發(fā)育生物學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育課件

第三章神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育問答題1．試述原腸化過程中的細胞運動有哪些?2．斑馬魚胚盾等的作用是什么?3．三個胚層的分化情況如何?

一、神經(jīng)管的形成

神經(jīng)管(neuraltube)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的原基，其形成稱為neurulation。其方式分primaryneurulation和secondaryneurulation兩種。

1.Primaryneurulation:

由外胚層細胞增殖、內(nèi)陷并最終離開外胚層表面而形成中空的神經(jīng)管。絕大多數(shù)脊椎動物前部神經(jīng)管的形成采用此種方式。

神經(jīng)管形成的起始：來自背部中胚層的信號誘導(dǎo)預(yù)置神經(jīng)板邊緣的細胞的背測收縮，而預(yù)置的表皮細胞向中線移動，使表皮與神經(jīng)板交接處凸起形成神經(jīng)褶。

Primaryneurulation的過程神經(jīng)管形成的掃描電鏡圖神經(jīng)管沿A－P軸線依次閉合，完成形成過程。

人類胚胎的神經(jīng)管閉合缺陷癥

不同區(qū)域的神經(jīng)管的封口時間不同。第二區(qū)封口失敗，胚胎的前腦不發(fā)育，即致死性的無腦癥；第5區(qū)不封口導(dǎo)致脊柱裂口癥。SonicHedgehog、Pax3等因子是神經(jīng)管閉合所必需的。孕婦服用葉酸和適量的膽固醇可降低胎兒神經(jīng)管缺陷的風(fēng)險。神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生（developmentofnervesystem）包括腦、脊髓、神經(jīng)節(jié)和周圍神經(jīng)的發(fā)生。神經(jīng)系統(tǒng)起源于神經(jīng)外胚層,由神經(jīng)管和神經(jīng)嵴分化而來。人胚胎第三周初，在脊索的誘導(dǎo)下出現(xiàn)了由神經(jīng)外胚層構(gòu)成的神經(jīng)板。隨著脊索的延長，神經(jīng)板也逐漸長大并形成神經(jīng)溝，神經(jīng)溝從相當于枕部體節(jié)的平面上向頭尾兩端愈合成管，頭尾兩端各形成一個開口，稱為前神經(jīng)孔和后神經(jīng)孔。前神經(jīng)孔在胚胎第25天左右閉合，后神經(jīng)孔在胚胎第27天左右閉合，于是形成一個完整的神經(jīng)管。神經(jīng)管的前端膨大，演變?yōu)槟X，神經(jīng)管的后端較細，演變?yōu)榧顾?。神?jīng)管還發(fā)育為神經(jīng)垂體、松果體和視網(wǎng)膜等。神經(jīng)嵴的細胞分化為周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)節(jié)和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，腎上腺髓質(zhì)的嗜鉻細胞、黑色素細胞、濾泡旁細胞、頸動脈體Ⅰ型細胞等。斑馬魚神經(jīng)管的形成

1.Organizermesoderm

誘導(dǎo)神經(jīng)管的形成

兩棲動物胚胎胚孔背唇誘導(dǎo)第二胚軸形成的作用叫做primaryembryonicinduction二、神經(jīng)誘導(dǎo)作用

主要胚胎誘導(dǎo)作用也存在于其它物種上鴨的Hensen`snode移植到雞胚上誘導(dǎo)一個次級胚軸形成

神經(jīng)誘導(dǎo)作用的機制

組織中心產(chǎn)生的信號分子(如Chordin、Noggin、Follistatin)可拮抗腹部化信號(如BMP4)，從而使其附近的外胚層細胞朝預(yù)置的神經(jīng)命運發(fā)育。三、神經(jīng)管的分化

1.腦的分區(qū)2.后腦的分區(qū)

脊椎動物后腦一般都再分出多個菱腦原節(jié)(rhom-bomeres),每個菱腦原節(jié)是一個發(fā)育單位，節(jié)內(nèi)的細胞可交換，而節(jié)間不能交換。

后腦產(chǎn)生控制面部和頸部的神經(jīng)，其產(chǎn)生的神經(jīng)嵴細胞分化出周邊神經(jīng)和面部骨骼和結(jié)締組織。Hox基因在菱腦原節(jié)表達的轉(zhuǎn)基因動物模型

Hoxb2的一個增強子使lacZ在r3和r5中表達；而Hoxb1的一個增強子使堿性磷酸酶在r4表達。四、神經(jīng)元的分化1.神經(jīng)元命運的確定－lateralinhibition

跨膜蛋白Delta和Notch的相互作用在神經(jīng)元命運確定中起關(guān)鍵作用。二者互作后，Notch通過一系列反應(yīng)抑制NeuroD和Neurogenin的表達。Neurogenin是激活Delta表達所必需的。2.脊髓沿D－V軸線的分化

脊髓沿背－腹軸線的不同區(qū)域的細胞有不同的發(fā)育命運.五、神經(jīng)元的生長和凋亡1.神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)

神經(jīng)元一般包括4個組成部分：soma,dendrites,axon,growthcone.軸突絕緣層－髓鞘(myelinsheath)：由神經(jīng)膠質(zhì)細胞圍繞axon形成的多層膜系統(tǒng)，以防止電脈沖在傳輸過程中損耗。外周神經(jīng)元的髓鞘由Schwanncell形成，而中樞神經(jīng)元oligodendrocytes形成。神經(jīng)管中的netrin分泌蛋白對連合神經(jīng)神經(jīng)元軸突的生長具有吸引作用體節(jié)生骨區(qū)中的ephrin對motorneuron的生長起排斥作用昆蟲肢體中跨膜蛋白semaphorin對感覺神經(jīng)元的生長起排斥作用神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用由靶細胞分泌的NGF、BDNG、NT-3/4/5等是近距離趨向因子，某種因子對一種神經(jīng)元起吸引作用，但可能對另一種神經(jīng)元起排斥作用。3.Synapseformation

當神經(jīng)元的生長錐抵達靶位(肌細胞、其它神經(jīng)元、腺體)時，將在二者間形成特化的連接，即神經(jīng)突觸。如運動神經(jīng)元與肌細胞間將形成neuro-muscularjunction.Agrin誘導(dǎo)乙酰膽堿受體重排和激活其表達的機制4.Neuralsurvival

在中樞和周邊神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育中，50％以上的神經(jīng)元將凋亡。一個神經(jīng)元對肌細胞的激活將引起其它與該肌細胞接觸的神經(jīng)元的凋亡。不同類型的神經(jīng)元的存活需要不同的營養(yǎng)神經(jīng)因子，同類神經(jīng)元在不同的發(fā)育階段也需要不同的因子維持存活。六、神經(jīng)嵴細胞

發(fā)生部位:神經(jīng)管閉合處的神經(jīng)管細胞和與神經(jīng)管相接的外表層細胞，它們間質(zhì)細胞化而成為神經(jīng)嵴細胞。

特點:具有遷移性。

分化命運：因發(fā)生的部位和遷移目的地不同而不同?？煞只癁楦杏X、交感及副交感神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞；腎上腺髓質(zhì)細胞；表皮中的色素細胞；頭骨軟骨和結(jié)締組織等。在由神經(jīng)溝愈合為神經(jīng)管的過程中，神經(jīng)溝邊緣與表面外胚層相延續(xù)處的神經(jīng)外胚層細胞游離出來，形成左右兩條與神經(jīng)管平行排列的索狀細胞，在神經(jīng)管的背外側(cè)和表面外胚層的下方，即為神經(jīng)嵴，可分化為周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)節(jié)和神經(jīng)膠質(zhì)細胞、腎上腺髓質(zhì)的嗜鉻細胞、黑色素細胞、濾泡旁細胞、頸動脈體Ⅰ型細胞等。部分細胞還可變?yōu)殚g充質(zhì)細胞，并由此分化為頭頸部的骨、軟骨、及結(jié)締組織。因此這部分神經(jīng)嵴組織又稱為中外胚層。

軀干神經(jīng)嵴細胞的遷移

Dorsolateralmigrationpathway:由背部向側(cè)翼、再向腹部的遷移，位于表皮與體節(jié)之間，分化為色素細胞。

Ventralmigrationpathway:進入體節(jié)的的遷移，有的在體節(jié)中形成背根神經(jīng)節(jié)，有的穿越體節(jié)的前半?yún)^(qū)分化為交感神經(jīng)和腎上腺髓質(zhì)細胞。

遷移機制：即將遷移前表達Slug蛋白,用反義寡核苷酸抑制SlugmRNA導(dǎo)致其不遷移；E-和N-cadherin在遷移前表達，在遷移時停止表達。Migratingneuralcrestcells其它組織對神經(jīng)嵴細胞遷移的影響

體節(jié)細胞的影響:不同A－P部位的神經(jīng)嵴細胞都只能從體節(jié)的前半部遷移，即使將體節(jié)做180o旋轉(zhuǎn)也如此。其原因可能是后半部表達跨膜蛋白Eph成員，而神經(jīng)嵴細胞表達其配體，二者的互作產(chǎn)生排斥。

神經(jīng)管和脊索的影響:均抑制神經(jīng)嵴細胞的遷移。如果神經(jīng)嵴細胞遷移前將神經(jīng)管沿D