第五章神经胚形成与神经系统发育.ppt

第五章 神经胚形成及神经系统发育 外胚层细胞的命运：背部中线区的细胞将形成脑和脊髓；中线区外侧的细胞将生成皮肤；上述二者相交处的细胞为神经嵴细胞(neural crest)，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。 神经管形成的起始：来自背部中胚层的信号诱导预置神经板边缘的细胞的背测收缩，而预置的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。 Primary neurulation的过程 神经管形成的扫描电镜图 神经管与相邻外胚层细胞分离可能与细胞粘连分子有关 神经管沿A－P 轴线依次闭合，完成形成过程。 人类胚胎的神经管闭合缺陷症 不同区域的神经管的封口时间不同。第二区封口失败，胚胎的前脑不发育，即致死性的无脑症；第5区不封口导致脊柱裂口症。 Sonic Hedgehog、Pax3等因子是神经管闭合所必需的。孕妇服用叶酸和适量的胆固醇可降低胎儿神经管缺陷的风险。 2. Secondary Neurulation 斑马鱼神经管的形成 斑马鱼的胚盾具有组织中心活性 神经管细胞的迁移 神经细胞的分化 小脑皮层的组织发生 Migrating neural crest cells 脊髓沿D－V轴分化的机制 腹部命运：决定于来自脊索和floor plate的信号。将脊索置于脊髓的侧面或背部，其接触的脊髓部位将形成第二个floor plate, 附近分化出motor neuron, 但背部标志基因pax3和pax7的表达受抑制。 腹部信号分子是Sonic Hedgehog，其不同的浓度决定了不同的腹部命运(高浓度诱导motor neurons,而低浓度诱导C. neurons)。 背部命运：决定于来自神经管形成中背部外胚层产生的BMP4和BMP7,它们能够诱导脊髓背部细胞表达BMP4和Dorsalin-1。 背、腹部信号分子间的互作提供了脊髓细胞分化的位置信息。如将notochord去除后，Dorsalin的表达区就向腹部扩展。 SHH BMP4、BMP7 BMP4、BMP7 BMP4 Dorsalin-1 SHH 3.中枢神经系统的分层 在不同时间点产生的神经元的最终停留位置不同，最早产生的最靠近管腔。 左图为人类胚胎神经管不同区域的管壁的分层图示。最靠近管腔的一层为室管膜层，又叫室管增殖区，其内的细胞维持了分裂能力。 外套层(mantle zone)来自室管膜层的细胞分化为神经元和神经胶质细胞。 边缘区(marginal zone) 主要为神经轴索和胶质细胞。 有丝分裂后的细胞开始分化并向基板迁移，细胞聚集形成 外套层； 灰质：外套层神经细胞体分布的区域。 白质：边缘层轴突和树突分布的区域。 细胞分裂 室管层 最初形成的神经管上皮细胞分裂产生两类细胞：能够继续分裂的上皮细胞；失去再分裂能力的神经细胞，它们沿放射状分布的胶质细胞向外迁移。 辐射纤维：在神经系统层状结构的发育中，由神经胶质细胞伸出的、辐射状排列的突起。 在大脑皮层中神经细胞的迁移一直紧紧贴附于辐射状排列的神经胶质细胞的突起上。 室管膜层区细胞的分裂方式与子细胞命运的关系 Vertical division:分裂面与表皮细胞长轴平行，产生2个有继续分裂能力的子细胞。 Horizontal division:分裂面与表皮长轴垂直，只产生一个有继续分裂能力的子细胞。 原因：Notch-1和numb蛋白的不均匀分布。 室管膜细胞产生神经元和神经胶质细胞前体。 神经细胞开始迁移时，神经元细胞不再分 裂，而神经胶质细胞却可持续进行分裂。 大脑皮层的组织发生： 皮层板发育为新皮层，最后分化为6层细胞： Ⅰ： 分子层 II： 外颗粒层(大鼠妊娠21天) III： 锥体细胞层(妊娠19天) Ⅳ： 内颗粒层(妊娠18天) V： 神经节细胞层(妊娠17天) Ⅵ： 多形细胞层(妊娠16天) 分子层 外颗粒层 锥体细胞层 内颗粒层 神经节细胞层 多形细胞层 颗粒层 浦肯野细胞层 中间层 室管膜 分子层 浦肯野细胞层 内颗粒层 外颗粒层 小脑立体结构 脊髓神经系统的分层 副 交 感 神 经 系 统 交 感 神 经 系 统 五、神经元的生长和凋亡 1.神经元的结构 神经元一般包括4个组成部分：soma, dend