生殖細(xì)胞發(fā)生第1頁(yè)/共69頁(yè)第一章生殖細(xì)胞(germcells)發(fā)生第一節(jié)生殖細(xì)胞的起源與分化第二節(jié)精子發(fā)生第三節(jié)卵子發(fā)生第2頁(yè)/共69頁(yè)生殖細(xì)胞（配子gamete)體細(xì)胞（somaticcells)合子（zygote）生命周期（lifecycle)孢子（zooid）芽（bud）第3頁(yè)/共69頁(yè)第4頁(yè)/共69頁(yè)第一節(jié)生殖細(xì)胞細(xì)胞的起源與分化

一、生殖質(zhì)與生殖細(xì)胞分化二、原始生殖細(xì)胞的遷移三、生殖細(xì)胞定向分化的決定第5頁(yè)/共69頁(yè)原始生殖細(xì)胞（primordialgermcells,PGCs)

生殖腺原基（genitalanlage）生殖質(zhì)（germplasm)第6頁(yè)/共69頁(yè)一、生殖質(zhì)與生殖細(xì)胞分化秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditiselegans）果蠅（Drosophilamelanogaster）爪蟾（Xenopuslaevis）小鼠（Mouse）等第7頁(yè)/共69頁(yè)線蟲(chóng)

P顆粒

pie－1基因

PIE－1蛋白第8頁(yè)/共69頁(yè)果蠅極質(zhì)（poleplasm）（determinantforgermcell）UV照射實(shí)驗(yàn)移植果蠅極質(zhì)引起生殖細(xì)胞分化第9頁(yè)/共69頁(yè)母體效應(yīng)基因

（maternal-effectgene）oskar基因bicoid

基因第10頁(yè)/共69頁(yè)爪蟾兩棲類原生殖細(xì)胞的發(fā)生部位定位在卵細(xì)胞的植物極，在這一部位發(fā)現(xiàn)有類似于果蠅P顆粒染色性質(zhì)的胞質(zhì)成分存在。第11頁(yè)/共69頁(yè)蛙受精的合子中生殖質(zhì)成分（種質(zhì)）靠近植物極第12頁(yè)/共69頁(yè)桑椹胚內(nèi)胚層區(qū)里含有種質(zhì)成分的細(xì)胞的有絲分裂第13頁(yè)/共69頁(yè)在原腸胚形成啟動(dòng)時(shí)，靠近囊胚腔底面的原始生殖細(xì)胞。第14頁(yè)/共69頁(yè)小鼠

沒(méi)有證據(jù)表明小鼠與其他哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞發(fā)生與生殖質(zhì)的關(guān)系。小鼠生殖細(xì)胞發(fā)生涉及細(xì)胞之間的相互作用。小鼠胚胎中最早能夠識(shí)別的PGC位于原條后端。第15頁(yè)/共69頁(yè)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2、哺乳動(dòng)物原始生殖細(xì)胞的遷移3、鳥(niǎo)類和爬行類原始生殖細(xì)胞的遷移第16頁(yè)/共69頁(yè)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）→背腸系膜→生殖嵴第17頁(yè)/共69頁(yè)2、哺乳動(dòng)物原始生殖細(xì)胞的遷移免疫組織化學(xué)方法顯示原條后部胚外中胚層（7d）中有8個(gè)較大的PGCs→尿囊與后腸交接處附近聚集→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（12天時(shí)，由8~100個(gè)增加到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)其有絲分裂的能力第18頁(yè)/共69頁(yè)哺乳動(dòng)物原始

生殖細(xì)胞的遷移第19頁(yè)/共69頁(yè)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

第20頁(yè)/共69頁(yè)P(yáng)GCs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。第21頁(yè)/共69頁(yè)*減數(shù)分裂PGCs有絲分裂進(jìn)行增殖(雌性哺乳類胚胎期完成)減數(shù)分裂開(kāi)始分化第22頁(yè)/共69頁(yè)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))。雌雄同體的秀麗隱桿線蟲(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？第23頁(yè)/共69頁(yè)（1）秀麗隱桿線蟲(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）在秀麗隱桿線蟲(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。第24頁(yè)/共69頁(yè)秀麗隱桿線蟲(chóng)

最遠(yuǎn)端的細(xì)胞第25頁(yè)/共69頁(yè)第二節(jié)精子發(fā)生(spermatogenesis)

一、精子發(fā)生(spermatogenesis)二、精子形成(spermiogenesis)三、精子發(fā)生中基因表達(dá)的調(diào)控第26頁(yè)/共69頁(yè)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初級(jí)精母細(xì)胞(primaryspermatocyte)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27頁(yè)/共69頁(yè)哺乳動(dòng)物精子發(fā)生過(guò)程第28頁(yè)/共69頁(yè)哺乳動(dòng)物生精小管第29頁(yè)/共69頁(yè)哺乳動(dòng)物生精小管第30頁(yè)/共69頁(yè)哺乳動(dòng)物生精小管第31頁(yè)/共69頁(yè)二、精子形成(spermiogenesis)

高爾基體形成頂體泡，中心粒產(chǎn)生精子鞭毛，線粒體整合入鞭毛，核濃縮，胞質(zhì)廢棄，最后產(chǎn)生成熟的精子。第32頁(yè)/共69頁(yè)人類精子結(jié)構(gòu)示意圖小鼠從生殖干細(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。第33頁(yè)/共69頁(yè)第34頁(yè)/共69頁(yè)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、雜合子小鼠：?jiǎn)伪扼w階段轉(zhuǎn)錄兩種類型精子第35頁(yè)/共69頁(yè)第36頁(yè)/共69頁(yè)染色體螺旋化第37頁(yè)/共69頁(yè)染色體進(jìn)一步螺旋化（體細(xì)胞和精子）第38頁(yè)/共69頁(yè)第三節(jié)卵子發(fā)生（oogenesis）一、卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂二、兩棲類卵母細(xì)胞的成熟三、減數(shù)分裂的阻斷和繼續(xù)四、卵母細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄五、昆蟲(chóng)卵子的發(fā)生六、哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞的成熟和排放第39頁(yè)/共69頁(yè)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40頁(yè)/共69頁(yè)第41頁(yè)/共69頁(yè)人類卵巢中生殖細(xì)胞數(shù)目的變化第42頁(yè)/共69頁(yè)二、兩棲類卵母細(xì)胞的成熟卵原細(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)肝臟→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）破裂排卵第43頁(yè)/共69頁(yè)豹蛙卵的生長(zhǎng)第44頁(yè)/共69頁(yè)卵黃小板動(dòng)－植物極性建立第45頁(yè)/共69頁(yè)卵成分的梯度分布－卵軸第46頁(yè)/共69頁(yè)三、減數(shù)分裂的阻斷和繼續(xù)第47頁(yè)/共69頁(yè)細(xì)胞周期與促成熟因子（MPF）和

細(xì)胞周期蛋白（cyclin）第48頁(yè)/共69頁(yè)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第49頁(yè)/共69頁(yè)燈刷染色體（lampbrushchromasomes)第50頁(yè)/共69頁(yè)燈刷染色體（lampbrushchromasomes)第51頁(yè)/共69頁(yè)五、昆蟲(chóng)卵子的發(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)第52頁(yè)/共69頁(yè)果蠅mRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)

（bicoidmRNA放射自顯影）第53頁(yè)/共69頁(yè)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、蛻皮素第54頁(yè)/共69頁(yè)六、哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞的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)胞第55頁(yè)/共69頁(yè)哺乳類

卵泡發(fā)育第56頁(yè)/共69頁(yè)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）第57頁(yè)/共69頁(yè)人月經(jīng)周期（menstrualcycle，約28天)月經(jīng)周期是：卵巢周期（卵子）；子宮周期（子宮內(nèi)膜）；子宮頸周期（粘液，精子）三個(gè)方面活動(dòng)的綜合表現(xiàn)。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)期第58頁(yè)/共69頁(yè)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??；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FSH；4、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腺激素釋放因子（GnRH）。第59頁(yè)/共69頁(yè)卵子的排放——LH作用于卵泡1、膠原酶——消化卵泡細(xì)胞外基質(zhì)。2、纖維蛋白溶原酶活化因子——mRNApoly(A)化，并翻譯成活性高的酶。3、前列腺素——

卵巢內(nèi)部平滑肌收縮。第60頁(yè)/共69頁(yè)卵子排放的激素調(diào)節(jié)第61頁(yè)/共69頁(yè)第62頁(yè)/共69頁(yè)人月經(jīng)周期（menstrualcycle，29.5天)卵巢周期子宮周期子宮頸周期第63頁(yè)/共69頁(yè)第64頁(yè)/共69頁(yè)精子發(fā)生與卵子發(fā)生的不同點(diǎn)：

?

精子發(fā)生開(kāi)始于青春期，卵母細(xì)胞產(chǎn)生開(kāi)始于胚胎期。?

精子發(fā)生是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，不停滯。卵產(chǎn)生經(jīng)過(guò)兩次停滯，初級(jí)卵母細(xì)胞可在卵巢內(nèi)停滯于第一次減數(shù)分裂前期達(dá)幾十年，使卵母細(xì)胞充分生長(zhǎng)；次級(jí)卵母細(xì)胞受精前也停留在第二次減數(shù)分裂的中期，受精后才完成第二次減數(shù)分裂。第65頁(yè)/共69頁(yè)一個(gè)精原細(xì)胞完成二次減數(shù)分裂后產(chǎn)生4個(gè)精子，均有受精能力；而卵母細(xì)胞減數(shù)分裂后胞質(zhì)分配不均等，只產(chǎn)生一個(gè)大的卵子，另外為2或3個(gè)沒(méi)有受精能力的極體，將大部分對(duì)早期胚胎發(fā)育起重要作用的分子和信息留在卵母細(xì)胞的胞質(zhì)中。睪丸產(chǎn)生的精子只是形態(tài)上的成熟，既沒(méi)有運(yùn)動(dòng)功能又沒(méi)有受精功能，必須在附睪管內(nèi)運(yùn)行的過(guò)程中，逐步獲得運(yùn)動(dòng)與受精功能。第66頁(yè)/共69頁(yè)生殖質(zhì)（germplasm）：具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的特殊細(xì)胞質(zhì)，主要由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成，由于富含RNA，可以被