发育生物学课件5资料.pptVIP

第五章 四肢动物肢体的发育;肢体的三个轴线;脊椎动物肢体在结构和发育上是保守的。;一、肢芽的形成;寄生虫卵在肢芽中的繁殖导致多肢体的形成。;肢芽在躯干上的形成部位可能受视黄酸和hox基因的控制; 肢体细胞的来源肌肉细胞前体：来源于体节的轴下生肌区；骨细胞前体：侧板中胚层的体细胞区间质细胞。 肢芽的形成受来自于中间中胚层(intermediate mesoderm)如肾前体的信号诱导，移去中肾或在中肾与肢芽细胞间插入不透膜可使肢芽停止增大。;新的研究表明，侧板中胚层中将要产生肢体间质细胞的细胞分泌的FGF10诱导了肢芽的形成。;顶端外胚层嵴(apical ectodermal ridge, AER)的形成; AER的形成依赖于背部外胚层和腹部外胚层的互作 证据：①将一个肢芽的腹部外胚层细胞移植到另一肢芽的背部外胚层中，将产生一个额外的AER；②在肢芽外胚层背部化的突变体上，因缺少腹部外胚层而不能生成AER，造成无肢体。;AER中FGF8的表达是肢体生长所必需的;肢芽形成中的分子互作模型;AER在肢芽沿P－D轴线生长中的作用; AER维持间质细胞的分裂能力、防止其形成软骨：去除AER中将分化为脚趾间组织的细胞，将形成额外的脚趾。;鸡的两套趾症源于肢芽上有两个AER;用鹌鹑的AER取代无肢体鸡的AER可以导致正常的肢体发育;AER对P－D轴线影响的 分子基础是FGF因子;Progress Zone (PZ) 识别和决定肢体的P－D轴生长程度证 据 一;肢体的P-D极性决定于PZ而非AER：证据二;间质细胞离开PZ区的时间决定了其分化命运;利用突变体研究AER和PZ相互作用;Hox基因在决定肢体P－D轴线中的作用;Hox基因缺陷导致肢体相应部位的缺失;人的多指症也可能与Hox基因的异位表达有关;蝾螈肢体的再生;肢体的再生分神经依赖性和非神经依赖性两个阶段;截肢位置信息的识别：顶端外胚层帽识别截口近端的位置信息，并重建其远端的位置信息;不同部位的再生胚基不同的重建位置信息;不同部位的再生胚基细胞表面的粘附特性不同(远端更强)，这种粘附性质可能是P－D位置信息的一部分;Retinoic acid可以改变再生肢体的位置信息，使胚基近端化(proximalizing);三、肢体A－P轴线的确定;极性决定区(zone of polarizing activity, ZPA)位于后部间质细胞区;将额外的ZPA移植到肢芽的前端可导致远端形成镜像对称结构;Sonic Hedgehog的表达部位与ZPA吻合;Sonic Hedgehog具有ZPA活性的实验证据;ZPA活性决定A－P轴线的信号传导机制;SHH的下游基因是Hoxd基因;AER中的信号分子对于激活和维持SHH的表达起重要作用;四、肢体D－V轴线的确定;敲除Wnt-7a的小鼠的脚掌有镜像对称的双腹部结构;前肢芽和后肢芽的成软骨细胞对信号因子的反应及纤粘连蛋白的沉积方式不同;Tbx5和Tbx4分别指定了前肢芽和后肢芽的发育;FGF诱导的肢体类型决定于肢芽是表达Tbx5或Tbx4;Tbx4的异位表达可改变FGF的诱导结果。;六、细胞凋亡与趾的形成;决定细胞死亡的是间质细胞，而不是外胚层细胞。; 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。;骨形成蛋白BMP2、BMP7、GDF5在关节形成中的作用;七、肢体的进化;在鱼鳍和鸡后肢中Hox基因的表达谱相似;不同物种的肢体骨结构是相似的;决定肢体轴线的分子机制在不同物种上是保守的;THE END