器官系統(tǒng)發(fā)生的奠定

器官系統(tǒng)發(fā)生的奠定第1頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容脊椎動物器官系統(tǒng)發(fā)生的奠定節(jié)肢動物體節(jié)的形成與分化第2頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類都具有相同的器官發(fā)生模式：

外胚層：神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚；

中胚層：結(jié)締組織、血細胞、心臟、泌尿系統(tǒng)、大部分內(nèi)臟器官。

內(nèi)胚層：呼吸系統(tǒng)和消化管。(圖4.1.1哺乳動物三胚層發(fā)育命運圖)Hox基因和胚胎前后軸向上的進一步分化胚胎背腹與左右方向上的分化第3頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）表皮和皮膚結(jié)構(gòu)起源表皮細胞的起源：表皮細胞胎皮（胚胎的臨時性保護結(jié)構(gòu)，最終脫落）基底層（生發(fā)層）棘層馬爾皮基層顆粒層色素細胞角質(zhì)細胞第4頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月表皮發(fā)育與兩種生長因子密切相關(guān)。一種是轉(zhuǎn)化生長因子α（TGFα）。是一種自分泌生長因子，由基底層細胞自身合成分泌并作用于基底層細胞。能促進基底層細胞的自身分裂。

在馬爾皮基層形成的角質(zhì)細胞和色素細胞大約需8周到達角質(zhì)層，并可以再角質(zhì)層存活約2周時間。

銀屑?。捍婊?天，TGFα過度表達。第5頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月與表皮發(fā)育有關(guān)的另一種生長因子是角質(zhì)細胞生長因子（KGF），也稱為成纖維細胞生長因子-7（FGF-7）。由成纖維細胞產(chǎn)生，是一種外分泌生長因子，能調(diào)節(jié)基底層細胞增殖。第6頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）

中胚層脊椎動物中胚層的分化對于器官和系統(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。脊椎動物中胚層的分化發(fā)育與神經(jīng)胚的形成幾乎是同時進行，相互促進的，而神經(jīng)胚發(fā)育的完成又為中胚層的進一步發(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)。中胚層發(fā)育的主要特征：區(qū)域化和集約化。第7頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)胚期，中胚層分為5部分脊索中胚層：脊索背部體節(jié)中胚層：近軸中胚層，體節(jié)和神經(jīng)管兩側(cè)的中胚層細胞；背部結(jié)締組織（骨、肌肉、軟骨、真皮）中間中胚層：泌尿器官、生殖器官側(cè)中胚層：體腔上皮、心臟、血管、血細胞、胚胎外膜，除肌肉外四肢所有中胚層成分。頭部中胚層：面部結(jié)締組織及肌肉（P83圖4.2.1雞胚胎發(fā)育中的中胚層分化）第8頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1.近軸中胚層和體節(jié)分化：（1）近軸中胚層→體節(jié)近軸中胚層：脊索兩側(cè)加厚的中胚層體節(jié)：體節(jié)的作用：當(dāng)原條退化時，神經(jīng)褶開始向胚胎中央合攏時，軸旁中胚層被分隔成一團團細胞塊。決定神經(jīng)嵴細胞和脊神經(jīng)軸突的遷移途徑體節(jié)數(shù)目通常是發(fā)育進程的最佳指標(biāo)當(dāng)原條退化時，神經(jīng)褶開始向胚胎中央合攏時，軸旁中胚層被分隔成一團團細胞塊。第9頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2.體節(jié)小體和體節(jié)形成過程過程和纖連蛋白（fibronectin）和N-細胞選擇蛋白（N-cadherin）有關(guān)蛋白受notch1和paraxis的調(diào)控從軸旁中胚層的前端依次形成輪狀的體節(jié)小體，松散的間充質(zhì)變成致密的上皮性結(jié)構(gòu)，體節(jié)小體轉(zhuǎn)變成體節(jié)。第13頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月缺陷型第14頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3.體節(jié)細胞的分化在體節(jié)最初形成時，各部位的細胞在發(fā)育潛能上是等同的，隨著體節(jié)成熟，各區(qū)定型。體節(jié)腹中部細胞：生骨節(jié)→脊椎骨軟骨細胞→脊椎、肋骨、軟骨、韌帶體節(jié)側(cè)面細胞生皮肌節(jié)生皮節(jié)：背部皮膚真皮

受NT-3誘導(dǎo)。生肌節(jié)：椎骨肌肉軸上肌受wnt誘導(dǎo)軸下肌受Wnt和BMP-4聯(lián)合誘導(dǎo)四肢和體壁肌肉的前體細胞第15頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月生皮節(jié)第19頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月影響體節(jié)分化的因子由脊索和神經(jīng)管底板分泌SHH（Sonichedgehog）蛋白→誘導(dǎo)生骨節(jié)來自神經(jīng)管頂端和背部外胚層分泌產(chǎn)生的Wnt、BMP4誘導(dǎo)產(chǎn)生MyoD、Myf5等基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子→誘導(dǎo)生肌節(jié)皮節(jié)的分化因子是神經(jīng)管的分泌產(chǎn)物NT-3。第20頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)管生骨節(jié)脊索側(cè)中胚層真皮背大動脈體壁肌軸上肌體壁肌真皮軸上肌背部外胚層側(cè)中胚層第21頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)管軸上肌肉細胞中央背中胚層生皮肌節(jié)真皮側(cè)面四肢肌肉側(cè)中胚層生骨節(jié)生骨節(jié)第22頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、側(cè)中胚層的分化與心臟發(fā)生的決定位置：中間中胚層的外側(cè)水平劃分：背側(cè)的體中胚層腹側(cè)的內(nèi)臟中胚層在胚胎發(fā)育的后期，左邊和右邊體腔融合，并從體中胚層伸出皺褶，將體腔分成分離的胸腔、腹腔。第23頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)管神經(jīng)板脊索內(nèi)胚層中腸體節(jié)體節(jié)中胚層臟壁中胚層側(cè)中胚層神經(jīng)嵴體腔第24頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)管體節(jié)體腔原腸卵黃切割取下胚胎原腸卵黃第25頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月心臟內(nèi)臟中胚層對胚胎發(fā)育的最大貢獻之一是形成循環(huán)系統(tǒng)，心臟是第一個發(fā)揮功能的器官。形成過程亨氏節(jié)后方細胞→預(yù)定心臟細胞→向前遷移到前腸兩側(cè)→兩個原基融合（融合時，心臟開始搏動）成直管狀心臟→扭曲成S形→產(chǎn)生隔膜，形成四室結(jié)構(gòu)第26頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三、內(nèi)胚層1、咽消化管道及消化器官內(nèi)胚層→原腸→咽呼吸器官中胚層→消化管肌肉第29頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月咽囊水生動物的咽囊→鰓哺乳類4對咽囊：第一對：中耳室、咽鼓管第二對：扁桃體、甲狀腺第三對：胸腺、一對甲狀旁腺第四對：另一對甲狀旁腺第30頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2、消化管咽后部，消化管緊縮成食管、胃、小腸、大腸前腸伸出一管狀—肝盲囊→肝臟；一個分支→膽囊胃后腸管產(chǎn)生背部盲囊、腹部盲囊→胰腺肝、胰的發(fā)育受間充質(zhì)的誘導(dǎo)作用第31頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3、呼吸管道的分化第四對咽囊之間的喉氣管溝向腹面延伸、分支→兩個支氣管、肺的內(nèi)表皮（和中胚層的相互作用）第33頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月四、Hox基因和胚胎前—后軸向上的進一步分化爪蟾尾芽期胚胎的前后軸、背腹軸和左右軸（中側(cè)軸），互成垂直角度。第34頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1、Hox基因簇的組織方式同一染色體上的不同的Hox基因構(gòu)成一個同源異形基因簇。同一號數(shù)位于不同染色體上的基因合稱為平行進化同源異形基因組，與果蠅一樣，不同Hox基因在染色體上的排列順序與它們在體軸上表達的前后順序是一致的，但與果蠅不同的是，在結(jié)構(gòu)上各Hox基因之間不組成復(fù)合體。第35頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2、Hox基因在胚胎神經(jīng)系統(tǒng)和軀體中的表達圖案Hox基因的順序表達Hox基因在小鼠體節(jié)中的表達前后枕椎頸椎胸椎腰椎骶椎尾椎第36頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3、對脊椎動物Hox基因功能的研究同一Hox基因簇中的不同基因組成一組，它們的協(xié)同作用對于完成個體前后軸向上的區(qū)域分化是必須的。處在同一排列位置上的不同Hox平行進化同源異形基因組成另一組，負責(zé)同一區(qū)域中的側(cè)向分化。第37頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月4、Hox基因的表達調(diào)控作用最顯著的成分視黃酸（RA）第38頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月5、Hox基因?qū)ι镞M化的啟示不同物種在解剖上相去甚遠，但Hox基因指導(dǎo)身體各區(qū)段脊椎的分化上高度一致。如頸-胸分化都發(fā)生在Hox5-Hox6基因差異表達的界面上……。P92圖4.2.16P93圖4.2.17

果蠅和小鼠沿體軸方向上Hox基因表達對照。第39頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月五、胚胎背-腹與左-右方向上的分化背-腹：鳥類：分化源于胚胎發(fā)育早期下胚層細胞的定位哺乳類：分化源于內(nèi)細胞團在囊胚腔的定位。以后脊索和神經(jīng)管的形成進一步發(fā)展了背腹軸的分化。左-右（小鼠）方向：iv：心臟定位（lefty\nodal基因表達兩側(cè)或停止）inv：左右不對稱定位（lefty\nodal基因表達錯位）雞：

shh：開始對稱表達于原節(jié)，數(shù)小時后表達左側(cè)。24h后停止，左側(cè)出現(xiàn)nodal基因表達。ActRIIa：表達右側(cè)（雞P94圖4.2.19P95.圖4.2.20）（P93圖4.2.18）第40頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月爪蟾的nodal-相關(guān)基因-1（Xnr-1）的表達區(qū)域僅限于原腸胚左側(cè)，Xnr-1激活pitx-2在胚胎左側(cè)專一性表達。VG1蛋白可以增加胚胎左右對稱的特化，異位表達VG1可導(dǎo)致胚胎左右逆轉(zhuǎn)。第41頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)肢動物體節(jié)的形成與分化果蠅體節(jié)的形成與分化受3組基因的控制：間隙基因；成對規(guī)則基因；體節(jié)極化基因。3組基因調(diào)控逐級進行。體節(jié)：14條ftz基因和eve基因條帶相間表達。每一條帶進一步區(qū)分前后兩個部分，前一條帶后半部分與后一條帶前半部分組成一個體節(jié)。第42頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月果蠅沿前后軸、背腹軸和中側(cè)軸建立形體模式。頭節(jié)胸節(jié)腹節(jié)尾部原頭尾節(jié)羊漿膜背側(cè)外胚層腹側(cè)外胚層中胚層預(yù)定后端腸道內(nèi)胚層預(yù)定前端腸道內(nèi)胚層胸第43頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1、體節(jié)的形成間隙基因（gapgene）成對規(guī)則基因（pair-rulegene）體節(jié)極化基因（segmentpolaritygene）P96頁表4.3.1控制果蠅體節(jié)分化的基因第44頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月母體效應(yīng)基因控制間隙基因的活化，不同濃度間隙基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物引起成對規(guī)則基因（pair-rulegene）的表達，形成與前后軸垂直的14條表達帶。成對控制基因蛋白質(zhì)產(chǎn)物激活體節(jié)極化基因（segmentpolaritygene）的轉(zhuǎn)錄，進一步將胚胎劃分為14個體節(jié)。間隙基因、成對規(guī)則基因以及體節(jié)極化基因共同調(diào)節(jié)同源異形選擇者基因（homeoticgene）的表達，決定每個體節(jié)的發(fā)育命運。果蠅體節(jié)的形成過程第45頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月A，母源性轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控間隙基因的轉(zhuǎn)錄；B，母源性轉(zhuǎn)錄因子在確定間隙基因表達位置時發(fā)揮重要作用。第46頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月不同組的基因順序表達沿前后軸建立身體的模式。母源性基因間隙基因合子基因成對規(guī)則基因同源異形選擇者基因體節(jié)極化基因第47頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月功能：（每一副體節(jié)包含前一體節(jié)的后半部和后一體節(jié)的前半部）表達特點：間隙基因（gap

gene）表達區(qū)較寬，每個區(qū)域?qū)挾认喈?dāng)于3個體節(jié)，且有重疊編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子將胚體由前向后劃分出14個副體節(jié)第48頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月hunchback可開啟一些間隙基因如giant、krüppel和knips等基因的表達。間隙基因按一定順序沿前后軸進行表達。第49頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月krüppel基因的活性受hunchback蛋白的控制。母體的第50頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月間隙基因的作用方式：既可以在一定的帶區(qū)活化基因表達，又可同時抑制其他表達帶區(qū)的形成。第51頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月功能：表達特點：成對規(guī)則基因（pair-rulegene)將gapgene確定的區(qū)域進一步分成體節(jié)是胚胎出現(xiàn)分節(jié)的最早標(biāo)志囊胚期表達表達區(qū)域以兩個體節(jié)為單位且具有周期性，在相互間隔的一個副體節(jié)中表達。受gapgene調(diào)控第52頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月果蠅胚胎進行細胞化之前成對規(guī)則基因even-skipped

（blue）和fushitarazu（brown）的條紋狀表達模式。第53頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月間隙基因蛋白對even-skipped基因表達的調(diào)控。第54頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月體節(jié)極化基因（segmentpolaritygene）功能：果蠅晚期胚胎和幼體的每個體節(jié)由前一副體節(jié)的后區(qū)和后一副體節(jié)的前區(qū)構(gòu)成表達特點：將體節(jié)再分成更小的條紋囊胚期表達在每一體節(jié)的特定區(qū)域表達：engrailed（en）、hedgehog

（hh）在每一副體節(jié)最前端的一列細胞中表達，wingless（wg）基因在每一副體節(jié)的最后一列細胞中表達，表達界限正好確立了副體節(jié)的界線；受gapgene、pair-rulegene調(diào)控第55頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月Engrailed在每一副體節(jié)最前端的一列細胞中表達，確立了每一副體節(jié)的界限。第56頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月體節(jié)極性基因的表達區(qū)域體節(jié)界限前區(qū)后區(qū)第57頁，課件共65頁，創(chuàng)作于