第九章 神經(jīng)胚和三胚層分化課件

第九章神經(jīng)胚和三胚層分化VonBaer定律（原腸胚以前的發(fā)育階段看作一個點(diǎn)）：在胚胎中，動物的一般特征比特化特征出現(xiàn)早。所有脊椎動物在原腸胚后不久的發(fā)育非常相似。如：鰓裂、脊索、原腎等。一般特征發(fā)育成較特化特征，較特化特征最后發(fā)育成完全特化的特征。如皮膚高等動物和低等動物在早期胚胎發(fā)育時期相似，但在成體時有差異脊椎動物的發(fā)育存在一個共同的模式：三個胚層將形成動物的不同的器官。第九章神經(jīng)胚和三胚層分化魚蠑螈玳瑁雞豬牛兔人第九章神經(jīng)胚和三胚層分化神經(jīng)胚（neurulation）——預(yù)定神經(jīng)外胚層形成神經(jīng)管的過程，是中軸器官分化的階段一、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成神經(jīng)管(neuraltube)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的原基，其方式分初級神經(jīng)胚形成（primaryneurulation）和次級神經(jīng)胚形成（secondaryneurulation）兩種。

1.Primaryneurulation:

由外胚層細(xì)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。第一節(jié)神經(jīng)胚形成概述第九章神經(jīng)胚和三胚層分化神經(jīng)板表皮層神經(jīng)管神經(jīng)嵴神經(jīng)褶

外胚層細(xì)胞的命運(yùn)：背部中線區(qū)的細(xì)胞將形成腦和脊髓；中線區(qū)外側(cè)的細(xì)胞將生成皮膚；上述二者相交處的細(xì)胞為神經(jīng)嵴細(xì)胞(neuralcrest)，它們將遷移各處形成外周神經(jīng)元、色素細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等。第九章神經(jīng)胚和三胚層分化脊索中胚層誘導(dǎo)其上方的外胚層→神經(jīng)板→內(nèi)陷→神經(jīng)褶→背部愈合成神經(jīng)管，同時與表皮外胚層脫離。如爪蟾大部分神經(jīng)管、鳥類中前部神經(jīng)管、小鼠35體節(jié)以前的神經(jīng)管構(gòu)建等；神經(jīng)管可以理解為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的器官原基，由它可進(jìn)一步分化為前端的腦和后端的脊髓。神經(jīng)板胚孔神經(jīng)褶神經(jīng)管神經(jīng)褶愈合脊索中胚層內(nèi)胚層表皮層原腸殘余囊胚腔腸腔肝突正中縱切橫切第九章神經(jīng)胚和三胚層分化雞兩棲類第九章神經(jīng)胚和三胚層分化神經(jīng)板（neuralplate）的形成：

脊索誘導(dǎo)、細(xì)胞固有運(yùn)動（集中延伸）神經(jīng)底板（neuralfloorplate）形成：

神經(jīng)板中線處細(xì)胞

雞-鵪鶉：亨氏結(jié)部分細(xì)胞插入神經(jīng)板中線位置構(gòu)成神經(jīng)板的整形：

細(xì)胞加高、變窄神經(jīng)板的彎曲：

神經(jīng)板內(nèi)外力量神經(jīng)管的閉合：

一點(diǎn)或多點(diǎn)愈合，受遺傳和環(huán)境因子影響表外與神經(jīng)管脫離受不同的細(xì)胞粘連分子表達(dá)調(diào)節(jié)（N-選擇蛋白和N-CAM取代原來的E-細(xì)胞選擇蛋白）正常發(fā)育預(yù)定表皮外胚層神經(jīng)板E-粘附蛋白神經(jīng)溝神經(jīng)管實驗下初級神經(jīng)胚形成過程第九章神經(jīng)胚和三胚層分化神經(jīng)褶上舉表皮外胚層預(yù)定表皮外胚層脊索預(yù)定神經(jīng)板過渡帶神經(jīng)板神經(jīng)褶形成契形細(xì)胞中間絞合點(diǎn)錨定神經(jīng)溝形成背側(cè)絞合點(diǎn)雞神經(jīng)胚形成時表皮細(xì)胞的彎曲第九章神經(jīng)胚和三胚層分化

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。前神經(jīng)孔羊膜邊體節(jié)聽基板心包突神經(jīng)褶心包突體節(jié)后神經(jīng)孔正常無腦畸形脊柱裂神經(jīng)溝神經(jīng)管神經(jīng)嵴表皮外胚層第九章神經(jīng)胚和三胚層分化2、secondaryneurulation外胚層下陷形成實心細(xì)胞索（髓索），然后中空

魚類和其他脊椎動物的后端雞體節(jié)神經(jīng)褶亨氏節(jié)第九章神經(jīng)胚和三胚層分化神經(jīng)管向中樞神經(jīng)系統(tǒng)分化的3個層面解剖學(xué)水平：神經(jīng)管及其管腔膨大和收縮而形成腦室和脊髓的中央管組織學(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型的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)3、神經(jīng)管的分化第九章神經(jīng)胚和三胚層分化1）、腦的分區(qū)腦壁前腦中腦后腦端腦間腦中腦后腦髓腦脊髓3個原始腦泡5個次生腦泡腦腔第九章神經(jīng)胚和三胚層分化2）、神經(jīng)嵴

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

特點(diǎn):具有遷移性。

分化命運(yùn)：因發(fā)生的部位和遷移目的地不同而不同。可分化為感覺、交感及副交感神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞；腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞；表皮中的色素細(xì)胞；頭骨軟骨和結(jié)締組織等。第九章神經(jīng)胚和三胚層分化

軀干神經(jīng)嵴細(xì)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(xì)胞。

Ventralmigrationpathway:進(jìn)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(xì)胞。

遷移機(jī)制：即將遷移前表達(dá)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(dá)，在遷移時停止表達(dá)。第九章神經(jīng)胚和三胚層分化第二節(jié)中胚層（mesoderm）神經(jīng)胚期，中胚層將分化為5個區(qū)域胚胎背部中央的脊索中胚層（chordam.）---脊索背中胚層（dorsalm.）又稱軸旁中胚層（paraxialm.）---體節(jié)（生皮節(jié)、生肌節(jié)、生骨節(jié)）中間中胚層（intermediatem.）---泌尿系統(tǒng)和生殖器官側(cè)中胚層（lateralm.）---心臟、血管、體腔壁和除肌肉以外的四肢所有中胚層頭部間質(zhì)（headmesenchyme）---面部結(jié)締組織和肌肉第九章神經(jīng)胚和三胚層分化脊索中胚層軸中胚層生皮節(jié)生肌節(jié)生骨節(jié)體節(jié)頭脊索性腺腎中間中胚層臟壁中胚層體腔體壁中胚層側(cè)中胚層神經(jīng)管第九章神經(jīng)胚和三胚層分化一、脊索和體節(jié)分化1、脊索神經(jīng)管下方，從頭至尾脊索退化而成椎間盤的髓核（nucleipulposi）2、軸旁中胚層脊索兩側(cè)的中胚層；兩棲類：神經(jīng)管時分節(jié)---體節(jié)，臨時性結(jié)構(gòu)。（鳥類為體節(jié)板，哺乳類為不分節(jié)中胚層）；體節(jié)決定神經(jīng)嵴細(xì)胞遷移路徑和脊髓的神經(jīng)軸突形成第九章神經(jīng)胚和三胚層分化3、體節(jié)形成及細(xì)胞的分化在體節(jié)形成的初始，各部位的細(xì)胞在發(fā)育上是等潛能性的。但很快這一狀態(tài)發(fā)生改變，即不同部位的體節(jié)細(xì)胞被限定在特定的分化方向上中腹部的體節(jié)細(xì)胞經(jīng)過增殖失去上皮細(xì)胞特征，變?yōu)殚g充質(zhì)細(xì)胞，構(gòu)成生骨節(jié)（sclerotome）。將來分化為椎骨軟骨細(xì)胞，并最終分化為成體軸骨骼系統(tǒng)（椎骨、肋骨、軟骨和韌帶等）最遠(yuǎn)離神經(jīng)管的體節(jié)側(cè)部細(xì)胞同樣出現(xiàn)形態(tài)變化和細(xì)胞間的解聚現(xiàn)象---軸下生肌節(jié)。將分化為四肢和體壁肌肉的前體細(xì)胞余下的近神經(jīng)管部分的細(xì)胞向腹側(cè)折彎、回攏形成一個雙層上皮樣結(jié)構(gòu)，背面的為中央生皮節(jié)（dermatome）---背部真皮的結(jié)締組織，腹面的為軸上生肌節(jié)---產(chǎn)生橫跨脊椎使背部能夠彎曲的脊椎肌肉表皮外胚層神經(jīng)管體節(jié)脊索生皮肌節(jié)生骨節(jié)表皮外胚層軸上生肌節(jié)軸上生皮肌節(jié)中央生皮肌節(jié)軸下生皮肌節(jié)軸下生肌節(jié)第九章神經(jīng)胚和三胚層分化體節(jié)特化受脊索和神經(jīng)管壁細(xì)胞等產(chǎn)生和分泌的特異性蛋白所誘導(dǎo)SHH→pax1→激活軟骨細(xì)胞分化基因→椎骨等Wnt,BMP4→誘導(dǎo)肌節(jié)細(xì)胞產(chǎn)生MyoD,Myf5→活化分化基因表達(dá)→肌肉細(xì)胞定向分化NT3（神經(jīng)營養(yǎng)蛋白3）→生皮節(jié)生骨節(jié)體壁肌真皮軸上肌肉表皮外胚層側(cè)中胚層脊索神經(jīng)管第九章神經(jīng)胚和三胚層分化二、側(cè)板中胚層首先以板狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在軸旁中胚層的遠(yuǎn)端中央裂腔---體腔（體壁中胚層somaticmesoderm；臟壁中胚層splanchnicmesoderm）體壁中胚層向腔內(nèi)伸出皺褶，將體腔分成分離的腔（胸腔、圍心腔、腹膜腔）內(nèi)胚層神經(jīng)板脊索蛙胚中腸體節(jié)體壁中胚層臟壁中胚層側(cè)板中胚層神經(jīng)嵴體腔原始腸道雞胚第九章神經(jīng)胚和三胚層分化表皮外胚層頭腎神經(jīng)管血管生成細(xì)胞內(nèi)胚層心內(nèi)膜

心肌外膜腹心系膜

心肌外膜心內(nèi)膜管前腸腸心內(nèi)膜原基圍心腔臟壁層體壁層1、心臟的形成脊椎動物的心臟起源于臟壁中胚層細(xì)胞，其發(fā)育依賴于這些細(xì)胞與周圍組織的相互作用心臟原基的融合

咽腔腹面中胚層細(xì)胞遷移重排—心內(nèi)膜管、心肌外膜、心包腔第九章神經(jīng)胚和三胚層分化第九章神經(jīng)胚和三胚層分化心腔的形成人血管生成細(xì)胞腦板心臟前端原節(jié)心管愈合動脈干心臟腹端心室心房右心房左心房靜脈竇心房靜脈竇心球第九章神經(jīng)胚和三胚層分化2、血管的形成人胚動脈弓第九章神經(jīng)胚和三胚層分化血管形成：間充質(zhì)→血島→血島周圍細(xì)胞形成血管第九章神經(jīng)胚和三胚層分化血管系統(tǒng)的形成血管出芽生長，相鄰血管融合第九章神經(jīng)胚和三胚層分化哺乳動物血細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的起源模型3、血細(xì)胞的發(fā)育鳥類和哺乳類，血細(xì)胞最早來源于卵黃囊中胚層細(xì)胞（卵黃囊壁血島生成），構(gòu)成過渡性血細(xì)胞；隨發(fā)育進(jìn)入肝內(nèi)，造血干細(xì)胞造血；然后再進(jìn)入脾內(nèi)造血；胚胎后期至出生后，骨髓內(nèi)造血；各種細(xì)胞因子參與血細(xì)胞分化第九章神經(jīng)胚和三胚層分化第九章神經(jīng)胚和三胚層分化脊索蛙胚中腸體節(jié)體壁中胚層臟壁中胚層側(cè)板中胚層神經(jīng)嵴體腔原始腸道雞胚第三節(jié)內(nèi)胚層（endoderm）內(nèi)胚層——消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)第九章神經(jīng)胚和三胚層分化第三節(jié)內(nèi)胚層（endoderm）

內(nèi)胚層——消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)第九章神經(jīng)胚和三胚層分化一、咽的形成與分化前腸----口腔、咽、食道、胃、十二指腸的管道及消化腺（肝臟、胰臟和膽囊）咽---咽囊----扁桃體（第2對）、甲狀腺（第2對之間的盲管+間充質(zhì)）、胸腺（第3對）、甲狀旁腺（第3、4