎与母体间的物质交流
人 类 新 生 胎 儿 的 胚 外 结 构
哺乳动物中的嵌合胚、胚胎干细胞
胚盾(embryonic shield)：因 深层细胞的内卷和会聚扩展而在 germ ring的某处形成的加厚区。 它为胚胎的背部，从此处内卷的 细胞将与其它会聚扩展的下胚层 细胞一起沿背部中线形成脊索中 胚层(chordamesoderm);下胚层 细胞还将生成近轴中胚层和内胚 层。
上胚层的部分细胞经会聚扩 展形成neural keel，其余的细胞 形成皮肤。
鱼类的盘状偏裂
斑马鱼受精卵的前5次卵裂均为经线裂，产生的32个 细胞为单层分布于卵黄上。其后的分裂方向不规则。囊 胚期开始于128细胞期,属盘状囊胚。
斑马鱼中囊胚(经历了10次卵 裂)的三类细胞：
1.卵黄多核层(yolk syncytial layer, YSL)：胚盘的植物极边缘 细胞裂解，其核和质与卵黄细胞 融合在一起而构成的一层细胞核 层。在胚盘下包中，部分YSL细 胞核移向胚盘下成为internal YSL，它们可能起提供营养的作 用；边缘处的为external YSL,它 们可能起驱动下包的作用。
所在组织变窄、变薄，并推动组织一定 方向移动。
Convergent extension
表皮细胞和间质细胞的概念
表皮细胞(epithelial cells)：细胞与细胞间紧密连接成管状或片层状结构， 局部或整个结构一起运动。
间质细胞(mesenchymal cells): 细胞与细胞间松散相连，每个细胞为一个行 动单元。
(一)、几种模型动物的原肠作用
1、海胆的原肠作用
原肠作用 前海胆囊 胚的结构
海胆原肠作用过程：原植物极中央细胞内陷进入囊胚腔，表 皮细胞转变成为初级间质细胞，然后内胚层表皮细胞内陷和 扩展，其前端表皮细胞转化为次级间质细胞。两种间质细胞 都将长出伪足，后者起定向和驱动细胞移动的作用。
海胆原肠作用的开始
胚胎外的透明带阻止了 胚泡与输卵管壁的粘连。
胚泡到达子宫时，胚胎 细胞分泌strypsin（一种类 胰蛋白酶)，它使透明带穿 孔，胚泡从孔中挤出与子宫 壁接触，通过一系列反应而 着床。
人类的5天前)的分割，有 独立的绒毛膜和羊膜。 占同卵双生的33%。
➢ 内陷(invagination): 指胚胎的局部区域的内陷。 ➢ 内卷(involution): 指正在扩展的外层向内卷折，去从内铺
盖原来的外层细胞。 ➢ 内移(ingression): 指表层的单个细胞迁入胚胎的内部。 ➢ 分层(delamination):指一个细胞层分成两层或多或少平行
的细胞层。 ➢ 会聚伸展(convergent extension): 指细胞间相互插入，使
两侧对称型: 两栖类和尾索动物等 两轴对称型: 栉水母 混合型 : 一些环节动物 不规则型: 哺乳动物
Meroblastic 偏裂
Discoidal 盘状偏裂：鸟类、鱼类等端 黄和极端端黄卵
Superficial 表面裂: 中黄卵(昆虫)
辐射型全卵裂
海鞘：经－经－纬－经……，8次分裂后产生的256细胞 柱形胚胎在两极细胞移动封口后成为中空柱形囊胚。
海胆：第四次分裂后将开始不均等分裂，第7次分裂后产生128细胞 组成的囊胚(see next slide). 植物极的micromeres是生骨中胚层命运， 具有起动原肠作用、诱导第二胚轴的活性。
海胆早期囊胚的细胞体积一致，其后长出纤毛，使囊胚可 在受精膜内转动，同时也因细胞的增殖，细胞变瘪。
囊胚腔形成的2种可能机制：a, 卵裂球分泌的蛋白进入囊胚 腔中，导致腔中液体粘稠而吸取胚外水分，腔内的膨胀压阻止 了细胞向腔内增生；b, 细胞与受精膜内的透明层紧密粘接，使 细胞不能向腔内增生。
(一)、原肠作用的概念和主要特点
原肠作用是指囊胚细胞有规则的移动，使细胞重新排列，用来形 成内胚层和中胚层器官的细胞迁入胚胎内部，而要形成外胚层的细胞 铺展在胚胎表面。原肠作用期的胚胎叫原肠胚(gastrula)。
原肠作用中的主要细胞迁移
➢ 外包(epiboly): 表皮层做为一个整体扩展，使胚胎的内层 被覆盖。
海胆原肠作用的机制：
内胚层的早期内陷机制：如下图所示，纤丝收缩使细 胞变位契形，成为细胞内陷的原动力。
内胚层的晚期内陷机制：伪足的收缩和细胞间的变形 重排(会聚伸展)。
海胆小分裂球启动 原肠作用，可诱导 第二胚轴的形成。
海胆小分裂球 可以使预置外胚层 命运细胞分化为中 胚层和内胚层命运 的细胞
第二章 胚胎的早期发育
(二)、卵裂的类型
经线裂(meridional cleavage):指 卵裂面与A－V轴平行的卵裂方式。