发育生物学课件-附肢发生及机理.pptVIP

* AER中FGF-8的表达是肢体生长所必需的 成纤维生长因子8(FGF8)，它的表达谱与肢芽形成区一致，它在非肢体区的存在可导致形成一个新的肢体。 正常鸡胚有fgf8表达 肢体突变的鸡中没有fgf8表达 * 肢芽形成中的分子互作模型 AER形成的诱导分子：侧板中胚层产生的fgf10诱导外胚层合成FGF8，后者诱导表皮外胚层下方的间质细胞扩增和肢芽后部区产生SHH，SHH反过来诱导肢芽后部外胚层细胞合成FGF4，FGF4与FGF8维持肢芽间质细胞的增殖能力和SHH在肢芽后部的表达。 * AER在肢芽沿近－远轴线生长中的作用 说明AER是维持间质细胞分裂、推动肢体向外生长所必需的 说明AER影响A-P轴线 说明间质细胞决定了肢体的类型 说明间质细胞是维持AER所必需的 二、肢体近－远端轴线的生成 * 附肢发育中要求的三种类型外胚层和中胚层间的相互作用 中胚层起动附肢芽向外生长和形成AER； AER刺激附肢芽进一步向外生长及附肢芽中胚层的增殖和分化； 附肢芽中胚层提供保持AER所必须的刺激。 * 1. AER对肢芽向外生长的作用 在附肢发育期间任何时间除去AER，远端附肢的进一步发育停止；AER维持间质细胞的分裂能力、防止其形成软骨 渐进带（Progress zone，PZ) AER内保持有旺盛分裂能力的间质细胞区域称渐进带。不同时间离开渐进带的细胞分化为不同的软骨。 * 鸡的两套趾症源于肢芽上有两个AER * 用鹌鹑的AER取代无肢体鸡的AER可以导致正常的肢体发育 * AER对P－D轴影响的分子基础是FGF因子.AER与位于其下方渐进带间质相互作用的分子基础是在AER中合成的，并释放到其下方的间质中的成纤细胞生长因子2(FGF-2)。当除去AER后，植入的可释放FGF—2的念珠将代替AER的作用。 * 2.渐进带(Progress zone，PZ)对肢芽向外生长的作用 证据一 不同时间离开渐进带的细胞分化为不同的软骨。证据之一是，在不同时间去除AER，所形成的肢体骨不同。 渐进带是指位于AER下方、保持旺盛分裂能力的间质细胞区，离AER约0.2mm以内。 Progress Zone 识别和决定肢体的远--近轴生长程度 * 肢体的P-D极性决定于PZ而非AER： 证据二：P-d极性存在于渐进带内，因为嫩肢芽的PZ和AER移植到老肢芽上导致在原已长出的结构上再长出近端肢体结构，老肢芽的PZ和AER移植到嫩肢芽上导致在远端肢体结构提前长出，而单独移植AER不会出现此现象。 * 间质细胞离开PZ区的时间决定了其分化命运 附肢内中胚层细胞的命运是由它们在渐进带中保留多长时间决定的： 在渐进带中细胞持续增殖，首先迁出渐进带的细胞先脱离AER的影响，将发育形成附肢最近端的成分；而那些在渐进带保持较长时期的细胞将形成附肢较远端的成分； * 3、Hox基因在决定肢体P－D轴线中的作用 在肢芽中表达的Hox基因主要是Hoxa和Hoxd基因簇成员，它们沿近－远轴线分化表达，可能为肢体的发育提供位置信息。不同的Hox基因的缺少会导致特定的肢体软骨缺失。 * Hox基因缺陷导致肢体相应部位的缺失 并指多指(HOXD-13突变） * 人的多指症也可能与Hox基因的异位表达有关 * 三、肢体A－P轴线的确定 鸡的肢芽尚未形成之前，其 A－P和D－V轴线就已经确定。(移植的肢芽的极性不受受体胚胎极性的影响) * 研究表明，前-后轴是年幼肢芽和体壁后部连接处的一小团中胚层的特化，这个区域称为极性活化区(ZPA)，位于后部间质细胞区。 * 将额外的极性活化区(ZPA)移植到肢芽前端可导致远端形成镜像对称结构 * Sonic Hedgehog（Shh）的表达部位与ZPA吻合 * Sonic Hedgehog(shh)具有ZPA活性的实验证据 * 前-后特化:可扩散形态发生子模型 A. 正常附肢的ZPA中产生一种可扩散的因子，形成由后高前低的梯度，当降低到一定阈值水平时，它组织细胞形成特定的指。后趾是Ⅳ，前指是Ⅱ 此模型认为是由ZPA组织分泌的可扩散形态发生子决定，此物质从ZPA向外扩散，由肢芽后端向前端形成一种浓度梯度。 B. 当额外的ZPA置于附肢的前部，假定的形态发生子的浓度发生变化，建立一种形态发生子对称的分布，阈值的状况仍然适用，结果形成对称的加倍指。 * ZPA活性决定A－P轴线的信号传导机制 SHH可诱导BMP2的产生，BMP2再诱导其它因子的合成。 Shh和来自AER的信号因子共同激活Hox d基因及细胞增殖。 AER中的信号分子对于激活和维持SHH的表达起重要作用。 AER中的FGF8不能诱导前部合成SHH，与Hoxb8的表达有关 Wnt7a也能影响肢芽的A－P极性。它可能与Shh、FGF4互作。