发育神经生物学概论简本.ppt

发育神经生物学 简介 概 述 发育神经生物学是神经生物学的一个研究分支，是神经科学领域中一门新兴的，综合的基础实验科学。 神经系统的发育过程，包括细胞间的识别与基因表达，神经通路的寻找与建立，神经细胞的衰老与防衰老，以及发育的可塑性等。 探寻先天性畸形、肿瘤的发生与神经发育异常的相关性，等等。 特 点 强调两个“相互作用”： ①基因与环境：神经系统的发育是基因表达和环境因素交互作用的结果； ②神经元与神经胶质细胞：神经系统的发育是神经元与神经胶质细胞相互作用的结果。 一、神经生物学所用的研究方法 1、细胞培养技术 2、分子标记技术 3、反义技术 4、转基因技术 神经细胞培养技术类型 ①外植体细胞培养(explant cell culture)； ②分离的细胞培养(dissociated cell culture)； ③重新聚合的细胞培养(reaggregate cell culture)； ④克隆细胞培养(clonal cell culture)。 前三类合称原代培养，第四类是对单一细胞的后代谱系进行培养。这四类技术各有其优点，都对发育神经生物学有着独特的贡献。 2、分子标记技术 发育系统的研究存在许多难点，细胞谱系多、发育阶段转换快、胚胎细胞缺乏。故难以对细胞类型进行精确定性和定位。 随着免疫学的发展，对每种细胞进行多克隆或单克隆抗体标记 ，可鉴定特异性细胞群。 核苷酸标记探针可检测出特异性的核苷酸顺序及mRNA，与免疫细胞化学法结合，可以分析与细胞表型有关的基因表达过程。 利用逆转录病毒载体（retrovirus vector construct）,也可将一个异种标记基因引导至处于某个发育阶段的细胞。 3、反义技术 应用反义分子（反义DNA或RNA）干预目标基因的表达，使mRNA前体剪接和翻译受阻，达到封闭或阻断特异基因表达的目的。 技术手段简洁，构思精巧，有效可靠。不需改变基因结构就可分析基因的功能，从而避免对基因进行条件性突变，且不影响靶基因的邻近基因的正常表达。 反义技术的三种方法： ①将体外合成的反义RNA注入早期胚胎，观察基因表达受抑时表型的改变； ②以受条件启动子启动的反义表达载体转染培养的组织细胞； ③将反义基因整合于种系细胞以在个体水平上分析基因的功能。 上述方法可有助于研究结构基因的功能、基因的表达调控、细胞分化的遗传控制、程编性死亡的机理、基因表达的时序关系等神经生物学的重大问题。 4、转基因技术 生殖工程与遗传工程结合的一种技术方法。 原理：将目的基因（外源基因）在体外改造构建成可表达的融合基因后，将其导入受精卵或囊胚期的全能干细胞内，使目的基因在染色体上稳定整合。然后将受精卵或囊胚移入假孕母体子宫，使之发育成为能把目的基因传给子代的个体。 用此技术培养出的动物称转基因动物。 转基因技术的方法有： ①畸胎瘤细胞植入法 ②逆转录病毒转染法 ③显微注射法 ④胚胎干细胞法 该技术可利用建立的转基因动物模型，检测癌基因，转录特定基因，研究结构蛋白和功能蛋白基因胚胎发育中的作用，为基因治疗等提供了新的思路。 二、神经系统发育的基本阶段 1、神经诱导与神经外胚层的形成 2、定位性细胞繁殖 3、细胞迁移 4、细胞类聚 5、未成熟神经元的分化 6、特异性联系的形成 7、程序性细胞死亡 8、神经联系的第二次调整 ①细胞增殖 ( cell reproduction )； ②细胞分化 ( cell differentiation )； ③形态发生 ( morphogenesis )。 神经系统从较简单的结构发育成极为复杂的结构网络，是以高度有序的时间与空间顺序贯穿于整个胚胎发育的全过程。大致经过了以下八个阶段： 1、神经诱导与神经外胚层的形成 含义：中、外胚层相互作用诱导出神经外胚层。 原理：中胚层释放：①神经化因子，使神经组织特化；②中胚层化因子，其浓度梯度，决定着脑的区域分化。 结果：中胚层从头端到尾端依次诱导前脑、中脑、后脑、脊髓。 2、定位性细胞繁殖（locallized cell proliferation） ① 神经管形成，细胞迅速繁殖 神经板凹陷形成神经管时，细胞数量变化不大； 一旦神经管闭合，管壁的单层上皮迅速增殖为假复层神经上皮，继而增殖为复层上皮。 ② 脑区内细胞数量决定于： 繁殖期的长短； 有丝分裂周期的长短； 神经前体细胞数量的多少。 ③细胞的生日 细胞丧失合成DNA的能力、停止有丝分裂的时间，称为细胞的生日，它是细胞生活史中的关键阶段。 细胞的生日严格不变。知道某种细胞的生日，就能知道其最终在何部位定居，甚至可知道某些神经元与其它神经元的