发育生物学课件.pptVIP

Morphogenesis:VertebrateLimbDevelopment;第十四章附肢的发育和再生;一、脊椎动物附肢的发育;孵化10天的完整鸡翅标本，示三个发育轴：近侧-远侧轴、前后轴及背腹轴。;在所有的四足动物中，附肢发育的基本形态发生原则（basicmorphogeneticrules）是相同的。

构建一个附肢所需要的位置信息要在一个三维（或包括时间在内的四维）的、相互协调的系统中发挥作用。现在已鉴定了一系列蛋白，在附肢近远轴、前后轴和背腹轴的形成过程中发挥作用。;1、附肢的起源;鸡胚胎的肢芽。孵化后第三天胚胎的侧面出现肢芽;美西螈（Ambystomamaculatum）的预定前肢场;2、附肢的早期发育;Inductionoftheearlylimbbud:Wntproteinsandfibroblastgrowthfactors(FGFs);(A)在分肢正常形成之处的侧板中胚层lateralplatemesoderm里，有FGF10表现。(B)当将会分泌FGF10的细胞转植于鸡胚的侧翼时，FGF10会使一异位的分肢形成。;Wntproteinsandfibroblastgrowthfactors(FGFs);孵化48－54h鸡胚附肢芽开始形成的分子模型;前肢、后肢的分化;TBX4和TBX5在FGF10诱导形成的肢芽中的表达;异位表达TBX4，可以使FGF10诱导形成的前肢转变为后肢;扫描电镜观察孵化4.5天的鸡胚肢芽，显示顶外胚层嵴AER。;附肢发育中外胚层和中胚层间的相互作用;渐进带(PZ)在附肢发育中的作用;渐进带（PZ）细胞控制近－远端分化

A.将早期翅芽的PZ移植到已经形成尺骨和挠骨的晚期翅芽中，形成额外的尺骨和挠骨。B.将晚期翅芽的PZ移植到早期翅芽中，中间结构缺失。;附肢发育中至少要求三种类型的外胚层和中胚层间的相互作用：第一，中胚层起始附肢芽向外生长和形成AER；第二，AER进一步刺激肢芽的向外生长以及肢芽中胚层的增殖和分化；第三，附肢芽中胚层提供保持AER所必须的刺激。;近远轴（P-D)的发育

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。附肢芽的逐渐向外生长是由于位于AER下面间质细胞的增殖，而AER释放的分子维持间质细胞不断进行分裂。

由AER合成、释放到其下的间质中的成纤维细胞生长因子FGF可能是鸡胚中维持间质细胞增殖的分子。;如果AER在肢干发育的任何时期被移除，则末端肢更进一步的骨骼发育将会停止;在肢干发育中，越早移除AER，则肢干的缺??越大。上图分别为在第三天、第三又二分之一天、第四天移除AER以及不移除AER对翅膀生长的影响。;生长因子可以替代顶外胚层嵴。将AER切除后，移植能释放生长因子FGF-8的玻璃珠，可使肢几乎正常发育。;Specifyingthelimbmesoderm:DeterminingtheP/Dpolarityofthelimb;渐进带模式（progresszonemodel）;;早期定位与扩散模式;间质细胞特化近-远轴的两种模式;Hoxgenes,meisgenes,andthespecificationoftheP/Daxis;同源基因比较;右图(A)为正常老鼠的前肢，而图(B)为Hoxa-11与Hoxd-11两基因都已突变失去功能的老鼠前肢，其桡骨跟尺骨皆已消失。;Hoxgene特化前肢特定部分的假设

Hox-9特化肩胛骨，Hox-10特化肱骨，Hox-11特化尺骨跟桡骨，Hox-12特化掌骨，Hox-13特化指骨。;Hox基因在四肢形成期间的表现量改变情形。在肢柱形成时(phaseⅠ)，Hoxd-9与Hoxd-10表现在新形成的肢芽。而在形成肢杆时(phaseⅡ)，Hoxd-9到Hoxd-13都有表现在肢芽的后端，但只有Hox-9在前端跟后端都有表现。在肢身形成时，Hox基因的表现相反过来，Hoxd-13和Hoxa-13在前端跟后端都有表现，而Hoxd-10到Hoxd-12以及Hoxa-12表现在后端。;Hox基因和附肢畸形;Thehandshowsarelativelymilddefect,polydactyly(多指畸形).;ThepicturesbelowshowamuchmoreseverelimbphenotypethatisassociatedwithmutationsoftheHoxd13gene.Noticethedifferencebetweentheheterozygous(杂合型)ontheleftandathe