三胚层器官发生专家讲座

第五章三胚层-器官发生三胚层器官发生专家讲座第1页脊椎动物三胚层形成部分器官三胚层器官发生专家讲座第2页一、外胚层与中枢神经系统（一）中枢系统形成

神经管(neuraltube)是中枢神经系统原基，其形成称为neurulation。其方式分primaryneurulation和secondaryneurulation两种。1.Primaryneurulation:

由外胚层细胞增殖、内陷并最终离开外胚层表面而形成中空神经管。绝大多数脊椎动物前部神经管形成采取此种方式。三胚层器官发生专家讲座第3页

外胚层细胞命运：背部中线区细胞将形成脑和脊髓；中线区外侧细胞将生成皮肤；上述二者相交处细胞为神经嵴细胞(neuralcrest)，它们将迁移各处形成外周神经元、色素细胞、神经胶质细胞等。三胚层器官发生专家讲座第4页

神经管形成起始：来自背部中胚层信号诱导预置神经板边缘细胞背侧收缩，而预置表皮细胞向中线移动，使表皮与神经板交接处凸起形成神经褶。三胚层器官发生专家讲座第5页

Primaryneurulation过程三胚层器官发生专家讲座第6页三胚层器官发生专家讲座第7页神经管形成扫描电镜图三胚层器官发生专家讲座第8页人类胚胎神经管闭合缺点症

不一样区域神经管封口时间不一样。第二区封口失败，胚胎前脑不发育，即致死性无脑症；第5区不封口造成脊柱裂口症。

Sonichedgehog,Pax3,openbrain等基因是神经管闭合所必需。孕妇服用叶酸和适量胆固醇可降低胎儿神经管缺点风险。三胚层器官发生专家讲座第9页

2.SecondaryNeurulation

特点：神经管由胚胎内细胞组成实心索中空而成。鸟类、哺乳类、两栖类动物胚胎后部神经管及鱼类胚胎全部神经管形成采取此种方式。三胚层器官发生专家讲座第10页3.脑分区三胚层器官发生专家讲座第11页后脑分区

脊椎动物后脑普通都再分出多个菱脑原节(rhom-bomeres),每个菱脑原节是一个发育单位，节内细胞可交换，而节间不能交换。

后脑产生控制面部和颈部神经，其产生神经嵴细胞分化出周围神经和面部骨骼和结缔组织。三胚层器官发生专家讲座第12页神经嵴细胞

发生部位:神经管闭合处神经管细胞和与神经管相接外表层细胞，它们间质细胞化而成为神经嵴细胞。

特点:含有迁移性。

分化命运：因发生部位和迁移目标地不一样而不一样。可分化为感觉、交感及副交感神经系统神经元和胶质细胞；肾上腺髓质细胞；表皮中色素细胞；头骨软骨和结缔组织等。

三胚层器官发生专家讲座第13页躯干神经嵴细胞迁移

Dorsolateralmigrationpathway:由背部向侧翼、再向腹部迁移，位于表皮与体节之间，分化为色素细胞。

Ventralmigrationpathway:进入体节迁移，有在体节中形成背根神经节，有穿越体节前半区分化为交感神经和肾上腺髓质细胞。

迁移机制：即将迁移前表示Slug蛋白,用反义寡核苷酸抑制SlugmRNA造成其不迁移；E-和N-cadherin在迁移前表示，在迁移时停顿表示。三胚层器官发生专家讲座第14页其它组织对神经嵴细胞迁移影响

体节细胞影响:不一样A－P部位神经嵴细胞都只能从体节前半部迁移，即使将体节做180o旋转也如此。其原因可能是后半部表示跨膜蛋白Eph组员，而神经嵴细胞表示其配体，二者互作产生排斥。

神经管和脊索影响:均抑制神经嵴细胞迁移。假如神经嵴细胞迁移前将神经管沿D－V轴转180o,则神经嵴细胞向胚胎背部方向迁移。三胚层器官发生专家讲座第15页头部和胸部神经嵴细胞

头部神经嵴细胞:向背侧方向移动，分化为面部软骨、骨、头部神经元胶质细胞、肌肉等。心神经嵴(cardiacneuralcrest):部分后脑后部神经嵴细胞产生主动脉内皮细胞和产生主动脉与肺动脉之间隔膜.三胚层器官发生专家讲座第16页Waadenburg综合征三胚层器官发生专家讲座第17页三胚层器官发生专家讲座第18页PAX3与WS1和WS3：PAX3基因是PAX家族组员之一，主要特征是含有配对域(paireddomain)和一个高度保守能与DNA结合氨基酸结构域，PAX3是一个转录因子，在小鼠神经管、发育脑组织、神经脊及其衍生物中都有表示，是神经管闭合所必需。主要功效是经过控制靶基因从而调控胚胎生长发育，在骨骼肌肉形成过程中发挥主要作用。Tassabehji等最早报道WS1患者PAX3基因突变，后续研究发觉90%WS1和50%WS3可检测到PAX3基因突变。三胚层器官发生专家讲座第19页MITF、SNAI2与WS2：人类MITF基因编码MITF是一个螺旋一环一螺旋碱性亮氨酸拉链结构转录因子，这些蛋白质经过HLH—Zip结构域形成同源或异源二聚体后以其基本DNA结合域与DNA结合参加调控各种生长发育过程，尤其是色素细胞存活、增殖和分化。色素细胞缺点能够引发色素分布异常，耳蜗血管纹色素细胞缺失可引发耳聋。WS2患者MITF基因突变最早是Tassabehji研究报道。随即大量研究发觉许多WS2家系有MITF基因突变，据推测大约有15-20%WS2患者有MITF基因突变。SNAI2(SLUG)是一个锌指转录因子，迁徙神经脊细胞可表示。最新研究揭示小鼠slug基因杂合突变可引发小鼠出现额顶及腹部毛发变白改变，提醒人类SNAI2(sLuG)可能参加WS形成，Martin等检测38个无MITF突变WS2，其中2个WS2表现SNAI2(SLUG)杂合缺失，深入试验表明MITF可与SNAI2(sLuG)开启子E盒相作用而调整色素细胞生长发育。三胚层器官发生专家讲座第20页EDN3、EDNRB、SOX10与WS4：EDN3定位于20q13.2-q13.3区间，据推测其能有效促进胚胎组织色素细胞有丝分裂，并可改变其分化过程，使其含有胶质细胞一色素细胞双向分化潜能。EDN3受体基因EDNRB定位于13q22，其编码EDN3受体蛋白配体。研究发觉部分WS4患者有EDN3和EDNRB突变。SOX10是DNA结合蛋白中含有高活动组分(highmobilitygroup，HMG)超家族组员之一，在胚胎神经细胞发育中最先表示并促进外周神经系统发育。自Pingault等在一个WS4检测到SOXl0突变以来，已经发觉各种SOXl0突变与WS4相关。WS4为常染色体隐性遗传且多为散发病例。三胚层器官发生专家讲座第21页(二)表皮及其衍生物发育1表皮细胞起源胎皮和基底层基底层-棘层-颗粒层-过渡型细胞-角质层三胚层器官发生专家讲座第22页大疱型表皮松懈症三胚层器官发生专家讲座第23页三胚层器官发生专家讲座第24页胶原蛋白7三胚层器官发生专家讲座第25页家族性良性慢性天疱疮三胚层器官发生专家讲座第26页三胚层器官发生专家讲座第27页ATP2C1ATP2C1编码蛋白质（hspcA1

）是一个存在于高尔基体内新型钙泵ATP酶，在角质形成细胞内高度表示。钙泵在调整角质形成细胞之间黏附作用还不明确，但因为基因突变造成细胞内钙离子浓度改变可能会造成蛋白水解或钙粘连蛋白构象改变，使它们出现不正常分布，进而造成角质形成细胞分离。ATP2C1突变将造成hspcA1功效障碍，所以hspcA1功效正常行使对于维持表皮结构完整性起着主要作用。三胚层器官发生专家讲座第28页2皮肤衍生物三胚层器官发生专家讲座第29页念珠状发三胚层器官发生专家讲座第30页三胚层器官发生专家讲座第31页hHB6(人毛发碱性角蛋白6)。当前已知毛细胞角蛋白定位于I型角蛋白簇17q12.21或Ⅱ型角蛋白簇12q13上。致病突变发生在对正常纤丝装配关键区段。三胚层器官发生专家讲座第32页二、中胚层

神经胚期中胚层分为5个区

1位于胚胎后面中央脊索中胚层—脊索

2背部体臂中胚层—体节和神经管两侧中胚层-背部许多结缔组织

3中段中胚层—泌尿系统和生殖器官

4离脊索稍远侧板中胚层—心脏、血管、血