Ch07 器官发生(二)四肢

1、 n肢体有三个发育轴 远近轴：从肢的基部延伸到顶部 前后轴：从拇指到小指（与躯体的前后轴 平行） 背腹轴：人：从手背指向手掌，鸡：有羽的 一面为背面，相对为腹面。 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。 鸡前肢内骨的排列模式及其不对称性 脊椎动物的肢由肢芽发育而来。 鸡胚胎的肢芽。鸡胚胎的肢芽。孵 化后第三天胚胎的 侧面出现肢芽 美西螈（Ambystoma maculatum）的预定前肢区 围臂侧面组织围臂侧面组织 自由肢自由肢 肩带肩带 Hyla regila（太平 洋树蛙）的早期 后肢区被许多寄 生的线虫卵分隔 开，形成多附肢 的蝌蚪，示附肢 区的调整能力

2、。 homeotic transformation A，RA处理蝌蚪的尾巴引起肢的再生； C，RA处理 促进肢芽的形成（箭头所指部位）。 两栖类胚胎中附肢由中胚层起源的图解 FGF10的表达及其在鸡肢发育过程中的作用。 异位肢芽发生在TBX4 和TBX5共表达的区域内， 形成前肢和后肢的混合体。 TBX4和TBX5在FGF10诱导形成的肢芽中的表达 异位过量表 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。 AER的作 用；及其 与位于其 下的中胚 层的相互 作用 n以上实验说明： AER对肢体远近轴发育，形成完

3、整的肢体 是必须的。 肢体的类型由间充质决定。 AER与间充质的相互作用是附肢发育的必要 条件。 外胚层嵴顶端通过刺激渐进区内细胞增殖发挥作用，为肢体发外胚层嵴顶端通过刺激渐进区内细胞增殖发挥作用，为肢体发 育提供充足的细胞来源。育提供充足的细胞来源。从正在发育的肢芽中去除AER，导致 渐进区内细胞增殖停止，从而肢芽生长的停止；在发育后期将 AER去除，可得到较为完整的肢。 生长因子可以替代顶外胚层嵴。生长因子可以替代顶外胚层嵴。FGF8刺激渐进区的形刺激渐进区的形 成，含有成，含有FGF8的琼脂糖珠能够替代顶外胚层嵴的作用，使肢的琼脂糖珠能够替代顶外胚层嵴的作用，使肢 芽发育为完整的肢体。芽

4、发育为完整的肢体。 肢体发育过程中Hox基因表达的变化与肢体远 近轴模式的建立（Hox基因家族的巢式表达） Hoxa9在肢体上部 表达，那里将形 成肱骨（或是下 肢的股骨）， Hoxa9-11在肢骨较 低部位表达，那 里将发育出挠骨 和尺骨（或胫骨 和腓骨）； Hoxa9-13在腕骨和 指骨中表达。 肢体发育过程中肢体发育过程中Hox基因表达的变化与肢体远近轴模式基因表达的变化与肢体远近轴模式 的建立（的建立（Hox基因家族的巢式表达）基因家族的巢式表达） n敲除Hoxa11和Hoxd11基因，小鼠上肢尺骨和挠骨 缺失（图B），敲除Hoxa13和Hoxd13基因，小鼠 上肢远端指骨缺失。 n人

5、体Hoxd13两个等位基因缺陷，会发生指（趾） 的融合（图C），Hoxa13突变，造成指（趾）畸 形。 Hox基因簇决定前肢远近轴模式的假说基因簇决定前肢远近轴模式的假说 前前 后后 、指指 移植ZPA到肢芽前部中胚层，会导致指以正常指镜像 的形式发生复制 二、二、 信号分子信号分子SHH在决定肢体前后轴在决定肢体前后轴 图式形成中的作用图式形成中的作用 箭头指示箭头指示SHH的表达部位的表达部位 转转Sonic hedgehog （SHH）基因细胞能够诱导指的）基因细胞能够诱导指的 镜像结构产生。镜像结构产生。 Hoxa和和Hoxd在肢芽内在肢芽内 的每一个区域表达模式的每一个区域表达模式

6、不同，因而能够在肢体不同，因而能够在肢体 远近轴和前后轴方向上远近轴和前后轴方向上 产生不同的位置信息。产生不同的位置信息。 前后轴方向上，整个前后轴方向上，整个 肢芽内都有肢芽内都有Hoxd9表达，表达， Hoxd10-12以以ZPA为中为中 心形成逐渐缩小的扇心形成逐渐缩小的扇 形区域，形区域，Hoxd13在后在后 缘前端的缘前端的ZPA表达。表达。 第四节第四节 肢体背腹轴的图式形成肢体背腹轴的图式形成 一、一、 肢体背腹轴图式的确定肢体背腹轴图式的确定 外胚层控制发育中肢的背腹轴图式的形成。外胚层控制发育中肢的背腹轴图式的形成。Wnt-7a在背部外 胚层中表达，而Engrailed基因在腹部外胚层中表达。lmx-1基 因在背中胚层中被Wnt-7a诱导表达，并且参与背部结构的确 定。 一、肢体远端结构的形态发生一、肢体远端结构的形态发生 鸭胚和鸡胚后肢原基中细胞死亡模式的比较。 鸡胚趾间细胞的程序性死亡信号可能由BMP发出，封 阻BMP的受体将会阻止这些细胞的程序性死亡。 noggin expression dominant negative BMP receptor BMP蛋白可能参与了软骨的稳定和关节的形成