發(fā)育生物學(xué)第八章神經(jīng)胚和三胚層分化

發(fā)育生物學(xué)第八章神經(jīng)胚和三胚層分化第一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日哺乳動(dòng)物的三個(gè)胚層特化形成身體各特化譜系（lineage）的示意圖。雖然生殖細(xì)胞位于預(yù)定的內(nèi)胚層或中胚層，在此作為一種特殊的細(xì)胞類(lèi)型與身體的三個(gè)胚層分開(kāi)。第二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日Baer定律：脊椎動(dòng)物早期胚胎先形成亞門(mén)共有特征，隨著發(fā)育進(jìn)行，胚胎逐漸出現(xiàn)綱、目和科的特征，最終出現(xiàn)種的特征。第三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日本章要點(diǎn)：1.神經(jīng)胚形成：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成和神經(jīng)嵴2.中胚層的分化：脊索和體節(jié)的分化、側(cè)板中胚層的分化和血細(xì)胞的發(fā)育3.內(nèi)胚層的分化第四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日1.神經(jīng)胚形成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成胚胎形成中樞神經(jīng)系統(tǒng)原基即神經(jīng)管的作用稱(chēng)為神經(jīng)胚形成（neurulation），正在進(jìn)行神經(jīng)管形成的胚胎稱(chēng)為神經(jīng)胚（neurula）。神經(jīng)胚形成主要由兩種方式：初級(jí)神經(jīng)胚形成（primaryneurulation）和次級(jí)神經(jīng)胚形成（secondaryneurulation）。第五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日初級(jí)神經(jīng)胚形成是指由脊索中胚層誘導(dǎo)覆蓋于上面的外胚層細(xì)胞分裂、內(nèi)陷并與表皮脫離形成中空的神經(jīng)管。而次級(jí)神經(jīng)胚形成是指外胚層細(xì)胞下陷進(jìn)入胚胎形成實(shí)心細(xì)胞索，接著再空洞化（cavitate）形成中空的神經(jīng)管。胚胎在多大程度上依賴(lài)于上述神經(jīng)管構(gòu)建方式取決于脊椎動(dòng)物的種類(lèi)。如魚(yú)類(lèi)神經(jīng)胚形成屬完全次級(jí)型；鳥(niǎo)類(lèi)前端部分神經(jīng)管構(gòu)建屬初級(jí)型，而后端部分（后肢以后）神經(jīng)管構(gòu)建屬次級(jí)型。第六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日一、初級(jí)神經(jīng)胚形成

胚胎背部的中胚層和覆蓋在上面的外胚層之間的相互作用是發(fā)育中最重要的相互作用之一，它啟動(dòng)器官形成（organogenesis），即特異性組織和器官的產(chǎn)生。

脊索中胚層指導(dǎo)上方的外胚層形成中空的神經(jīng)管，后者將來(lái)分化成腦和脊髓。第七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日初級(jí)神經(jīng)胚形成過(guò)程中，最初的外胚層形成三種類(lèi)型的細(xì)胞：位于內(nèi)部的神經(jīng)管細(xì)胞，將來(lái)分化成腦和脊髓；位于外部的皮膚表皮細(xì)胞和神經(jīng)嵴細(xì)胞，神經(jīng)嵴細(xì)胞從神經(jīng)管和表皮連接處遷移出來(lái)，將來(lái)形成周?chē)窠?jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)、皮膚的色素細(xì)胞和其他類(lèi)型的細(xì)胞。第八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日初級(jí)神經(jīng)胚形成的過(guò)程可以分為彼此獨(dú)立但在時(shí)空上又相互重疊的5個(gè)時(shí)期：1、神經(jīng)板（neuralplate）形成2、神經(jīng)底板（neuralfloorplate）形成3、神經(jīng)板的整形（shaping）4、神經(jīng)板彎曲成神經(jīng)溝（neuralgroove）5、神經(jīng)溝閉合形成神經(jīng)管（neuraltube）第九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日兩棲類(lèi)和羊膜動(dòng)物神經(jīng)管形成示意圖。第十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日兩棲類(lèi)和羊膜動(dòng)物神經(jīng)管形成示意圖（續(xù)）第十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日1.神經(jīng)板形成位于背中線處預(yù)定形成神經(jīng)組織的外胚層細(xì)胞變長(zhǎng)，而預(yù)定形成表皮的細(xì)胞則變得更加扁平，使預(yù)定神經(jīng)區(qū)上升到周?chē)馀邔拥纳厦?，由此形成神?jīng)板（neuralplate）。神經(jīng)板和表皮細(xì)胞都能發(fā)生固有運(yùn)動(dòng)（intrinsicmovements）。神經(jīng)板和表皮細(xì)胞協(xié)調(diào)一致的運(yùn)動(dòng)最終引起神經(jīng)管舉起和交疊。第十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)板的形成第十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2.神經(jīng)底板形成以前認(rèn)為只有神經(jīng)板中線處細(xì)胞才能形成神經(jīng)底板，而外緣部分和神經(jīng)褶則構(gòu)成神經(jīng)管最靠近背面的部分。頭部神經(jīng)底板形成方式可能是這樣的。但最近證據(jù)表明，軀干神經(jīng)底板具有獨(dú)立起源，是由亨氏節(jié)一部分細(xì)胞“插入”神經(jīng)板中央形成。第十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日6體節(jié)雞胚橫切，示亨氏節(jié)形成脊索和神經(jīng)底板第十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞和鵪鶉亨氏節(jié)移植實(shí)驗(yàn)（Catalaetal.,1996）第十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日軀干部神經(jīng)底板有兩個(gè)來(lái)源：外胚層和亨氏節(jié)第十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日3.神經(jīng)板的整形和彎曲神經(jīng)板的整形與神經(jīng)板細(xì)胞內(nèi)在力量直接有關(guān)。神經(jīng)板最主要的整形作用是通過(guò)位于脊索上面的神經(jīng)板中線細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的，這些細(xì)胞被稱(chēng)為中間鉸合點(diǎn)（medianhingepoint，MHP），它們由亨氏節(jié)前端中線細(xì)胞衍生而來(lái)。神經(jīng)板的彎曲通過(guò)神經(jīng)板細(xì)胞內(nèi)在力量的作用而實(shí)現(xiàn)，同時(shí)外胚層細(xì)胞為神經(jīng)管的彎曲提供另一種動(dòng)力。第十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)褶的形成和舉起第十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞形狀的改變和細(xì)胞頂部的收縮驅(qū)動(dòng)神經(jīng)褶的形成第二十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日在三個(gè)絞合點(diǎn)（MHP和兩個(gè)DLHP）上，神經(jīng)板細(xì)胞改變自己的形狀，并發(fā)生頂端收縮。第二十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日4.神經(jīng)管閉合左右神經(jīng)褶被牽引到背中線結(jié)合到一起，神經(jīng)管隨即閉合。某些動(dòng)物神經(jīng)褶連接處的細(xì)胞形成神經(jīng)嵴細(xì)胞，但哺乳類(lèi)神經(jīng)褶舉起時(shí)頭部神經(jīng)嵴細(xì)胞就開(kāi)始遷移。神經(jīng)管的形成并非在整個(gè)外胚層同時(shí)發(fā)生，如24小時(shí)雞神經(jīng)胚的尾部區(qū)域仍在進(jìn)行原腸作用時(shí)，頭部神經(jīng)管已明顯形成。神經(jīng)管前后兩端的開(kāi)口分別稱(chēng)為前端神經(jīng)孔和后端神經(jīng)孔。第二十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日兩棲類(lèi)和羊膜動(dòng)物神經(jīng)管的閉合與神經(jīng)嵴細(xì)胞的遷出。第二十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚神經(jīng)管的閉合第二十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)管最終形成一個(gè)與表面外胚層分離的閉合的圓柱體。神經(jīng)管和表面外胚層的分離被認(rèn)為是受不同的細(xì)胞粘連分子表達(dá)調(diào)節(jié)的。神經(jīng)管細(xì)胞最初都表達(dá)E-細(xì)胞選擇蛋白（E-cadherin）選擇蛋白，代之以合成N-選擇蛋白（N-cadherin）和N-CAM。結(jié)果兩種組織不再粘附在一起。第二十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日爪蟾神經(jīng)形成時(shí)，兩種粘附蛋白N-cadherin和E-cadherin的表達(dá)第二十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人類(lèi)的神經(jīng)形成。A，22天胚胎前后神經(jīng)孔都開(kāi)口與羊水相通；B，前端神經(jīng)孔已經(jīng)閉合，后端神經(jīng)孔仍然開(kāi)口。第二十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日C，神經(jīng)管閉合區(qū)域；D，無(wú)腦畸形；E，脊髓裂第二十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日二、次級(jí)神經(jīng)胚形成次級(jí)神經(jīng)胚形成可以看作是原腸作用的繼續(xù)，只是背唇細(xì)胞并沒(méi)有內(nèi)卷到胚胎內(nèi)部，而是在腹面不斷生長(zhǎng)。次級(jí)神經(jīng)胚形成包括髓索（medullarycord）形成及其隨后空洞化成為神經(jīng)管。蛙和雞胚的腰椎和尾椎形成時(shí)能觀察到這種形式的神經(jīng)胚形成。第二十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日爪蟾次級(jí)神經(jīng)胚形成過(guò)程中的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。A，原腸胚中期中胚層的內(nèi)卷；B，晚期原腸胚/早期神經(jīng)胚階段，中胚層細(xì)胞內(nèi)卷停止，構(gòu)成胚孔背唇的外胚層和中胚層細(xì)胞都向后端延伸。第三十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日早期蝌蚪的胚孔襯里細(xì)胞形成神經(jīng)腸管，其一部分形成神經(jīng)管腔。第三十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日25體節(jié)時(shí)期雞胚尾區(qū)的次級(jí)神經(jīng)形成第三十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日三、腦區(qū)形成神經(jīng)管同時(shí)在三個(gè)層次水平上分化成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不同區(qū)域。在解剖學(xué)水平，神經(jīng)管及其管腔膨脹和收縮而形成腦室和脊髓的中央管。在組織學(xué)水平，神經(jīng)管壁細(xì)胞發(fā)生重排形成腦和脊髓不同的功能區(qū)域。在細(xì)胞學(xué)水平，神經(jīng)上皮細(xì)胞本身分化成身體中不同類(lèi)型的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)。第三十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人腦的早期發(fā)育第三十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日腦泡壁和腦泡腔在成體中形成的衍生物第三十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)嵴盡管神經(jīng)嵴來(lái)源于外胚層，由于其重要性而有時(shí)被稱(chēng)為第四胚層。神經(jīng)嵴細(xì)胞起源于神經(jīng)管最靠近背部的區(qū)域。神經(jīng)嵴細(xì)胞廣泛遷移，產(chǎn)生各種類(lèi)型的分化細(xì)胞。第三十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)嵴部分衍生物第三十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚軀干部神經(jīng)嵴細(xì)胞的遷移第三十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)嵴細(xì)胞的遷移路徑由胚胎的胞外基質(zhì)決定。一種蠑螈的突變體中神經(jīng)嵴細(xì)胞能夠形成但不能遷移，除背部之外的部位將缺乏色素細(xì)胞（B）。第三十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日表皮和皮膚結(jié)構(gòu)起源1.表皮細(xì)胞起源神經(jīng)胚形成之后，覆蓋胚胎表面的細(xì)胞構(gòu)成預(yù)定表皮。多數(shù)脊椎動(dòng)物的表皮分為兩層：外面一層為胚皮（periderm），是臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，一旦底層細(xì)胞分化成表皮，胚皮便脫落；內(nèi)面一層細(xì)胞稱(chēng)為基層（basal）或生發(fā)層，它是能形成所有表皮細(xì)胞的生發(fā)性上皮。第四十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人表皮圖解基部細(xì)胞進(jìn)行活躍有絲分裂，而表皮外層充分角質(zhì)化的細(xì)胞不斷死亡脫落。位于基部的色素細(xì)胞通過(guò)突起將色素轉(zhuǎn)移到角質(zhì)細(xì)胞中。第四十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日生發(fā)層細(xì)胞分裂產(chǎn)生外面另一層細(xì)胞，構(gòu)成棘層（spinouslayer）。棘層和生發(fā)層一起構(gòu)成馬爾皮基層（Malpighianlayer）。馬爾皮基層細(xì)胞再分裂產(chǎn)生表皮的顆粒層（grannuallayer）。顆粒層細(xì)胞不再分裂，開(kāi)始分化成表皮細(xì)胞，即角質(zhì)細(xì)胞（kenatinocytes）。最終角質(zhì)細(xì)胞形成角質(zhì)層（cornifiedlayer）。角質(zhì)層細(xì)胞生成后不久就脫落，并被顆粒層新形成的細(xì)胞所取代。第四十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日有兩種主要生長(zhǎng)因子能刺激表皮發(fā)育。第一種是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α（transforminggrowthfactor-α,TGF-α）。TGF-α由基層細(xì)胞合成，并促進(jìn)基層細(xì)胞自身分裂。銀屑病（psoriasis）患者特征是大量表皮細(xì)胞脫落，可能與TGF-α過(guò)度表達(dá)有關(guān)。另一種生長(zhǎng)因子是角質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子（keratinocytegrowthfactor,KGF），也稱(chēng)為成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子7（FGF7）。KGF是真皮下面的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的一種外分泌生長(zhǎng)因子，調(diào)節(jié)基層細(xì)胞的增殖。第四十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日表皮增殖異常與生長(zhǎng)因子第四十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2.中胚層的分化

脊椎動(dòng)物中胚層的分化對(duì)于器官和系統(tǒng)的發(fā)生起著主導(dǎo)和奠基的作用。其中脊索是這一階段發(fā)育的啟動(dòng)和組織者，而在脊索和神經(jīng)管的作用下，中胚層分化深入。脊椎動(dòng)物中胚層的分化發(fā)育與神經(jīng)胚的形成幾乎是同時(shí)進(jìn)行，相互促進(jìn)的，而神經(jīng)胚發(fā)育的完成又為中胚層的進(jìn)一步發(fā)育奠定了形態(tài)結(jié)構(gòu)以及誘導(dǎo)控制環(huán)境的基礎(chǔ)。第四十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)胚時(shí)期中胚層可分成5個(gè)區(qū)域:1.脊索中胚層（chordamesoderm）形成脊索2.背部體壁中胚層（somiticdorsalmesoderm）形成體節(jié)和神經(jīng)管兩側(cè)的中胚層細(xì)胞3.中段中胚層（intermediatemesoderm）形成泌尿系統(tǒng)和生殖器官4.側(cè)板中胚層（lateralplate）形成心臟、血管、血細(xì)胞以及體腔襯里和除肌肉之外的四肢所有中胚層成分5.

頭部間質(zhì)（headmesenchyme）形成面部結(jié)締組織和肌肉第四十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚中胚層的漸進(jìn)發(fā)育。A，原條階段；B，脊索和近軸中胚層的形成；C，D，體節(jié)、體腔和背主動(dòng)脈的特化第四十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日一、背部中胚層：脊索和體節(jié)分化1.軸旁中胚層

中胚層和內(nèi)胚層器官的形成與神經(jīng)管同步發(fā)生。在脊索兩側(cè)加厚的中胚層帶，即軸旁中胚層（paraxialmesoderm）。隨著原條退化和神經(jīng)褶開(kāi)始在胚胎中央合攏，軸旁中胚層分隔成細(xì)胞團(tuán)塊，稱(chēng)為體節(jié)（somite）。體節(jié)是臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，對(duì)脊椎動(dòng)物分節(jié)模式（segmentalpattern）的建成具有深遠(yuǎn)的影響。第四十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)管和體節(jié)，示已形成的體節(jié)和尚未形成體節(jié)的軸旁中胚層。體節(jié)出現(xiàn)于身體的前部，并依次向后遷移形成。神經(jīng)嵴細(xì)胞由神經(jīng)管頂部向腹側(cè)遷移。第四十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2.體節(jié)小體和體節(jié)形成體節(jié)能夠產(chǎn)生構(gòu)成脊椎和肋骨、背部真皮和骨骼肌以及體壁與四肢骨骼肌的細(xì)胞。第一對(duì)體節(jié)在胚胎前端形成，新體節(jié)以規(guī)則的間隔從吻端軸旁中胚層“萌發(fā)”。由于胚胎發(fā)育速度略有差異，因此體節(jié)數(shù)目通常是發(fā)育進(jìn)程的最佳指標(biāo)。所形成的體節(jié)總數(shù)具有種的特異性。第五十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日在胚胎發(fā)育的早期，體節(jié)形成的時(shí)間順序就已經(jīng)確立了。

第五十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體節(jié)的形成機(jī)制尚未很好研究。雞胚研究表明，其體節(jié)板細(xì)胞組織形成輪狀，稱(chēng)為體節(jié)小體（somitomere）。隨著最前端的體節(jié)由松散的間充質(zhì)變成致密性的上皮性結(jié)構(gòu)，體節(jié)小體便轉(zhuǎn)變成體節(jié)。從體節(jié)小體轉(zhuǎn)變成體節(jié)的過(guò)程與兩種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白纖連蛋白（fibronectin）和N-細(xì)胞選擇蛋白（N-Cadherin）的合成有關(guān)。這些蛋白的合成又受Notch1和paraxis的表達(dá)調(diào)控。第五十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體節(jié)小體向體節(jié)的轉(zhuǎn)變。A，N-Cadherin表達(dá)與體節(jié)小體向體節(jié)的轉(zhuǎn)變是相關(guān)的。B，Notch1在未分節(jié)的軸旁中胚層的最前端表達(dá)。C，Notch1缺陷時(shí)體節(jié)的形成被擾亂。第五十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日Notch1基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子在未分節(jié)背部中胚層最前端區(qū)域有活性；缺乏Notch蛋白的小鼠體節(jié)排列紊亂，大小不一。Paraxis也編碼一種轉(zhuǎn)錄因子，在小鼠和雞胚吻端未分節(jié)中胚層表達(dá)。注射與paraxis互補(bǔ)的反義寡核苷酸導(dǎo)致體節(jié)分節(jié)出現(xiàn)缺陷。Paraxis蛋白是實(shí)現(xiàn)體節(jié)從間充質(zhì)到上皮轉(zhuǎn)換的必要成分。第五十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日Notch信號(hào)傳導(dǎo)途徑第五十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日3.體節(jié)細(xì)胞的分化當(dāng)體節(jié)最初形成時(shí)，各部位的細(xì)胞在發(fā)育上是等潛能的，任何體節(jié)細(xì)胞都能變成所有體節(jié)衍生的結(jié)構(gòu)。但隨著體節(jié)成熟，體節(jié)各區(qū)定型，只能形成一定的細(xì)胞類(lèi)型。體節(jié)的特化是通過(guò)幾種組織相互作用而完成。第五十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體節(jié)形成之前，各部位的預(yù)定體節(jié)細(xì)胞在發(fā)育潛能上是等同的第五十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人胚胎4周早期（A）和晚期（B）的橫切面，示體節(jié)各部分結(jié)構(gòu)的形成。第五十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體節(jié)腹中部細(xì)胞在脊索和神經(jīng)管底板分泌的因子尤其是sonichedgehog蛋白誘導(dǎo)下，失去圓形上皮細(xì)胞的特性，再度變成間充質(zhì)細(xì)胞，產(chǎn)生這些細(xì)胞的體節(jié)部分稱(chēng)為生骨節(jié)（sclerotome）。這些間充質(zhì)細(xì)胞最終變成脊椎的軟骨細(xì)胞（chondrocyte），軟骨細(xì)胞將負(fù)責(zé)構(gòu)建軸性骨骼。體節(jié)側(cè)面的細(xì)胞也分散開(kāi)，形成四肢和體壁的肌肉前體。第五十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日隨著細(xì)胞遷移的發(fā)生，雞胚體節(jié)的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化。第六十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日隨著四肢和腹部肌肉細(xì)胞前體的遷出，生骨節(jié)、生肌節(jié)和生皮節(jié)形成。第六十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日一旦生骨節(jié)細(xì)胞和體壁及四肢肌細(xì)胞前體從體節(jié)中遷移出來(lái)，最靠近神經(jīng)管的體節(jié)細(xì)胞向腹面遷移，保留下來(lái)的體節(jié)上皮細(xì)胞形成雙層實(shí)心上皮，稱(chēng)為生皮肌節(jié)（dermamyotome）。生皮肌節(jié)的背層稱(chēng)為生皮節(jié)（dermatome），產(chǎn)生背部真皮（身體其他部位的真皮由另外的間充質(zhì)細(xì)胞形成，并非來(lái)自體節(jié)）。而其內(nèi)層細(xì)胞稱(chēng)為生肌節(jié)（myotome），產(chǎn)生橫跨脊椎使背部能夠彎曲的脊椎肌肉。第六十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日脊索在為早期胚胎提供完整的體軸和誘導(dǎo)背部神經(jīng)管形成之后，大部分脊索退化，在脊椎之間，脊索細(xì)胞形成椎間盤(pán)的組織即髓核（nucleipulposi）。脊索和神經(jīng)管底板分泌的因子Sonichedgehog蛋白誘導(dǎo)生骨節(jié)細(xì)胞表達(dá)一種新的轉(zhuǎn)錄因子Pax1。Pax1能夠激活軟骨特異性基因表達(dá)，它的存在對(duì)于脊椎的形成是必要的。第六十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體節(jié)模式建成過(guò)程中的基因調(diào)控。第六十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日生骨節(jié)細(xì)胞表達(dá)的I-mf是啟動(dòng)肌肉形成的轉(zhuǎn)錄因子MyoD家族的抑制因子。生肌節(jié)圍繞體軸的軸上?。╡paxialmuscle）細(xì)胞來(lái)自體節(jié)中部，由背部神經(jīng)管分泌的因子（Wnt家族成員）誘導(dǎo)形成。從體節(jié)中部形成并產(chǎn)生四肢和體壁肌肉的軸下?。╤ypaxialmuscle）可能由來(lái)自表皮的Wnt蛋白和來(lái)自側(cè)板中胚層的BMP-4聯(lián)合誘導(dǎo)形成。這些因子誘導(dǎo)肌細(xì)胞表達(dá)特殊的轉(zhuǎn)錄因子MyoD和Myf5，激活肌肉特異性基因的表達(dá)。第六十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日生皮節(jié)在神經(jīng)管分泌的另一個(gè)因子神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白3（neurotrophin3，NT-3）誘導(dǎo)下發(fā)生分化。NT-3抗體能阻止上皮性生法層細(xì)胞轉(zhuǎn)化成在表皮下遷移的松散的真皮間質(zhì)細(xì)胞。第六十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日位于體節(jié)不同區(qū)域的不同轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，預(yù)示了不同的的細(xì)胞發(fā)育命運(yùn)。第六十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日MyoD是肌肉發(fā)生的主控基因第六十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日MyoD基因家族的轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的肌肉細(xì)胞發(fā)育命運(yùn)決定和分化第六十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日生肌節(jié)細(xì)胞增殖和分化之間的切換第七十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2.側(cè)板中胚層側(cè)板中胚層（lateralplatemesoderm）與體節(jié)中胚層毗連，在水平方向上分成背部的體壁中胚層（dorsalsomaticmesoderm）和腹部的臟壁中胚層（ventralsplanchnic/visceralmesoderm）。體壁中胚層和臟壁中胚層之間是體腔（coelom），從未來(lái)頸區(qū)延伸到身體后部。第七十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日神經(jīng)胚階段蛙胚中胚層和體腔的漸進(jìn)發(fā)育第七十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚橫切面，示中胚層的發(fā)育。與大量卵黃分離之后，雞胚與蛙胚在某一階段相似。第七十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日在胚胎發(fā)育后期，左邊和右邊體腔融合，并從體節(jié)中胚層伸出皺褶（fold），將體腔分成分離的腔。在哺乳動(dòng)物，體腔又細(xì)分為包裹胸、心臟和腹部的胸膜腔、圍心腔和腹膜腔。產(chǎn)生中胚層體節(jié)和身體襯里的機(jī)制在整個(gè)脊椎動(dòng)物的進(jìn)化中幾乎沒(méi)有改變。第七十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日1.胚外膜的形成爬行類(lèi)胚胎形成了四套胚外膜，用以調(diào)節(jié)胚胎和環(huán)境之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)在干燥陸地發(fā)育。正在發(fā)育的爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)胚胎本身和胚外區(qū)域起初并無(wú)明顯差別。隨著胚體逐漸成形，邊緣上皮不均等分裂，產(chǎn)生體褶（bodyfold），把胚胎和卵黃分開(kāi)，并勾畫(huà)出胚胎本身和胚外結(jié)構(gòu)的輪廓。第七十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日體褶是位于中胚層上的外胚層和內(nèi)胚層上皮擴(kuò)展而成的。外胚層和中胚層的混合體常被稱(chēng)為體壁層（somatopleure），形成羊膜（aminion）和絨毛膜（chorionmembrane）；內(nèi)胚層和中胚層的混合體被稱(chēng)為臟壁層（splanchnopleure），形成卵黃囊（yolksac）和尿囊（allantois）。內(nèi)胚層和外胚層作為功能性上皮細(xì)胞發(fā)揮作用，而中胚層的功能則是形成進(jìn)出內(nèi)胚層和外胚層上皮的血液。第七十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2天雞胚的胚外膜第七十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日3天雞胚的胚外膜第七十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日5天雞胚的胚外膜第七十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日9天雞胚的胚外膜第八十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚后端結(jié)構(gòu)示意圖第八十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日羊膜細(xì)胞分泌羊水，因此產(chǎn)于陸地的卵其胚胎仍在水中發(fā)育。爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)都利用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)育，并因此被歸入一大類(lèi)，即羊膜類(lèi)脊椎動(dòng)物。尿囊存貯尿廢物并調(diào)節(jié)氣體交換，是正在發(fā)育的胚胎保存有毒新陳代謝副產(chǎn)物的場(chǎng)所。尿囊膜的中胚層常和絨毛膜的中胚層接觸，并與之融合，產(chǎn)生絨毛-尿囊膜（chorioallantoicmemberane），后者含有極其豐富的血管，對(duì)于雞胚發(fā)育至關(guān)重要。第八十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日2.心臟的發(fā)生形成循環(huán)系統(tǒng)是側(cè)板中胚層最重要的功能之一。循環(huán)系統(tǒng)是發(fā)育過(guò)程中最先行使功能的系統(tǒng)，而心臟是第一個(gè)行使功能的器官。脊椎動(dòng)物的心臟起源于臟壁中胚層的兩個(gè)區(qū)域（心臟原基），分別位于身體的兩側(cè)。這兩個(gè)區(qū)域與周?chē)R近組織的相互作用決定心臟發(fā)育。第八十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心臟發(fā)育的主要階段：預(yù)定心臟形成區(qū)的形成（預(yù)定心臟形成細(xì)胞通過(guò)原條遷移形成心臟原基）。心臟形成細(xì)胞的分化。兩個(gè)心臟原基合攏形成心管。心臟腔室的分隔，心臟四腔形成。第八十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日（1）心原基的形成兩棲類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)是由成對(duì)的預(yù)定心臟形成區(qū)（心臟原基，heartrudiments

）在心臟發(fā)育的后期融合形成心臟。羊膜動(dòng)物胚胎的預(yù)定心臟細(xì)胞在早期原條中發(fā)生，緊隨亨氏節(jié)之后，向下大約延伸到亨氏節(jié)的一半。預(yù)定心臟細(xì)胞通過(guò)原條遷移，在亨氏節(jié)側(cè)面同一水平面形成兩組中胚層細(xì)胞。第八十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心臟形成細(xì)胞前體通過(guò)原條后的遷移，到達(dá)腸管前端的側(cè)壁時(shí)遷移停止。定向遷移的信號(hào)似乎是前腸的內(nèi)胚層提供的。第八十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日隨后預(yù)定心臟細(xì)胞在內(nèi)胚層和外胚層之間向胚胎中部移動(dòng)，并與內(nèi)胚層表面保持緊密接觸。當(dāng)預(yù)定心臟細(xì)胞到達(dá)消化管前端側(cè)壁時(shí)，遷移停止。預(yù)定心臟細(xì)胞遷移的方向似乎為內(nèi)胚層決定，內(nèi)胚層與心區(qū)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)的成分是由前到后呈梯度分布的纖連蛋白（fibronectin）。第八十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心肌中胚層的特化，中胚層各區(qū)在遷移過(guò)程中受不同的決定子調(diào)控。中胚層總是與內(nèi)胚層保持著密切的聯(lián)系。第八十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日早期雞胚心臟細(xì)胞的起源，原條的前后軸模式在心內(nèi)膜和心肌外膜上可見(jiàn)。第八十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日馬蹄形的心臟形成中胚層第九十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心臟形成中胚層包含三種細(xì)胞類(lèi)型的前體第九十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）心臟形成細(xì)胞的分化內(nèi)胚層組織和原條對(duì)于心臟肌肉細(xì)胞的形成起到一定程度的誘導(dǎo)作用。在前部?jī)?nèi)胚層表達(dá)的Cerberus蛋白和BMP2可能是心臟形成細(xì)胞的誘導(dǎo)因子，它們通過(guò)誘導(dǎo)其臨近心區(qū)細(xì)胞的Nkx2-5轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)而使這些細(xì)胞變成心臟形成細(xì)胞。Nkx2-5在心臟發(fā)生中的作用在不同種屬之間都相當(dāng)保守。人的Nkx2-5基因的突變將導(dǎo)致先天性心臟發(fā)育缺陷。第九十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日Nkx2-5指導(dǎo)中胚層的細(xì)胞變成心臟細(xì)胞需要激活許多相關(guān)的下游轉(zhuǎn)錄因子，特別是GATA家族蛋白和MEF2家族蛋白。通過(guò)這些轉(zhuǎn)錄因子的共同作用，從而激活了心臟肌肉的特異蛋白的表達(dá)。心區(qū)細(xì)胞命運(yùn)的限定是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，心室的細(xì)胞首先得到限定，然后才是心房的細(xì)胞。第九十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日兩個(gè)心臟原基的細(xì)胞獨(dú)立發(fā)生心肌細(xì)胞的分化。心臟原基細(xì)胞表達(dá)N-cadherin，并向一起遷移，組成了成心上皮層。然后上皮內(nèi)的一小部分細(xì)胞下調(diào)N-cadherin的表達(dá)，并從上皮分離，形成心內(nèi)膜。剩余的上皮細(xì)胞形成心肌層。至此，預(yù)定心臟細(xì)胞形成一個(gè)雙壁管，里面一層為心內(nèi)膜（endocardium）外面一層為心肌外膜（epimyocardium）。心內(nèi)膜形成心臟內(nèi)層襯里，心肌外膜形成心臟肌肉層，為機(jī)體終生泵血。第九十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日（3）心管的形成隨著神經(jīng)胚形成的不斷進(jìn)行，臟壁中胚層形成皺褶將前腸包裹。臟壁中胚層向內(nèi)形成皺褶的運(yùn)動(dòng)將心臟兩個(gè)雙壁管帶到一起，最終心肌外膜合并成一根管。兩個(gè)心內(nèi)膜短時(shí)間內(nèi)位于同一個(gè)腔內(nèi)，但它們終將融合在一起。至此，原先成對(duì)的體腔合并成一個(gè)，心臟位于其中。阻止側(cè)板中胚層的合并將導(dǎo)致發(fā)生心臟斷裂（cardiabifida），即在身體兩側(cè)形成分裂的心臟。第九十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚心臟的形成1。A，25小時(shí)；B，26小時(shí)第九十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚心臟的形成2。C，28小時(shí)；D，29小時(shí)第九十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心管形成過(guò)程中，Xin蛋白染色示預(yù)定心肌細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)。第九十八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日A，左右心原基融合形成一根心管；B，阻止側(cè)板中胚層的合并將導(dǎo)致發(fā)生心臟斷裂（cardiabifida）。第九十九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心臟形成的下一步是心內(nèi)膜管融合，形成單個(gè)心房。心內(nèi)膜后端未融合的部分成為卵黃靜脈（vitellineveins）進(jìn)入心臟的通路。卵黃靜脈從卵黃輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)到靜脈竇（sinusvenous）。血液通過(guò)心臟的瓣膜進(jìn)入心臟的心房區(qū)（atrialregion），而動(dòng)脈干（truncusarteriosus）的收縮使血液加速流入主動(dòng)脈（aorta）。心臟收縮的起搏器是靜脈竇，即使在復(fù)雜的瓣膜形成之前心臟就能泵血。第一百頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日（4）心腔的形成最初的心臟是具有一個(gè)心房和一個(gè)心室的雙腔管。當(dāng)心肌細(xì)胞產(chǎn)生一種因子（可能是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β3）導(dǎo)致毗鄰的心內(nèi)膜細(xì)胞脫離并進(jìn)入兩者之間含有豐富透明質(zhì)的心膠質(zhì)（cardiacjelly）時(shí)，心內(nèi)膜墊（endocardialcushion）形成，把心臟雙腔管分成左右房室管。同時(shí)原始心房被向心內(nèi)膜墊生長(zhǎng)的的兩個(gè)心房隔膜分隔開(kāi)。心室的分隔是由向心內(nèi)膜墊生長(zhǎng)的心室隔膜完成的，至此心臟變成4個(gè)腔的結(jié)構(gòu)。第一百零一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人胚胎心腔的形成。A，4.5周人胚胎心臟切面；B，出生前人胎兒心臟切面圖第一百零二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人心臟發(fā)育圖解人胚胎發(fā)育至15天時(shí)，心臟原基形成新月?tīng)睿R蹄形），此時(shí)心臟的主要區(qū)域已發(fā)生特化；馬蹄形的兩臂沿身體中線合攏，形成心管，形成各腔室沿身體前后軸排列的模式。第一百零三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人心臟形成圖解經(jīng)過(guò)彎曲（looping）心臟腔室的排列已接近它們最終的位置；以后的發(fā)育過(guò)程中心臟四腔的模式逐漸形成，心房和心室之間形成瓣膜。第一百零四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人3周齡胚胎心腔的形成第一百零五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日心臟開(kāi)始形成時(shí)左右對(duì)稱(chēng)，隨著發(fā)育的進(jìn)行出現(xiàn)左右極性。研究表明，脾臟的存在和心臟的左側(cè)存在關(guān)聯(lián)。目前對(duì)心臟左右不對(duì)稱(chēng)的機(jī)制了解還不多。在胚胎發(fā)育早期，心臟形成細(xì)胞外基質(zhì)蛋白彎曲素（flectin）的不對(duì)稱(chēng)沉淀可能導(dǎo)致心臟的一側(cè)發(fā)育有別于另一側(cè)。第一百零六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日3.血管的形成血管形成是生理限制、物理限制和進(jìn)化限制協(xié)調(diào)統(tǒng)一的產(chǎn)物。由中胚層形成血管稱(chēng)為血管形成（vasculogenesis）。雞胚有兩種成血管細(xì)胞。第一種是腦區(qū)軸旁中胚層提供形成頭部血管的成血管細(xì)胞。第二種成血管細(xì)胞來(lái)自臟壁中胚層，它們移居到內(nèi)臟器官、腸和主動(dòng)脈基底部。第一百零七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日臟壁中胚層細(xì)胞的侵入是羊膜發(fā)育的關(guān)鍵一步，因?yàn)槁腰S囊成簇排列的血管生成細(xì)胞即血島（bloodisland）形成卵黃靜脈，向胚體輸送營(yíng)養(yǎng)，并負(fù)責(zé)氣體進(jìn)出交換。基膜能啟動(dòng)血管中的細(xì)胞分化為不同的類(lèi)型。血島中央的細(xì)胞分化成胚胎血細(xì)胞。隨著血島生長(zhǎng)，它們最終融合形成毛細(xì)血管網(wǎng)，逐漸消失于卵黃靜脈中，而卵黃靜脈把食物和血細(xì)胞運(yùn)輸?shù)叫滦纬傻男呐K中。第一百零八頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日血管形成首先見(jiàn)于卵黃囊壁上，未分化的間質(zhì)細(xì)胞聚集形成形成細(xì)胞簇。第一百零九頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日血管形成細(xì)胞簇（血島）的形成第一百一十頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日血管形成中央細(xì)胞形成胚胎血細(xì)胞，外層細(xì)胞形成血管內(nèi)皮細(xì)胞。第一百一十一頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日有三種生長(zhǎng)因子可能參與血管形成的啟動(dòng)。第一種是堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF2），為中胚層細(xì)胞形成成血管細(xì)胞所必需。第二種是血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF），VEGF能特異性地促進(jìn)成血管細(xì)胞分化，并促進(jìn)成血管細(xì)胞分裂增殖，形成血管內(nèi)皮。第三種是血管生成素angiopoietin-1，能調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌之間的相互作用。第一百一十二頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日血管形成并非生成血管的唯一途徑，由原先存在的血管增殖而形成新血管的方式稱(chēng)為血管的生長(zhǎng)（angiogenesis）。如在肢芽、腎和大腦等器官中，現(xiàn)存血管能迅速生長(zhǎng)，并把內(nèi)皮細(xì)胞送到正在發(fā)育的器官中。血管生長(zhǎng)對(duì)任何組織的生長(zhǎng)，包括腫瘤的生長(zhǎng)都是至關(guān)重要的。腫瘤分泌血管生長(zhǎng)因子，使血管改變方向進(jìn)入自身。抑制血管生長(zhǎng)因子的形成可能有助于阻止腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。第一百一十三頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚翅芽早期發(fā)育時(shí)血管系統(tǒng)的形成

雞前肢器官形成區(qū)分泌血管形成因子，促進(jìn)器官形成區(qū)內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂，并遷移到器官形成區(qū)。VEGF也能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞從器官表面現(xiàn)存血管中遷移到前肢器官中。四肢血管化的程度和肢芽中VEGF水平相關(guān)，VEGF表達(dá)的時(shí)空模式與血管進(jìn)入腎和大腦的時(shí)間和地點(diǎn)非常一致。第一百一十四頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚翅芽早期發(fā)育時(shí)血管系統(tǒng)的形成（血管生長(zhǎng)）1第一百一十五頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日雞胚翅芽早期發(fā)育時(shí)血管系統(tǒng)的形成（血管生長(zhǎng)）2第一百一十六頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日44小時(shí)雞胚的循環(huán)系統(tǒng)。示終竇（sinusterminalis）是循環(huán)系統(tǒng)的外圍限制和血細(xì)胞的產(chǎn)生點(diǎn)。第一百一十七頁(yè)，共一百三十三頁(yè)，2022年，8月28日人4周齡胚胎的循環(huán)系統(tǒng)第一百一十八