发育学课件 5 neuron 三胚层——器官发生

3.脑的分区 脑的分区
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后脑的分区
脊椎动物后脑一般都再 分出多个菱脑原节 菱脑原节(rhom分出多个菱脑原节 bomeres),每个菱脑原节是 每个菱脑原节是 一个发育单位, 一个发育单位,节内的细胞 可交换,而节间不能交换. 可交换,而节间不能交换. 后脑产生控制面部和颈 部的神经, 部的神经,其产生的神经嵴 细胞分化出周边神经和面部 骨骼和结缔组织. 骨骼和结缔组织.
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(二)表皮及其衍生物的发育 1 表皮细胞的起源 胎皮和基底层 基底层-棘层 颗粒层 基底层 棘层-颗粒层 棘层 -过渡型细胞 角质层 过渡型细胞-角质层 过渡型细胞
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大疱型表皮松懈症
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2. Secondary Neurulation
特点: 特点:神经管由胚 胎内细胞组成的实心索 中空而成. 中空而成. 鸟类,哺乳类, 鸟类,哺乳类,两 栖类动物胚胎的后部神 经管及鱼类胚胎的全部 神经管的形成采取此种 方式. 方式.
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头部和胸部神经嵴细胞
头部神经嵴细胞:向背侧方向移动,分化为面部软骨, 头部神经嵴细胞 向背侧方向移动,分化为面部软骨,骨,头部神经元胶质 向背侧方向移动 细胞,肌肉等. 细胞,肌肉等. 心神经嵴(cardiac neural crest) :部分后脑后部的神经嵴细胞产生主动脉内皮 部分后脑后部的神经嵴细胞产生主动脉内皮 心神经嵴 部分后脑后部的神经嵴细胞 细胞和产生主动脉与肺动脉之间的隔膜. 细胞和产生主动脉与肺动脉之间的隔膜
Primary neurulation的过程 的过程
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神经管形成的 扫描电镜图
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人类胚胎的神经管闭合缺陷症
不同区域的神经管的封口时间不同.第二区封口失败, 不同区域的神经管的封口时间不同.第二区封口失败,胚胎的前脑不 发育,即致死性的无脑症; 区不封口导致脊柱裂口症 区不封口导致脊柱裂口症. 发育,即致死性的无脑症;第5区不封口导致脊柱裂口症. Sonic hedgehog,Pax3, openbrain等基因是神经管闭合所必需的.孕妇服 是神经管闭合所必需的. 等基因是神经管闭合所必需的 用叶酸和适量的胆固醇可降低胎儿神经管缺陷的风险. 用叶酸和适量的胆固醇可降低胎儿神经管缺陷的风险.
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躯干神经嵴细胞的迁移
Dorsolateral migration pathway:由背部向侧翼,再向腹部的迁移,位于表皮与体节 由背部向侧翼, 由背部向侧翼 再向腹部的迁移, 之间,分化为色素细胞. 之间,分化为色素细胞. Ventral migration pathway: 进入体节的的迁移,有的在体节中形成背根神经节,有 进入体节的的迁移,有的在体节中形成背根神经节, 的穿越体节的前半区分化为交感神经和肾上腺髓质细胞. 的穿越体节的前半区分化为交感神经和肾上腺髓质细胞. 迁移机制:即将迁移前表达Slug蛋白 用反义寡核苷酸抑制 蛋白,用反义寡核苷酸抑制 迁移机制:即将迁移前表达 蛋白 用反义寡核苷酸抑制Slug mRNA导致其不迁 导致其不迁 在迁移前表达, 移;E-和N-cadherin在迁移前表达,在迁移时停止表达. 和 在迁移前表达 在迁移时停止表达.
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其它组织对神经嵴细胞迁移的影响
体节细胞的影响: 不同A- 部位的神经嵴细胞都只能从体节的前半部迁移 部位的神经嵴细胞都只能从体节的前半部迁移, 体节细胞的影响 不同 -P部位的神经嵴细胞都只能从体节的前半部迁移, 即使将体节做180o旋转也如此.其原因可能是后半部表达跨膜蛋白 旋转也如此.其原因可能是后半部表达跨膜蛋白Eph成员, 成员, 即使将体节做 成员 而神经嵴细胞表达其配体,二者的互作产生排斥. 而神经嵴细胞表达其配体,二者的互作产生排斥. 神经管和脊索的影响 均抑制神经嵴细胞的迁移.如果神经嵴细胞迁移前将 神经管和脊索的影响: 均抑制神经嵴细胞的迁移. 的影响 神经管沿D- 轴转 轴转180 则神经嵴细胞向胚胎背部方向迁移 则神经嵴细胞向胚胎背部方向迁移. 神经管沿 -V轴转 o,则神经嵴细胞向胚胎背部方向迁移.
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第五章
三胚层三胚层-器官发生
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脊椎动物三胚层形成的部分器官
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外胚层与中枢神经系统 一,外胚层与中枢神经系统
(一)中枢系统的形成 神经管(neural tube)是中枢神经系统的原基,其形成 是中枢神经系统的原基, 神经管 是中枢神经系统的原基 称为neurulation.其方式分primary neurulation和 称为 . 方式分 和 secondary neurulation两种. 两种. 两种 1. Primary neurulation: 由外胚层细胞增殖,内陷并最终离开外胚层表面而形 由外胚层细胞增殖, 成中空的神经管. 成中空的神经管.绝大多数脊椎动物前部神经管的形成采 用此种方式. 用此种方式.
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Waadenburg 综合征
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PAX3与WS1和WS3: 与 和 :
PAX3基因是 基因是PAX家族成员之一,主要特征是含有配对域 家族成员之一, 基因是 家族成员之一 (paired domain)和一个高度保守的能与 和一个高度保守的能与DNA结合的氨基酸结构 和一个高度保守的能与 结合的氨基酸结构 是一种转录因子, 小鼠的神经管,发育的脑组织, 域,PAX3是一种转录因子,在小鼠的神经管,发育的脑组织, 是一种转录因子 神经脊及其衍生物中均有表达,是神经管闭合所必需的. 神经脊及其衍生物中均有表达,是神经管闭合所必需ห้องสมุดไป่ตู้.主要 功能是通过控制靶基因从而调控胚胎的生长发育, 功能是通过控制靶基因从而调控胚胎的生长发育,在骨骼肌肉 的形成过程中发挥重要作用. 等最早报道WS1患者 的形成过程中发挥重要作用.Tassabehji等最早报道 等最早报道 患者 PAX3基因突变,后续研究发现 基因突变, 基因突变 后续研究发现90% 的WS1和50% WS3可检测 和 可检测 基因突变. 到PAX3基因突变. 基因突变
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EDN3,EDNRB,SOX10与WS4: , , 与 :
EDN3定位于 定位于20q13.2-q13.3区间,据推测其能有效促进胚胎 区间, 定位于 区间 组织色素细胞的有丝分裂,并可改变其分化过程, 组织色素细胞的有丝分裂,并可改变其分化过程,使其具有胶 质细胞一色素细胞双向分化潜能. 的受体基因EDNRB定 质细胞一色素细胞双向分化潜能.EDN3的受体基因 的受体基因 定 位于13q22,其编码 受体蛋白的配体. 位于 ,其编码EDN3受体蛋白的配体.研究发现部分 受体蛋白的配体 研究发现部分WS4 患者有EDN3和EDNRB突变. 突变. 患者有 和 突变 SOX10是DNA 结合蛋白中具有高活动组分 是 结合蛋白中具有高活动组分(high mobility group,HMG)超家族成员之一,在胚胎神经细胞发育中最先表 超家族成员之一, , 超家族成员之一 等在一个WS4检测 达并促进外周神经系统的发育. 等在一个 检测 达并促进外周神经系统的发育.自Pingault等在一个 突变以来, 突变与WS4有关. 有关. 到SOXl0突变以来,已经发现多种 突变以来 已经发现多种SOXl0突变与 突变与 有关 WS4为常染色体隐性遗传且多为散发病例. 为常染色体隐性遗传且多为散发病例. 为常染色体隐性遗传且多为散发病例
Developmental Biology 外胚层细胞的命运: 中线区的细胞将形成脑和脊髓; 外胚层细胞的命运:背部中线区的细胞将形成脑和脊髓;中线区
外侧的细胞将生成皮肤;上述二者相交处的细胞为神经嵴细胞 外侧的细胞将生成皮肤;上述二者相交处的细胞为神经嵴细胞(neural crest),它们将迁移各处形成外周神经元,色素细胞,神经胶质细胞等. ,它们将迁移各处形成外周神经元,色素细胞,神经胶质细胞等.
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MITF,SNAI2与WS2: , 与
人类MITF基因编码的 基因编码的MITF是一种螺旋一环一螺旋碱性亮氨酸拉链结构的 人类 基因编码的 是一种螺旋一环一螺旋碱性亮氨酸拉链结构的 转录因子,这些蛋白质通过HLH—Zip结构域形成同源或异源的二聚体后以其 转录因子,这些蛋白质通过 结构域形成同源或异源的二聚体后以其 基本的DNA结合域与 结合域与DNA结合参与调控多种生长发育过程,尤其是色素细胞 结合参与调控多种生长发育过程 基本的 结合域与 结合参与调控多种生长发育过程, 的存活,增殖和分化.色素细胞缺陷可以引起色素分布异常, 的存活,增殖和分化.色素细胞缺陷可以引起色素分布异常,耳蜗血管纹的 色素细胞缺失可引起耳聋. 色素细胞缺失可引起耳聋. WS2患者 患者MITF基因突变最早是 基因突变最早是Tassabehji研究报道的 .随后大量的研究 患者 基因突变最早是 研究报道的 发现许多WS2家系有 家系有MITF基因突变,据推测大约有 基因突变, 发现许多 家系有 基因突变 据推测大约有15-20% 的WS2患者有 患者有 MITF基因突变. 基因突变. 基因突变 SNAI2(SLUG)是一种锌指转录因子,迁徙的神经脊细胞可表达.最新研究 是一种锌指转录因子,迁徙的神经脊细胞可表达. 揭示小鼠slug基因杂合突变可引起小鼠出现额顶及腹部毛发变白的改变,提示 基因杂合突变可引起小鼠出现额顶及腹部毛发变白的改变, 揭示小鼠 基因杂合突变可引起小鼠出现额顶及腹部毛发变白的改变 人类SNAI2(sLuG)可能参与 可能参与WS的形成,Martin等检测 个无 的形成, 等检测38个无 人类 可能参与 的形成 等检测 个无MITF 突变的 WS2,其中 个WS2表现 表现SNAI2(SLUG)的杂合缺失,进一步试验表明 的杂合缺失, ,其中2个 表现 的杂合缺失 进一步试验表明MITF可 可 的启动子E盒相作用而调节色素细胞的生长发育 与SNAI2(sLuG)的启动子 盒相作用而调节色素细胞的生长发育 的启动子 盒相作用而调节色素细胞的生长发育.
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神经嵴细胞
闭合处的神经管细胞和与神经管相 发生部位: 神经管闭合处 发生部位 神经管闭合处的神经管细胞和与神经管相 接的外表层细胞,它们间质细胞化而成为神经嵴细胞. 接的外表层细胞,它们间质细胞化而成为神经嵴细胞. 特点: 具有迁移性. 特点 具有迁移性. 分化命运:因发生的部位和迁移目的地不同而不同. 分化命运:因发生的部位和迁移目的地不同而不同. 可分化为感觉, 可分化为感觉,交感及副交感神经系统的神经元和胶质 细胞;肾上腺髓质细胞;表皮中的色素细胞; 细胞;肾上腺髓质细胞;表皮中的色素细胞;头骨软骨 和结缔组织等. 和结缔组织等.
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神经管形成的起始: 神经管形成的起始:来自背部中胚层的信号诱导预
置神经板边缘的细胞的背侧收缩, 置神经板边缘的细胞的背侧收缩,而预置的表皮细胞向 中线移动,使表皮与神经板交接处凸起形成神经褶. 中线移动,使表皮与神经板交接处凸起形成神经褶.
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