8/29/2023

中胚層可分為4個區(qū)域：中間中胚層；背脊中胚層；軸旁中胚層；側(cè)板中胚層。羊膜動物胚胎中胚層分區(qū)示意圖中胚層與器官形成專家講座第1頁8/29/2023(1)中間區(qū)域是脊索中胚層。其脊索是一個暫時性器官，誘導(dǎo)神經(jīng)管形成，建立前后體軸。（2）脊索兩邊是軸旁中胚層，或叫體節(jié)中胚層。從軸旁中胚層發(fā)育而來組織沿脊索兩邊分布于胚胎后面，這些區(qū)域體細(xì)胞變?yōu)轶w節(jié)，它將產(chǎn)生許多背部結(jié)締組織（骨骼、肌肉、軟骨、真皮等）（3）中間中胚層。將形成泌尿生殖系統(tǒng)，包含腎臟、性腺以及相關(guān)管道系統(tǒng)，腎上腺外層（皮質(zhì)）部分也起源于這個區(qū)域。（4）距離脊索最遠(yuǎn)區(qū)域稱為側(cè)板中胚層。它將形成心臟、血管、循環(huán)系統(tǒng)血細(xì)胞、體腔內(nèi)壁、肢體中除了肌肉以外其它中胚層成份。側(cè)板中胚層也幫助形成一系列胚外膜，使得營養(yǎng)能從母體傳輸給胎兒。在軀干部中胚層前面是原脊索板中胚層，它們將產(chǎn)生頭部間充質(zhì)細(xì)胞，形成許多面部結(jié)締組織和肌肉組織。中胚層與器官形成專家講座第2頁二、體節(jié)形成和分化

伴隨原條退化和神經(jīng)褶開始在胚胎中央合攏，軸旁中胚層分隔成細(xì)胞團(tuán)塊稱為體節(jié)

體節(jié)是一個暫時性結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生組成脊椎和肋骨、背部真皮和骨骼肌以及體壁與四肢骨骼肌細(xì)胞中胚層與器官形成專家講座第3頁1、體節(jié)形成第一對體節(jié)在胚胎前端形成，后面新體節(jié)從前端軸旁中胚層開始，按照一定間隔有規(guī)律地形成。因為胚胎發(fā)育速度略有差異，所以體節(jié)數(shù)目通常是發(fā)育進(jìn)程最正確指標(biāo)。所形成體節(jié)總數(shù)含有物種特異性。中胚層與器官形成專家講座第4頁

雞胚研究表明，其體節(jié)板細(xì)胞組織形成輪狀，稱為體節(jié)球。伴隨最前端體節(jié)由渙散間充質(zhì)變成致密性上皮性結(jié)構(gòu)，體節(jié)球便轉(zhuǎn)變成體節(jié)。

從體節(jié)球轉(zhuǎn)變成體節(jié)過程與兩種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白纖連蛋白和N-細(xì)胞選擇蛋白合成相關(guān)。這些蛋白合成又受Notch1和paraxis表示調(diào)控。中胚層與器官形成專家講座第5頁Notch1和ParaxisNotch1基因編碼轉(zhuǎn)錄因子在未分節(jié)軸旁中胚層最前端區(qū)域有活性；缺乏該蛋白小鼠體節(jié)排列紊亂，大小不一。Paraxis也編碼一個轉(zhuǎn)錄因子，在小鼠和雞胚吻端未分節(jié)中胚層表示。注射與paraxis互補(bǔ)反義寡核苷酸造成體節(jié)分節(jié)出現(xiàn)缺點(diǎn)。中胚層與器官形成專家講座第6頁決定體節(jié)在哪里形成一個關(guān)鍵原因是Notch信號路徑，體節(jié)邊界在Notch表示和不表示區(qū)域之間界面形成。Notch信號路徑組員（包含Notch蛋白本身和Dll1、Dll3）發(fā)生突變會引發(fā)體節(jié)形成缺點(diǎn)。中胚層與器官形成專家講座第7頁體節(jié)形成之后，需要Notch蛋白控制一連串基因表示，將體節(jié)分開，控制基因之一是hairy1,它在體節(jié)末端周期性表示。雞胚中每隔90min到達(dá)一次高峰。中胚層與器官形成專家講座第8頁2、體節(jié)衍生物體節(jié)生骨節(jié)脊椎和肋骨軟骨近軸肌節(jié)遠(yuǎn)軸肌節(jié)肌肉肌腱生皮節(jié)真皮血管細(xì)胞主動脈、椎間血管中胚層與器官形成專家講座第9頁肌肉發(fā)生肌肉細(xì)胞起源：體節(jié)兩個細(xì)胞系近軸肌和遠(yuǎn)軸肌肌肉形成：在近軸肌和遠(yuǎn)軸肌兩個細(xì)胞系中，旁分泌因子誘導(dǎo)合成MyoD蛋白從而指導(dǎo)他們形成肌肉。在肌肉發(fā)生過程中包括到Myod和Myf5均屬于生機(jī)bHLH轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，這個蛋白家族都結(jié)合DNA上相同位點(diǎn)，激活肌肉特異基因。任何產(chǎn)生生肌bHLH轉(zhuǎn)錄因子細(xì)胞都將發(fā)育為肌肉細(xì)胞。中胚層與器官形成專家講座第10頁肌肉形成過程成肌細(xì)胞能夠產(chǎn)生bHLH，它是肌細(xì)胞前體，成肌細(xì)胞在特定細(xì)胞生長因子耗盡時，停頓分裂，向細(xì)胞外基質(zhì)分泌纖維粘連蛋白，并經(jīng)過α5β1整聯(lián)蛋白與纖維粘連蛋白結(jié)合。然后在細(xì)胞膜糖蛋白介導(dǎo)下，成肌細(xì)胞排列成鏈狀,最終，在鈣離子載體促進(jìn)下，成肌細(xì)胞融合。成肌細(xì)胞融合之后形成肌小管，新形成肌小管分泌出白細(xì)胞介素4，它能夠召集其它成肌細(xì)胞與肌小管融合，形成成熟肌小管，而后肌小管排列成肌纖維中胚層與器官形成專家講座第11頁骨骼發(fā)生骨起源：生骨節(jié)——中軸骨側(cè)板中胚層——四肢骨頭部神經(jīng)嵴——腮弓和面部骨產(chǎn)生方式：間充質(zhì)——骨組織膜內(nèi)成骨（intramembranousossification）：由間充質(zhì)組織直接轉(zhuǎn)化成骨組織，主要出現(xiàn)在顱骨發(fā)生中。軟骨內(nèi)成骨（endochondralossification）：間充質(zhì)細(xì)胞先分化成過渡型軟骨，然后再被骨取代。脊柱、骨盆、四肢骨。中胚層與器官形成專家講座第12頁來自神經(jīng)嵴間質(zhì)細(xì)胞聚集形成成骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞產(chǎn)生骨基質(zhì)沉淀。成骨細(xì)胞沿骨基質(zhì)鈣化區(qū)排列，被骨基質(zhì)包埋成骨細(xì)胞變成骨細(xì)胞。膜內(nèi)成骨中胚層與器官形成專家講座第13頁聚集間充質(zhì)細(xì)胞形成結(jié)節(jié)后變?yōu)檐浌?，由軟骨?xì)胞分泌胞外基質(zhì)。其外圍再包圍一層間充質(zhì)細(xì)胞，該間充質(zhì)細(xì)胞形成長骨骨膜。之后，中央部分細(xì)胞變大，稱為肥大軟骨細(xì)胞。肥大軟骨細(xì)胞分泌各種基質(zhì)，其中包含各種類型膠原，大量纖連蛋白及少許蛋白酶抑制因子，便于骨膜中血管侵入。軟骨內(nèi)成骨軟骨形成可分為三個階段：間充質(zhì)細(xì)胞增殖、前軟骨間充質(zhì)聚集和軟骨細(xì)胞（chondrocyte）分化。中胚層與器官形成專家講座第14頁當(dāng)軟骨基質(zhì)退化時，肥大細(xì)胞也相繼死亡，而由血管中進(jìn)入成骨細(xì)胞開始向部分退化軟骨上分泌基質(zhì)，形成骨，直至全部軟骨被骨代替。當(dāng)骨膜內(nèi)表面不停添加新骨組織時，骨內(nèi)部區(qū)域變?yōu)楣撬枨?。骺生長板細(xì)胞增殖受生長激素和胰島素樣生長因子（insulin-likegrowthfactor,IGF）控制。中胚層與器官形成專家講座第15頁五、循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生1、心臟發(fā)育2、血管發(fā)生3、血管發(fā)生中胚層與器官形成專家講座第16頁一、心臟發(fā)育心臟是胚胎第一個功效器官，脊椎動物心臟起源于心臟中胚層兩邊兩個對稱區(qū)域，他們與鄰近組織相互作用，最終特化為心臟中胚層與器官形成專家講座第17頁由BMP和FGF信號路徑誘導(dǎo)①心原性中胚層下內(nèi)胚層Fgf8(心臟蛋白表示去關(guān)鍵作用)②脊索分泌Noggin和chordin，在胚胎中央阻止BPM信號

從神經(jīng)管而來Wnt蛋白，抑制心臟形成（前部內(nèi)胚層可產(chǎn)生Wnt抑制子）心臟只能在BMP和Wnt拮抗子共同存在地方形成1、心原性中胚層特化BMP中胚層與器官形成專家講座第18頁2、心管形成臟壁層向內(nèi)折疊形成前腸，這使得未來形成心臟管狀結(jié)構(gòu)靠攏到一起，最終將心外肌膜連成一個整體單管結(jié)構(gòu)，兩個心內(nèi)管在同一空腔中共存一段時間后融合在一起。此時原來一對體腔野合并為一個，心臟就位于其中。隨即，兩個心內(nèi)膜形成一個搏動空腔。后端不融合部分成為卵黃靜脈進(jìn)入心臟開口。（功效：運(yùn)輸養(yǎng)料到靜脈竇）中胚層與器官形成專家講座第19頁3、心臟發(fā)生①5周人胚中，心臟為一心房和一心室管狀結(jié)構(gòu)。28d人胚中，心臟回路開始形成，心房置于預(yù)定心室前面。②心臟環(huán)路形成將心臟管原來前后軸極性轉(zhuǎn)變成左右軸極性。（依靠Nodal和Lefty-2）③調(diào)整心臟回路形成1、細(xì)胞外基質(zhì)flection2、轉(zhuǎn)錄因子Nkx2-5和Mef2c3、金屬蛋白酶中胚層與器官形成專家講座第20頁方式一血管形成（胚胎發(fā)育早期）：血管網(wǎng)絡(luò)有側(cè)板中胚層開始發(fā)育形成，內(nèi)皮細(xì)胞相互連接，在原位形成血管方式二

血管新生（體內(nèi)）：內(nèi)皮細(xì)胞從已經(jīng)存在初級血管以外出芽、遷移方式形成不一樣毛細(xì)血管網(wǎng)、動脈和靜脈。二、血管發(fā)生中胚層與器官形成專家講座第21頁1、初級血管產(chǎn)生產(chǎn)生區(qū)域①卵黃囊血島早期脈管系統(tǒng)

間充質(zhì)細(xì)胞血島

②

每個器官內(nèi)

聚集中央形成血細(xì)胞外周形成血管內(nèi)皮細(xì)胞中胚層與器官形成專家講座第22頁2、血管形成三個因子Fgf2：造血血管母細(xì)胞產(chǎn)生。VEGF：使得血管細(xì)胞分化，是成血管細(xì)胞倍增成內(nèi)皮管。（血島旁間充質(zhì)細(xì)胞分泌，經(jīng)過其受體發(fā)揮作用）血管生成素：主要介導(dǎo)內(nèi)皮好覆蓋內(nèi)皮細(xì)胞外膜細(xì)胞相互作用中胚層與器官形成專家講座第23頁3、血管形成新形成毛細(xì)血管細(xì)胞接觸放松內(nèi)皮細(xì)胞一分為二心血管已經(jīng)有血管渙散狀態(tài)融合成血管（如動靜脈）成熟毛細(xì)血管網(wǎng)VEDFTFF-βPDGF加固細(xì)胞外基質(zhì)召集外膜細(xì)胞，使毛細(xì)血管保持彈性其它調(diào)整物質(zhì)①金屬蛋白酶抑制子②膠原蛋白XⅧ③內(nèi)皮他丁VEDF中胚層與器官形成專家講座第24頁4、動脈和靜脈產(chǎn)生動脈前體細(xì)胞膜上有eparin-B2,靜脈前體細(xì)胞膜上存在eparin-B2受體EphB4eparin-B2和EphB4作用①靜脈和動脈毛細(xì)血管邊界，確保動脈毛細(xì)血管僅與靜脈毛細(xì)血管相連②非邊界區(qū)，確保僅在同一類型之間血管融合，從而形成大血管中胚層與器官形成專家講座第25頁三、血細(xì)胞分化兩個階段：①暫時性胚胎造血階段（暫時）②成體造血階段（一生）①血細(xì)胞形成位點(diǎn)哺乳動物（三個起源）：卵黃囊、AGM、胎盤卵黃囊產(chǎn)生紅細(xì)胞