单词 | 哺乳动物早期胚胎发育 |
释义 | 【哺乳动物早期胚胎发育】 拼译:development of mammalianearly embryo 动物胚胎发育涉及到生命的延续,是奥秘的生命现象的焦点之一,历来受到人们的关注。早在公元前5~4世纪,希腊希波克拉底(Hippocrates)和亚里士多德(Aristotle)即观察了鸡、乌贼和蜜蜂的胚胎发育变化。可是,胚胎学真正形成一门独立的学科则是在17世纪以后。直到19世纪40年代,A.von Kollicker发现精子是由精巢细胞形成的。1876年,O.Hertiwig在地中海海胆中观察到精子入卵和两个核结合的现象,这是对授(受)精作用最早的描述。 哺乳动物胚胎发育研究工作在取材和技术上难度较大。然而这方面的研究有着特殊意义,因为人类本身即属于哺乳动物,与人类关系密切的家畜也是哺乳动物。因此.对哺乳动物发育生物学的研究不仅有重要的理论意义,而且与人类生存利益密切相关,它成为当前发育生物学中的主攻领域。在哺乳动物中,小鼠是研究胚胎发育的理想材料。特别是自1956年W.K.Whitten首次创用小鼠早期胚胎体外培养液之后,许多学者体外培养小鼠早期胚胎相继获得成功。这一技术上的突破性进展,有力地推动了哺乳动物早期胚胎发育的研究。从卵受精到着床前这一时期的胚胎称为早期胚胎。在此发育时期,胚胎大体上可分为受精卵、2细胞、4细胞、8细胞、桑椹胚和囊胚几个发育阶段。其中几个关键性的发育变化是受精和雌雄原核的形成与汇合、8细胞胚的挤紧作用、滋养层细胞的分化。哺乳动物的卵子为均黄卵,物质分布比较均匀,无明显的极性,只是把极体所在的部位称动物极,相对的一侧称植物极。在动物极有一无微绒毛区,亦无Con A结合部位,质膜下方无皮质颗粒,此区域约占细胞表面的20%,精子不在此区内入卵。精子入卵的部位是在植物半球。受精后1~2h,卵排出第2极体;4.5~6.5h,形成雌雄原核;雌原核靠近第2极体,体积小于雄原核;8~10h开始合成DNA,持续4~8h(因品系而异)。与此同时,两个原核向中央汇合;约在22h发生第1次卵裂,在第1个细胞周期中G2+M的时间约为3~8h,细胞质分裂时间长约5~10min,第1次卵裂面与极体所在的部位一致。第2个细胞周期长约18~22h,其中S期4~7h,G2+M约12~15h。在第2次卵裂时,两个分裂球不同步分裂,一个较早,因而形成短时间的3细胞胚胎。第2个分裂球的分裂面与前一个的分裂面垂直,使4个分裂球呈十字交叉形排列。经过3次卵裂,胚胎进入8细胞阶段,这是哺乳动物早期胚胎发育的关键时期之一。胎盘动物胚胎在此阶段要发生挤紧作用,分裂球间接触面积扩大。灵长类的和人的胚的挤紧作用发生在16细胞阶段。有袋类胚胎不发生挤紧作用。挤紧作用使分裂球之间不仅接触面加大,而且在接触面的质膜上装配成紧密连接和间隙连接结构,从而使胚胎内部与外界相通的细胞间隙被封闭,相邻细胞间建立通讯关系。挤紧作用使胚胎发育为囊胚建立起结构基础。学者们对挤紧作用的化学的和结构的变化做了较详细的研究,实验资料表明分裂球的表面和内部都发生明显变化,开始出现极性。胚胎经第4次卵裂变为桑椹胚(16细胞),此次的卵裂面与细胞的游离面平行,外分裂球仍保持极性。第5次卵裂后,胚胎内部先分裂的细胞之间出现裂缝,此即囊胚腔的开始,这时胚胎的细胞数为30~34个。在其他胎盘动物中,囊胚腔出现的时期有所不同,大鼠胚和猪胚约在30个细胞时,家兔胚为128个细胞,仓鼠胚则为16个细胞,某些原始胎盘动物甚至要更早。在囊胚中产生两种细胞,一种是在胚胎外周的扁形细胞,称为滋养层细胞;另一种位于胚胎内部,偏向囊胚腔的一侧的细胞群,称为内细胞团细胞。胚胎本体是由内细胞团发育而成。两种细胞系的产生是胚胎细胞的第1次分化。Tarkowski等(1967)和Hillman等(1972)的研究资料表明,桑椹胚的表面细胞分化为滋养层细胞,内部细胞发育为内细胞团;他们主张,桑椹胚细胞的分化命运是由位置效应决定的,这就是所谓的内-外学说(inside-outside hypothesis)。另有实验资料证明,将桑椹胚细胞分散开重新聚集,被包围在内部的细胞全部分化为内细胞团,外围细胞分化成滋养层细胞。虽然在桑椹胚中细胞的位置决定其分化命运,但在早期,细胞仍具有可塑性,在16细胞阶段把内部细胞移到胚胎外表则可发育成极性表型细胞。由于细胞的不对称分裂和细胞内微管分布,使桑椹胚的表层细胞出现极性,滋养层细胞系的产生与细胞的极化有关。滋养层的重要功能是运输囊胚腔液和调节囊胚腔液的离子组成。滋养层细胞的顶面膜上有Na+通道,基侧膜上有Na+/K+ATP酶;经此酶的介导,滋养层细胞以主动运输的方式驱动液体穿胞进入囊胚腔,促使囊胚腔逐渐扩张。在早期胚胎发育过程中,细胞的发育潜能有所变化。受精卵具有分化出各种组织发育为完整个体的潜能,这种能力称为全能性。![]() (山东大学韩贻仁教授撰) |
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