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发育宝典(5)

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旧皮质(paleocortex) :约7周时,起源于纹状体的外侧区,大量成神经细胞聚集并分化,形成梨状皮质(pyriform cortex)。

新皮质(neocortex) :约8周时,神经上皮细胞分批迁至外表面,形成大脑皮质中的新皮质。 24.皮层板分化为6层由外向内分别是 I分子层、 Ⅱ外颗粒层、 Ⅲ锥体细胞层、 Ⅳ内颗粒层、 V神经节细胞层 Ⅵ多形细胞层。 25.小脑皮层的组织发生

第四脑室顶部室层产生浦肯野细胞、中间神经元和一些神经胶质细胞,经迁移在边缘层内形成中间层并分化形成小脑板;

后期仍具有分裂能力的成神经细胞群体从第四脑室壁的增生层-菱唇迁移至接位于软膜下形成一个次级增生层-外颗粒层;

外颗粒层细胞经最后有丝分裂后,经过浦肯野细胞层,再向内移动到它们在内颗粒层最终位置。

最后小脑分化为三层,由外向内分别是分子层、浦肯野细胞层和颗粒层。

第十四章 附肢的发育和再生

参考答案

附肢域:指由中胚层细胞组成的、有能力长出一个肢体的区域。肢体区内的细胞都具有发育为一个肢体的潜力,说明它们具有可调节性。

乌尔夫氏嵴:在羊膜动物中,增厚的间质沿身体的整个长度形成一条纵行的嵴,称为乌尔夫氏嵴,此嵴的最前部分(位于胸腔)和最后部分(位于骨盆)比中间部分厚一些,即为前肢和后肢发育的部位,乌尔夫氏嵴的中间部分此后消失。

AER:顶端外胚层嵴, 指中胚层间质细胞诱导其外侧的外胚层细胞形成突起结构,位于肢芽的远端边缘背腹交界处,是肢体生长的主要信号中心。

渐进带(PZ):是指位于AER下方、保持旺盛分裂能力的间质细胞区,离AER约0.2mm以内。

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渐进带的模式:附肢中胚层细胞的分化是由它在渐进区中分裂作用时间的长短来决定的,一个细胞的渐进区所花的时间越长,获得越多的有丝分裂的机会,而其构造越往远端发展,当附肢发育时,细胞必须不断离开渐进区,形成软骨组织,最早离开的细胞靠近体侧,最后离开的离体侧越远。

ZPA:极性活化区,前-后轴是年幼肢芽和体壁后部连接处的一小团中胚层的特化,这个区域称为极性活化区(ZPA),位于后部间质细胞区。 附肢区:由能形成附肢的所有细胞所组成的区域。 1. 简述肢体细胞来源

肢体细胞有如下来源:

1)肌肉细胞前体:体节的轴下生肌区;2)骨细胞前体:侧板中胚层的体细胞区间质。 2. 简述AER的作用

AER即顶端外胚层嵴,中胚层间质细胞诱导其外侧的外胚层细胞形成突起结构,位于肢芽的远端边缘背腹交界处,是肢体生长的主要信号中心。 AER的作用主要有:

维持其内侧的间质细胞的增生能力,使肢体沿Proximal-Distal轴线生长; 维持A-P轴线控制因子的表达;

与控制A-P和D-V轴线的因子互作,以指导细胞的分化。 3. 简述附肢芽形成的可能机制

(1)附肢芽的形成受来自于中段中胚层如肾前体的信号诱导,移去中肾或在中肾与附肢芽细胞间插入不透膜可使附肢芽停止增大。

(2)侧板中胚层中,将要产生附肢间质细胞的细胞所分泌的成纤维细胞生长因子-10(FGF-10)诱导附肢芽的形成。

4. 举例叙述附肢发育中外胚层和中胚层的相互作用(了解)

AER是由内胚层诱导外胚层形成的,AER的存在对位于其下方的顶端中层的 持续增殖是必需的:

(1)在附肢发育期间任何时间除去AER,远端附肢的进一步发育停止; (2)当额外的AER移植到附肢芽将形成超数附肢结构,通常朝向附肢远端;

(3)将腿间质直接置于翅的AER下方,远端的后肢结构在附肢末端发育,如果腿间质离AER较远,后肢间质并人翅的结构;

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(4)当非附肢的中胚层移植到AER下方,则AER退化,附肢发育停止。,

同时,,中胚层在附肢的发育中也起着关键的作用。AER的形成和继续存在依赖于位于其下的中胚层。如果将预定附肢中胚层移植到躯干部外胚层下面,将形成一个AER和发育出一个外的附肢;如果将早期鸡胚附肢芽的中胚层切除,然后将剩余的外胚层包裹非附肢的中胚层,AER退化,中胚层停止增殖。

从上可以看出,附肢的向外生长涉及AER和中胚层间持续的相互作用。 在附肢发育中至少要求三种类型外胚层和中胚层间的相互作用:

一、 中胚层起始附肢芽向外生长和形成AER;

二、 AER刺激进一步向外生长及附肢芽中胚层的增殖和分化; 三、 附肢芽中胚层提供保持AER所必须的刺激。

5. 简述近-远轴的发育的机制

附肢沿近-远轴的分化是由AER和附肢中胚层诱导的相互作用产生的。 ①AER对肢芽向外生长的作用

在附肢发育期间任何时间除去AER,远端附肢的进一步发育停止;AER维持间质细胞的分裂能力,防止其形成软骨。

②渐进带(Progress zone,PZ)对肢芽向外生长的作用

渐进带是指位于AER下方、保持旺盛分裂能力的间质细胞区,离AER约0.2mm以内。PZ识别和决定肢体的P-D轴生长程度。附肢内中胚层细胞的命运是由它们在渐进带的区域中保留多长时间决定的:在渐进带中细胞持续增殖,那些首先被推离渐进带的细胞脱离开AER的影响,将形成附肢最近端的成分;而那些在渐进带保持较长时期的细胞将形成附肢较远端的成分。

③Hox基因在决定肢体P-D轴线中的作用

在肢芽中表达的Hox基因主要是Hoxa和Hoxd基因簇成员,它们沿近-远轴线分化表达,可能为肢体的发育提供位置信息。不同的Hox基因的缺少会导致特定的肢体软骨缺失。 6. 前肢和后肢发育机制有何不同

首先,前肢芽和后肢芽的成软骨细胞对信号的反应级纤连蛋白的沉淀方式不同;

其次,FGF诱导的肢体类型决定与肢芽是表达Tbx5或是Tbx4,Tbx5和Tbx4分别指定了前肢芽和后肢芽的发育;

最后,Tbx的异位表达可改变FGF的诱导结果。

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7. 肢体D-V轴线的确定中的重要分子有哪些。

(1)肢体D-V轴线决定于背部特异性表达的信号因子Wnt7a,它能诱导其下方的背部间质细胞表达转录因子Lmx-1;

(2)Lmx-1控制其它影响肢芽背部形态结构的基因的表达;

(3)Engrailed在小鼠肢芽腹部外胚层细胞中表达,决定了肢芽腹部命运。 8. 肢体A-P轴线的确定中的重要分子有哪些。

前-后轴是年幼肢芽和体壁后部连接处的一小团中胚层的特化,这个区域称为极性决定活性区(ZPA),位于后部间质细胞区。ZPA活性决定A-P轴线的信号传导机制:

SHH可诱导BMP2的产生,BMP2再诱导其它因子的合成。 SHH和来自AER的信号因子共同激活Hoxd基因及细胞增殖。 AER中的信号分子对于激活和维持SHH的表达起重要作用。 AER中的FGF8不能诱导前部合成SHH,可能与Hoxb8的表达有关 Wnt7a也能影响肢芽的A-P极性。它可能与SHH、FGF4互作。 9. 简述肢芽形成中的分子互作模型

AER形成时诱导分子间的相互作用模型:

侧板中胚层产生的fgf10诱导外胚层合成FGF8,后者诱导表皮外胚层下方的间质细胞扩增和肢芽后部区产生SHH,SHH反过来诱导肢芽后部外胚层细胞合成FGF4,FGF4与FGF8一道维持肢芽间质细胞的增殖能力和SHH在肢芽后部的表达。 10. 简述附肢发育中的细胞死亡及其机制

(1)细胞死亡在塑造附肢中起重要作用它对于关节的形成和分离指都是必需的。在脊椎动物的附肢中特定细胞死亡通常示程序化的,是长期进化中选择的。

(2)在细胞死亡被决定和死亡真正发生之间的时期DNA、RNA和蛋白质合成的水平急剧地降低。某些基因的表达预示在鸡后肢芽的一些区域细胞死亡。如在早期肢芽中,BMP2、BMP4、BMP7在趾间组织中表达,促进趾间组织的凋亡,趾区表达的noggin可拮抗BMP。但在较后期的肢体中,BMP促进间质细胞分化为软骨。

(3)决定细胞死亡的是间质细胞,而不是外胚层细胞。 11. 简述蝾螈附肢的再生过程

1)、创伤愈合

肢体切除后的6-12小时内,剩余部分的表皮细胞移向创口表面形成单细胞层表皮,再

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通过细胞增殖形顶端外胚层帽. 2)、组织破坏和去分化

残留跗肢中出现大片的组织溶解。此时创伤表面下的区域释放胶原酶,发生去分化,使以前的软骨、骨和结缔组织的细胞都呈现胚胎期间质细胞的形态。

3)、再生芽基的形成

去分化的细胞在顶外胚层帽下形成堆积突起,称为再生芽基。随着芽基的形成,组织破坏的程度减弱,且芽基迅速分裂增生,并产生新的附肢结构。 4)、形态发生和分化

在芽基中第一个分化的组织是软骨。当软骨完成其重建后,再生的软骨进行骨化。 12. 简述再生作用的调节

1).表皮的作用

在截肢后不久,皮肤表皮迅速覆盖创面,井增生形成多层细胞的顶表皮帽。将顶表皮帽移植到再生芽基的基部,可诱导超额附肢的再生。因此,顶表皮帽可能对附肢得以再生是必须的。

2).激素的作用

附肢再生也受内分泌系统的影响:将垂体切除,可阻止有尾类附肢的再生。参与的激素可能是生长素和催乳素。甲状酶素可能也参与附肢再生的调节。

3).神经的作用

神经对附肢再生的作用十分明显。在截肢后.神经很快就长人再生芽基.并重建正常的神经模式。

13、附肢骨的基本结构?

答:靠近体壁的肱骨、在中部的一个桡骨和一个尺骨、掌骨和远端的指骨。 14、肢芽 ?肢芽诱导的分子机制?前后肢的分化与哪两个基因有关?

答:附肢芽:附肢的原基称为附肢芽。某些基因在预定位置激活Tbx4和Tbx5,二者分别特化后肢和前肢。

15、细胞凋亡与趾形成的关系?

答:趾的形成依赖于趾间区和趾区生长速度的差异,决定细胞的死亡的是间质细胞,不是外胚层细胞。BMP2、BMP4、BMP7在趾间组织中表达,促进趾间组织的凋亡,趾间表达的noggin可拮抗BMP,从而防止部分趾间细胞的凋亡。

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