发育神经生物学..ppt

发育神经生物学 Developmental Neurobiology 课程的性质 发育神经生物学(Developmental Neurobiology)是神经科学 中一个重要的分支学科。它的研究包括神经细胞谱系的追踪， 神经元和神经胶质细胞的发生、诱导、迁移、分化，轴突与树 突的发育，突触的发生和神经网络的形成，各脑区的组织发 生，发生后的发育、成熟、老化、退变，神经系统的可塑性、 伤后的再生和修复，以及神经系统退行性疾病的发病机理和脑 内移植的应用等方面，其范围极其广泛。近年来，随着分子生 物学的深入研究，使神经系统发育中基因调控的研究有了较为 迅速的发展。特别是关于与神经系统发育密切相关的同源盒基 因(homeoboxgene)的研究发现，使这一领域受到更多的关注。 从某种意义上说，现代发育神经生物学的研究，实质上是神经 系统的发育再生及其基因调控的研究，因而是一个极其复杂的 生物学过程。 发育神经生物学是《神经生物学》硕士研究生的学位课， 54学时，主要讲授神经系统的发育、再生与细胞编程性死亡， 神经系统的可塑性等。通过这门课程的学习，使学生初步掌握 神经系统从发育至老化中的有关问题及调控与研究方法。 第一章 神经细胞的发育分化与神经系统 发育中的基因调控 神经元与神经胶质细胞的发育和分化是 发育生物学研究的热点之一。 细胞克隆（cell clone）：由一个细胞通过有丝分裂产生的具有同一遗传特征的一群细胞 细胞族(cell lineage)：一个细胞经过分裂、分化后产生的子细胞及母细胞群体，它们之间的遗传特性、形态特征不尽相同，也称为细胞世系、细胞谱系。 一、细胞周期中的神经上皮细胞 1. 细胞周期（cell cycle）：细胞生活周期(cell life cycle)，细胞增殖周期（cell generation cycle） 细胞周期： M期（分裂期mitotic phase, ）： S期（DNA合成期）：细胞急剧合成DNA聚合酶 及4中脱氧核苷酸。 G1期（gap 1 phase）：M期之后与S期之前的 时期。DNA合成前期，合成细胞所需要的结构 蛋白和酶蛋白，为DNA复制准备必要的条件。 G2期（gap 2 phase）：S期之后，又称合成后 期或分裂前期。为细胞分裂准备条件，细胞进 行活跃的RNA和蛋白质合成，并可合成一些 “有丝分裂”因子。 2、细胞周期中的神经上皮细胞 神经上皮（neuroepithelium）：神经管上皮，是假复层上皮。 腔面：内界膜 基底面：外界膜 细胞形态：柱状、锥形或梭形。神经上皮细胞具有明显的浆膜，是分离的，不形成合体细胞。 细胞核：位于不同平面；在腔面细胞间彼此以闭锁堤连接 1）细胞周期中的神经上皮细胞特点 神经管的神经上皮细胞均处于细胞周期的不同时期；核的 位置随细胞周期的不同而在内、外界膜之间往返移动。 S期： DNA合成期，细胞集中于外界膜面，细胞开始缩短变 圆，向内界膜移动，细胞核也随之移向内界膜。S期细 胞靠近外界膜聚集成S带。 G2期：时间较短，与邻近细胞的连接消失，细胞迅速下降至 主腔面，细胞核变圆，进入M期。M带与S带之间为中 间带（intermediate zone, I带） M期：分裂期，细胞集中于内界膜面。M期细胞靠近内界膜聚 集成M带。在分裂期，神经上皮细胞不断增殖过程中，细 胞开始进行迁移和分化。M带有丝分裂中期细胞的纺锤体 如与表面垂直，分裂后的一个子细胞即向神经上皮的外周 迁移，并分化为神经母细胞（neuroblast），它们不具备 摄取3H-胸腺嘧啶的能力，也不再分裂，为幼稚的神经元 G1期：分裂完成后，细胞间重建连接结构，细胞核再度变长， 移向外界膜，进入S期。M带与S带之间为中间带。 2）细胞周期中的神经上皮细胞三个去向： ① 继续进入有丝分裂周期。在神经板和早期神经管中的子细胞可再进入有丝分裂周期，失去与管腔基底连接。 ② 不能进入分裂周期的子细胞则迁移进入套层。各种类型的神经元和神经胶质细胞在套层发生分化。 a、一些神经元和神经胶质细胞在受适当刺激情况下仍可进入有丝分裂周期； b、另一些神经胶质细