生殖細(xì)胞的發(fā)生課件

第一章生殖細(xì)胞(germcells)的發(fā)生第一節(jié)原始生殖細(xì)胞第二節(jié)精子發(fā)生第三節(jié)卵子發(fā)生第一章生殖細(xì)胞(germcells)的發(fā)生第一節(jié)1生殖細(xì)胞（配子gamete)體細(xì)胞（somaticcells)合子（zygote生命周期（lifecycle)生殖細(xì)胞（配子gamete)2生殖細(xì)胞的發(fā)生課件3第一節(jié)

原始生殖細(xì)胞

（primordialgermcells,PGCs)原始生殖細(xì)胞（primordialgermcells,PGCs)生殖腺原基（genitalanlage）生殖質(zhì)（germplasm)第一節(jié)

原始生殖細(xì)胞

（primordialgermc4在胚胎發(fā)育初期生殖細(xì)胞就已經(jīng)決定的動(dòng)物，其生殖細(xì)胞來(lái)源于它的前體——原生殖細(xì)胞(primordialgermcell，簡(jiǎn)稱PGC，復(fù)數(shù)為PGCs)。這些原生殖細(xì)胞只有經(jīng)過(guò)遷移，進(jìn)入發(fā)育中的生殖腺原基(genitalanlage)——生殖嵴(genitalridge)才能分化成為生殖細(xì)胞在胚胎發(fā)育初期生殖細(xì)胞就已經(jīng)決定的動(dòng)物，其生殖細(xì)胞來(lái)源于它的5一、生殖質(zhì)——原始生殖細(xì)胞秀麗線蟲(chóng)（Caenorhabditiselegans）果蠅（Drosophilamelanogaster）爪蟾（Xenopuslaevis）小鼠（Mouse）等一、生殖質(zhì)——原始生殖細(xì)胞秀麗線蟲(chóng)（Caenorhabdit6線蟲(chóng)

P顆粒Pie－1

PIE－1線蟲(chóng)

P顆粒Pie－1

PIE－17果蠅極質(zhì)（Poleplase）（determinantforgermcell）移植果蠅極質(zhì)引起生殖細(xì)胞分化UV照射實(shí)驗(yàn)果蠅極質(zhì)（Poleplase）（determinantf8母體效應(yīng)基因

（maternaleffect

gene），共8個(gè)bicoidandoskar

(對(duì)生殖質(zhì)的形成和裝備起到極其重要的作用,oskar

mRNA定位于卵子的后極。在oskermRNA的3′末端非翻譯區(qū)內(nèi)含有其定位信號(hào)，在微管的作用下可以準(zhǔn)確的定位母體效應(yīng)基因

（maternaleffectgene），9二、原始生殖細(xì)胞的遷移1.兩棲類原始生殖細(xì)胞的遷移生殖質(zhì)（植物極質(zhì)膜下）→囊胚腔底部卵裂球間的分裂溝附近→原腸底部?jī)?nèi)胚層（PGCs）,通過(guò)腸壁內(nèi)胚層的側(cè)面→背腸系膜（是連接腸壁與中胚層器官形成區(qū)域的紐帶）→生殖嵴二、原始生殖細(xì)胞的遷移1.兩棲類原始生殖細(xì)胞的遷移102.哺乳動(dòng)物原始生殖細(xì)胞的遷移堿性磷酸酶免疫組化染色原條后部胚外中胚層（7d）中有8個(gè)較大的PGCs→尿囊與后腸發(fā)生聚集

→卵黃囊附近再分成兩群→后腸遷移到背腸系膜→兩側(cè)生殖嵴（11d，2500-5000個(gè)）Invitro生殖嵴分泌的彌散性分子可吸引PGC的遷移和促進(jìn)其有絲分裂的能力2.哺乳動(dòng)物原始生殖細(xì)胞的遷移堿性磷酸酶免疫組化染色11哺乳動(dòng)物原始

生殖細(xì)胞的遷移哺乳動(dòng)物原始

生殖細(xì)胞的遷移123.鳥(niǎo)類和爬行類原始生殖細(xì)胞的遷移外胚層細(xì)胞（PGCs）明區(qū)中部生殖新月（germinalcrescent）（明區(qū)前緣與暗區(qū)交界處）血液循環(huán)生殖嵴3.鳥(niǎo)類和爬行類原始生殖細(xì)胞的遷移外胚層細(xì)胞（PGCs）13PGCs停留毛細(xì)血管壁，同時(shí)毛細(xì)血管壁的內(nèi)皮細(xì)胞可能具有一些特殊成分使PGCs吸附其上，這種吸引作用沒(méi)有種的特異性PGCs停留毛細(xì)血管壁，同時(shí)毛細(xì)血管壁的內(nèi)皮細(xì)胞可能具有一些14*減數(shù)分裂PGCs有絲分裂進(jìn)行增殖減數(shù)分裂開(kāi)始分化*減數(shù)分裂PGCs有絲分裂進(jìn)行增殖15原生殖細(xì)胞進(jìn)入生殖腺原基后不斷地進(jìn)行有絲分裂，產(chǎn)生生殖干細(xì)胞后代。由生殖干細(xì)胞分化成為雌性配子或雄性配子，必須經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂(meiosis)，使染色體數(shù)目由雙倍體變成單倍體。生殖細(xì)胞于最后一次有絲分裂之后，核DNA繼續(xù)合成并復(fù)制一次，因此在減數(shù)分裂開(kāi)始前的細(xì)胞中，核內(nèi)DNA的含量是正常體細(xì)胞的2倍，每條染色體內(nèi)都有兩條由中心粒相連的姐妹染色單體。在第一次減數(shù)分裂中，同源染色體配對(duì)，然后分離并分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，每個(gè)子細(xì)胞含有由兩條姐妹染色單體組成的一條同源染色體。第二次減數(shù)分裂則把每條染色體中的兩條姐妹染色單體分別分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。原生殖細(xì)胞進(jìn)入生殖腺原基后不斷地進(jìn)行有絲分裂，產(chǎn)生生殖干細(xì)胞16生殖細(xì)胞的發(fā)生課件17三、生殖細(xì)胞定向分化的決定遷入生殖腺的PGCs具有兩種潛能，由生殖腺微環(huán)境決定分化為精子或卵子（移植實(shí)驗(yàn))。雌雄同體的秀麗線蟲(chóng)為研究這種決定機(jī)制的最佳實(shí)驗(yàn)材料。在此涉及兩種決定：①進(jìn)行有絲分裂或減數(shù)分裂？②形成精子或卵子？三、生殖細(xì)胞定向分化的決定遷入生殖腺的PGCs具有兩種潛能，18（1）秀麗線蟲(chóng)生殖腺末端有一個(gè)不分裂的細(xì)胞稱為遠(yuǎn)端細(xì)胞（distaltipcell)，靠近它的生殖細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂形成生殖干細(xì)胞庫(kù)；遠(yuǎn)離遠(yuǎn)端細(xì)胞的生殖細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。切除遠(yuǎn)端細(xì)胞則所有細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。（2）在秀麗線蟲(chóng)的卵精巢(ovotestis)中，進(jìn)行減數(shù)分裂的，先形成的最遠(yuǎn)端的細(xì)胞形成卵子，而近端的細(xì)胞形成精子。（1）秀麗線蟲(chóng)生殖腺末端有一個(gè)不分裂的細(xì)胞稱為遠(yuǎn)端細(xì)胞（di19秀麗線蟲(chóng)

最遠(yuǎn)端的細(xì)胞秀麗線蟲(chóng)

最遠(yuǎn)端的細(xì)胞20第二節(jié)精子發(fā)生(spermatogenesis)

一、精子發(fā)生雄性生殖腺原基（PGCs）→性索→生精小管（生精細(xì)胞、支持細(xì)胞（Sertolicells)）精原細(xì)胞(spermatogonium)

A1→A2→A3→A4→過(guò)渡型精原細(xì)胞→B(有絲分裂)初級(jí)精母細(xì)胞(primaryspermeto-cyte)(開(kāi)始減數(shù)分裂)次級(jí)精母細(xì)胞(secondaryspermatocyte)精子細(xì)胞(spermatid)：合胞體(syncytium)、細(xì)胞間橋）精子形成→精子第二節(jié)精子發(fā)生(spermatogenesis)

一、21生精細(xì)胞包括精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞、精子細(xì)胞和精子。在青春期前，生精小管管腔很小或缺如，管壁中只有支持細(xì)胞和精原細(xì)胞。自青春期開(kāi)始，在垂體促性腺激素的作用下，生精細(xì)胞不斷增殖分化，形成精子，生精小管壁內(nèi)可見(jiàn)不同發(fā)育階段的生精細(xì)胞。從精原細(xì)胞至形成精子的過(guò)程稱精子發(fā)生（spermatogenesis）。生精細(xì)胞包括精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞、精子細(xì)胞和22支持細(xì)胞有多方面的功能：1、它對(duì)生精細(xì)胞起支持和營(yíng)養(yǎng)作用，其微絲和微管的收縮可使不斷成熟的生精細(xì)胞向腔面移動(dòng)，并促使精子釋放入管腔。2、精子形成過(guò)程中脫落下來(lái)的殘余胞質(zhì)，可被支持細(xì)胞吞噬和消化。3、支持細(xì)胞分泌的少量液體有助于精子的運(yùn)送，分泌物中含有一種抑制素，它可抑制垂體前葉合成和分泌卵泡刺激素。支持細(xì)胞有多方面的功能：1、它對(duì)生精細(xì)胞起支持和營(yíng)養(yǎng)作用，其234、支持細(xì)胞可使雄激素結(jié)合蛋白（androgenbindingprotein,ABP）與雄激素結(jié)合，以保持生精小管內(nèi)雄激素的水平，促進(jìn)精子發(fā)生。5、支持細(xì)胞緊密連接參與構(gòu)成的血-生精小管屏障，可阻止某些物質(zhì)進(jìn)出生精上皮，形成并維持有利于精子發(fā)生的微環(huán)境，還能防止精子抗原物質(zhì)逸出到生精小管外而發(fā)生自體免疫反應(yīng)。4、支持細(xì)胞可使雄激素結(jié)合蛋白（androgenbindi24哺乳動(dòng)物精子發(fā)生過(guò)程哺乳動(dòng)物精子發(fā)生過(guò)程25哺乳動(dòng)物生精小管哺乳動(dòng)物生精小管26哺乳動(dòng)物生精小管哺乳動(dòng)物生精小管27哺乳動(dòng)物生精小管哺乳動(dòng)物生精小管28二、精子形成(spermiogenesis)

頂體（acrosome）小鼠從生殖干細(xì)胞到成熟精子約需34.5d,精原細(xì)胞階段8d，減數(shù)分裂持續(xù)13天，精子形成13.5d。人類精子發(fā)育需要74d才能完成。二、精子形成(spermiogenesis)

頂體（acro29精子形成精子形成30三、精子發(fā)生的基因表達(dá)調(diào)控1、果蠅燈刷狀Y染色體5個(gè)DNA環(huán)→精子尾部2、精子運(yùn)動(dòng)和精卵結(jié)合相關(guān)蛋白質(zhì)⑴β2－微管蛋白：減數(shù)分裂紡錘絲、鞭毛軸絲、線粒體拉長(zhǎng)相關(guān)蛋白β3－微管蛋白⑵海膽結(jié)合蛋白（bindin）3、貯存性mRNA：LDH－X、魚(yú)精蛋白4、修飾組蛋白：N－末端磷酸化5、單倍體階段轉(zhuǎn)錄兩種類型精子三、精子發(fā)生的基因表達(dá)調(diào)控1、果蠅燈刷狀Y染色體5個(gè)DNA環(huán)31生殖細(xì)胞的發(fā)生課件32染色體螺旋化染色體螺旋化33染色體進(jìn)一步螺旋化（體細(xì)胞和精子）染色體進(jìn)一步螺旋化（體細(xì)胞和精子）34第三節(jié)卵子發(fā)生（oogenesis）一、卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂卵子發(fā)生和精子發(fā)生（可運(yùn)動(dòng)核）的異同PGCs→卵原細(xì)胞→初級(jí)→次級(jí)卵母細(xì)胞（oocyte）+1st極體（polarbodies)→卵（egg）（細(xì)胞質(zhì)庫(kù)）+2nd極體孤雌生殖第三節(jié)卵子發(fā)生（oogenesis）一、卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂35人類卵巢中生殖細(xì)胞數(shù)目的變化人類卵巢中生殖細(xì)胞數(shù)目的變化36二、兩棲類的卵子發(fā)生卵原細(xì)胞→卵母細(xì)胞（卵黃形成前期－小生長(zhǎng)期、卵黃形成期－大生長(zhǎng)期）→卵卵黃發(fā)生:卵黃蛋白原（vitellogenin，由肝臟合成）→血液→卵巢→卵巢濾泡細(xì)胞→卵母細(xì)胞卵黃小板：卵黃高磷蛋白和卵黃磷脂蛋白極性、卵軸（eggaxis）、皮層、內(nèi)質(zhì)細(xì)胞骨架：vgImRNA卵子發(fā)生的激素調(diào)控卵子成熟：生發(fā)泡（germinalvesicle）（核膜）破裂排卵二、兩棲類的卵子發(fā)生卵原細(xì)胞→卵母細(xì)胞（卵黃形成前期－小生37豹蛙卵的生長(zhǎng)豹蛙卵的生長(zhǎng)38卵黃小板動(dòng)－植物極極性建立卵黃小板動(dòng)－植物極極性建立39卵成分的梯度分布－卵軸卵成分的梯度分布－卵軸40三、減數(shù)分裂的阻斷和繼續(xù)三、減數(shù)分裂的阻斷和繼續(xù)41細(xì)胞周期與促成熟因子（MPF）和細(xì)胞周期蛋白（cyclin）細(xì)胞周期與促成熟因子（MPF）和細(xì)胞周期蛋白（cyclin）42四、卵母細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄細(xì)胞質(zhì)庫(kù)rRNA（核仁rDNA）mRNA（燈刷染色體）tRNA5sRNA四、卵母細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄細(xì)胞質(zhì)庫(kù)43燈刷染色體（lampbrushchromasomes)燈刷染色體（lampbrushchromasomes)44燈刷染色體（lampbrushchromasomes)燈刷染色體（lampbrushchromasomes)45五、昆蟲(chóng)（果蠅）具營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的卵子發(fā)生卵巢的生殖系干細(xì)胞生殖干細(xì)胞成包囊細(xì)胞（cystoblast)：經(jīng)4次有絲分裂16個(gè)包囊細(xì)胞（cysto-cytes）的包囊（cyst)→

15個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞（nursecells)（多倍體）→1個(gè)卵母細(xì)胞（四環(huán)管）五、昆蟲(chóng)（果蠅）具營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的卵子發(fā)生卵巢的生殖系干細(xì)胞46果蠅mRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)

（bicoidmRNA放射自顯影）果蠅mRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)

（bicoidmRNA放射自顯影）47果蠅——

卵黃蛋白合成與調(diào)節(jié)和卵的極性相關(guān)結(jié)構(gòu)腦、咽側(cè)體、脂肪體、卵巢激素神經(jīng)釋放激素、保幼激素水平、蛻皮素果蠅——

卵黃蛋白合成與調(diào)節(jié)和卵的極性相關(guān)結(jié)構(gòu)48六、哺乳動(dòng)物的卵子發(fā)生（成熟和排放）人類卵巢中生殖細(xì)胞數(shù)目的變化一般哺乳動(dòng)物出生后無(wú)卵原細(xì)胞六、哺乳動(dòng)物的卵子發(fā)生（成熟和排放）49哺乳類

卵泡發(fā)育哺乳類

卵泡發(fā)育50哺乳動(dòng)物的卵子排放排卵方式①刺激性排卵：交配、視覺(jué)等。②周期性排卵環(huán)境因素→下丘腦（促性腺激素釋放因子GnRH）→垂體促卵泡激素(follicle-stimulatinghormone，F(xiàn)SH）和黃體生成激素(luteinizinghormone,LH)濾泡細(xì)胞：雌激素（estrogen)黃體：孕酮（progesterone）哺乳動(dòng)物的卵子排放排卵方式51人月經(jīng)周期（menstrualcycle，約28天)⑴卵巢周期（卵子）⑵子宮周期（子宮內(nèi)膜）⑶子宮頸周期（粘液，精子）一般月經(jīng)周期可分三個(gè)階段1、增殖期/濾泡期排卵2、分泌期/黃體期3、月經(jīng)期人月經(jīng)周期（menstrualcycle，約28天)⑴卵巢52雌激素（estrogen)五方面作用1、引起子宮粘膜增殖，促進(jìn)粘膜血管形成2、引起子宮頸粘液稀薄3、引起垂體降低FSH產(chǎn)生，同時(shí)，引起濾泡細(xì)胞表面的FSH受體增多，促進(jìn)濾泡細(xì)胞釋放多肽激素抑制因子，抑制垂體釋放FSH4、低濃度時(shí)抑制LH的生成；

高濃度時(shí)刺激LH的生成5、在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高濃度時(shí)，引起下丘腦分泌促性