8-胚后生長及衰老

1、第八章 胚后生長及衰老Post-embryonic Growth and Aging動物生長的 主要特點胚胎發(fā)育早期生長不明顯或緩慢；生長主要發(fā)生在個體的雛形建立之后；不同組織器官的生長速度不同。一、組織、器官、個體的生長生長的策略Axon of neurone.g., bone, cartilagee.g., many tissues損傷或刺激可誘導細胞增殖或生長：如將大鼠肝臟切除2/3,剩余部分增殖使肝臟恢復原來的大??；切除腎的一部分，剩余部分主要通過細胞增大而增大。在正在生長的組織中，生長速度決定于細胞的增殖和凋亡的速度。細胞增殖受內(nèi)外因素的控制During cleavage of fe

2、rtilized eggs, there are virtually no G-phase. 果蠅受精卵含母體磷酸化蛋白string，使113次卵裂只發(fā)生細胞核的分裂，無G期。其后,母體string蛋白消失，合子string基因按時空特異性表達，其表達受gap、pair-ruled等基因產(chǎn)物的控制，只有表達string的細胞才能進入有絲分裂。由于有絲分裂不同步，不同組織有不同數(shù)量的細胞。果蠅胚胎早期發(fā)育中細胞的分裂特點人的生長速率因發(fā)育階段而異人軀體的不同部分有不同的生長速率營養(yǎng)對生長的影響胚胎在子宮中發(fā)育期間營養(yǎng)不良，一般會產(chǎn)生較小、但各部分比例正常的個體。出生后營養(yǎng)不良可影響某些器官的正常

3、生長。如斷奶后營養(yǎng)不良的大鼠骨架生長正常，但肝和腎會很小。出生時個體較小的嬰兒，長大后易患心血管疾病和非胰島素依賴性糖尿病。生長受激素的調控缺失IGF-2基因的小鼠出生時的重量僅為正常鼠的60%，表明IGF-2是早期胚胎生長所必需的。IGF-1主要在出生后起作用。不同的器官具有不同的內(nèi)在生長程序GH, IGF-1長骨的生長依賴生長板中細胞數(shù)量的增加肌肉組織的生長來自單個肌纖維的加長和膨大條紋肌肌原節(jié)數(shù)的增加依賴于骨的壓迫力成年哺乳動物的皮膚表皮細胞不斷更新干細胞分裂產(chǎn)生一個新的干細胞和一個將要分化的細胞。干細胞命運與其表達integrin并通過其與基底層的laminin和collagen相連有

4、關。crypt小鼠小腸的每個隱窩含有1個干細胞和30-40個潛在的干細胞，約150個分裂的細胞、每天分裂2次，每天產(chǎn)生約300個細胞。成年哺乳動物的腸上皮細胞也不斷更新生長失控導致腫瘤 連續(xù)分裂的細胞最可能致癌，如85的癌癥發(fā)生在表皮細胞，白細胞過多導致白血病。Proto-oncogene突變?yōu)閛ncogene是癌癥的誘因，多為顯性突變。原癌基因與細胞增殖、分化和遷移有關，編碼生長因子和信號分子及與信號傳導有關的蛋白質。 抑癌基因的突變也導致癌癥，但屬隱性突變。如調控細胞周期的Rb突變可導致視網(wǎng)膜細胞瘤。人的patched基因也是一個抑癌基因，其突變導致各種皮膚癌。 極少數(shù)腫瘤不涉及遺傳物質的

5、改變畸胎瘤teratocarcinomas常見于卵巢和睪丸，起源于生殖細胞。在小鼠卵巢中，未受精卵的偶然激活使其發(fā)育到上胚層形成期，然后形成腫瘤。將小鼠胚胎的上胚層移植到成年小鼠體內(nèi)的任何部位，都將形成畸胎瘤。植物的生長受激素的控制植物的生長主要通過細胞體積的增加二、蛻皮(molting)和變形(metamorphosis) 變形是指從某些動物幼蟲轉變?yōu)榻Y構上大為不同的成年個體的過程。如毛蟲變?yōu)槌赡旰⑶優(yōu)轱w蛾、蝌蚪變?yōu)榍嗤堋?在節(jié)肢動物上，幼蟲期及成年前體積的增加伴隨角質的退化脫落(角質阻礙體積的增加)，而形態(tài)結構未發(fā)生大的改變，該過程為molting。不同蛻皮期的個體體積都顯著增加蛻皮

6、過程個體生長激活牽長感應器(stretch receptor)大腦分泌促前胸腺激素(PTTH)激活前胸腺蛻皮素(ecdysone)molting幼年素(juvenile hormone)咽側體(corpus allatum)昆蟲的變形受環(huán)境和激素的調控兩棲動物的變形過程促甲狀腺素釋放激素促甲狀腺素甲狀腺素對不同組織的作用不同。如它們促進肢體的發(fā)育和生長，但引起尾巴細胞的凋亡而使尾巴退化。果蠅幼蟲期的唾液腺細胞發(fā)生染色體復制，但不發(fā)生有絲分裂，導致形成巨形多線染色體。染色體轉錄活躍區(qū)疏漲，其位置受蛻皮素的調控。昆蟲變形過程中基因活性變化三、個體衰老顯著特征是死亡概率增高損傷積累？遺傳決定？不同物

7、種的壽命不同：遺傳控制Disposable soma theory影響衰老的基因食物攝取量影響壽命：處于最低營養(yǎng)水平的大鼠的壽命比高攝食量的大鼠長40，可能是因為食物分解中產(chǎn)生的自由基對DNA和蛋白質起破壞作用。線蟲的daf-2基因：剛孵化的線蟲在寬爽的空間、豐富的食物條件下存活2周，但在擁擠、缺食條件下進入不攝食、不生長的dauer larval state, 可長達數(shù)月。Daf-2基因突變的線蟲即使在有豐富的食物時仍進入dauer state，其壽命比正常線蟲長2倍。線蟲的clk-1基因：該基因突變個體的細胞周期變長，壽命比正常胚胎長70。Daf-2、clk-1及另外2個clk基因都突變的個體的壽命延長5倍。人的Werner Syndrome: 患者青春期生長緩慢，20余歲白發(fā)、易患心臟病，絕大多數(shù)死于50歲前