眼的发育生物学课件

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模式动物
• 人类基因组计划与人类基因物理框图的完成，使人们惊讶的认识到人 种间的基因为99.9%同源，人与猩猩、猴间的基因越98.77%同源；人与 小鼠间的基因约有99%相似，人与果蝇、线虫的基因亦有某些基因同 源。人类基因数量与小鼠相近，为3~3.5万个。
• 从发育生物学的视角来看，种族间的相似性更大。
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嵌合体和镶嵌体 技术
• 实验嵌合体小鼠的研究为探索哺乳动物及人类眼球发育提供了独特的 研究模式。
• 嵌合体和镶嵌技术是在细胞水平将遗传基因不同的细胞精确混合，与 特异性的基因敲除有本质的不同
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眼发育生物学的主要研究内容
• 眼与机体发育的关系 • 胚眼发生、发育的时空变化过程 • 胚眼发生、发育过程的基因调控 • 胚眼的发生、发育与干细胞相关研究
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视杯早期下方为一裂缝，称为胚裂。胚 裂于胚胎第5周（12mm）时开始闭合，由中 部开始，向前后延展，当胚长达17mm时， 除沿视茎下面外，完全闭合。
如闭合不全，则会形成虹膜、睫状体、 脉络膜或视盘的缺损。
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围绕视杯的中胚叶玻璃体动脉经胚裂进入视杯，营养视杯内层、晶状体泡 及视杯间质，玻璃体静脉由此回流。
眼的发育生物学
DWJ 2015-1-8
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Contents
1 概述 2 胚眼的发生和形成 3 眼球各主要组成部分的发生 4 眼附属器的发育 5 眼各种组织的发育来源及时空顺序
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第一节 概述
发育生物学： 是研究有机体从胚胎发生、生长发育至衰老死亡的生命过程中所
发生的变化和规律的科学，是传统胚胎学的延续。
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图示胚胎8.5~11.5天鼠的晶状体发育，红色示表皮外胚层，蓝色示间质层，绿色示视 泡的神经上皮层
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视泡与表皮外胚层接触后，又到该处的 表皮外胚层增厚形成晶状体板，为晶状体始 基。
随后晶状体板内陷入视杯内，且逐渐与 表皮外胚层脱离，形成晶状体泡。
视杯逐渐深凹并包围晶状体，视杯前缘 最后形成瞳孔。
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第二节 胚眼的发生和形成
• 雌雄配体形成受精卵，孕6~8 天即形成桑椹胚与胚囊，至孕 16天，已具备三胚叶胚层分化 能力。
• 胚眼由神经外胚叶、表皮外胚 叶和中胚叶发育而成。
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• 胚胎22天开始：
由神经管发育而来的前脑两侧的神经褶内陷，形成视沟 视沟继续内陷，向表皮外胚叶接近，形成腔室，称为视泡。 视泡远端不断膨大，继续向表皮外胚层生长、贴近，进而发生内陷 形成双层杯状结构，称为视杯。 同时，视杯近端与前脑连接处缩窄变细，形成视柄，为视神经始基。
玻璃体动静脉穿经玻璃体的一段退化，并遗留一残迹，称玻璃体管 （Cloquet管），其近端则分化为视网膜中央动静脉。
在视泡形成至胚裂闭合过程中，包绕视杯、视柄、晶状体泡的中胚叶逐渐 分化为内侧的脉络膜始基及外侧的巩膜始基。
此时眼的各部组织已具雏形，即形成胚眼。
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眼球发育流程图
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在过去10年里，发育生物学获得了迅猛的发展，进入了一个“黄金时 代”，成为研究的热点，这主要得益于胚胎学、细胞生物学、分子生物学 与遗传学知识及技术的积累和发展。
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• 生物进化自50亿年前开始，在进化选择压力下，的依物种的差异，眼 球在个体中的生长部位、表观形态、光学特征均有不同。
• 就光学特征而言，有三类基本眼球模式： 脊柱动物的 单晶状体、相机模式 昆虫类的 由光感受器与晶状体形成单眼，进而组合成复眼模式 扇贝类的 镜像眼模式
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发育生物学的主要研究方法
• 模式动物 • 嵌合体和镶嵌体技术
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模式动物
• 生命体胚胎发育的基本机制在遗传上具有高度保守性，因此可以通过 研究模式动物的方式来发现或探讨影响发育的环节和因素。
• 目前已获得的关于生物体分化、发育和调控机制的资料多数源自果蝇、 线虫等低级动物，这些生物的某些基因与人类有惊人的相似，被称为 “模式动物”，其中果蝇被称为发育生物学的“国王”。
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A 脊椎动物眼 B节肢动物复眼 C 头足动物有晶体眼 D扇贝类镜像眼
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• 眼发育的遗传与基因控制
• 眼发育的新观点
• 眼和脑的关系 研究表明嗅觉和视觉系统具有紧密相关性，另有研究表明，眼、
鼻子和脑是在相同基因控制下协同进化的，且目前倾向于眼和鼻子先 于脑的进化。
• 光感受器的进化
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神经外胚叶的发育
睫状体和虹 膜：
• 胚胎第3个月时
视杯前缘向前生长，并向晶状体泡与角膜之间的间充质内延伸，最终 发育为睫状体和虹膜内面的两层上皮。
虹膜
内层上皮分化为色素上皮 外层上皮分化出瞳孔括约肌和瞳孔开大肌
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神经外胚叶的发育
视神经：
• 由胚胎的视柄发育而来
胚胎6周时，RGC的轴突形成，并向视柄内层聚集，视柄内层逐渐 增厚，并与外层融合。
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第三节 眼球各主要组成部分的 发生
• 神经外胚叶的发育 • 表皮外胚叶的发育
视网膜、睫状体、虹膜上皮 视神经
晶状体 角膜上皮
• 玻璃体的发育 • 神经嵴细胞来源组织的发育
• 中胚叶来源组织的发育
眼部血管系统 虹膜基质 葡萄膜 角膜 前房角 巩膜
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神经外胚叶的发育视Fra bibliotek膜：由视杯内、外两层共同分化而成
胚胎6周起
色素上皮层 开始生成色素
神经感觉层 一次分化出节细胞、视锥细胞、无长突细 胞、水平细胞、视杆细胞和双极细胞。
视杯两层之间的视泡腔逐渐变窄、消失，形成潜在的腔隙。
胚胎第2个月末 视网膜神经感觉层发育到赤道部。
胚胎第8个月时 视网膜10层结构基本形成，可以辨认。
胚胎7个月
黄斑中心凹形成
出生时
视锥细胞尚未PP发T学育习交完流成，婴儿尚不能固视
视柄内外层细胞演变为星形胶质细胞和少突胶质细胞，并与节细胞 轴突混杂在一起，于是，视柄演变为视神经。
此时，视盘中央尚有少量神经胶质细胞残留，出生时发生萎缩形成 生理凹陷。
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神经外胚叶的发育
视神经纤维的髓鞘是由脑部顺神经纤维向眼部生长的，出生时止于 筛板，如进入视网膜则形成视网膜有髓神经纤维，在检眼镜下呈羽毛样 外观。