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附肢的发育和再生

附肢的发育和再生. 脊椎动物附肢的发育. ？. 脊椎动物的附肢都是由中胚层和外部的表皮共同形成的 , 但它们的最后形式却各不相同的。如前肢可成为前足、上肢、翅、鳍等。. 附肢的起源. 脊椎动物的附肢在起源上是由胚胎体壁向外生长形成的 侧板中胚层 体节腹侧部产生的疏松间质 外胚层. 肢芽的形成. ？. 前肢和后肢？. TBX4 和 TBX5 在肢型特化中的作用. TBX4 和 TBX5 在 FGF10 诱导形成的肢芽中的表达. 附肢发育时期轴的建立. 脊椎动物完全形成的附肢包含三个轴的发育，分别是

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附肢的发育和再生

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Presentation Transcript

  1. 附肢的发育和再生

  2. 脊椎动物附肢的发育 ？ • 脊椎动物的附肢都是由中胚层和外部的表皮共同形成的, 但它们的最后形式却各不相同的。如前肢可成为前足、上肢、翅、鳍等。

  3. 附肢的起源 脊椎动物的附肢在起源上是由胚胎体壁向外生长形成的 • 侧板中胚层 • 体节腹侧部产生的疏松间质 • 外胚层

  4. 肢芽的形成

  5. ？

  6. 前肢和后肢？

  7. TBX4 和TBX5在肢型特化中的作用

  8. TBX4和TBX5在FGF10诱导形成的肢芽中的表达

  9. 附肢发育时期轴的建立 脊椎动物完全形成的附肢包含三个轴的发育，分别是 • 近-远（proximal-distal, P-D）轴 • 背-腹（dorsal-ventral，D-V）轴 • 和前-后（anterior -posterior，A-P）轴

  10. 附肢发育近远轴的形成：外胚层和中胚层间的相互作用 • 在鸟类和哺乳类中胚层诱导肢芽顶端前、后边缘的外胚层细胞伸长，形成一个增厚的特殊结构, 称为顶外胚层嵴（apical ectoderm ridge (AER) ）。

  11. AER和PZ对P－D轴线影响 • Progress zone（PZ）是指位于AER下面保持了旺盛分裂能力的间充质细胞区域，大约有200μm厚度。 • 附肢沿近-远轴的分化是由AER和附肢中胚层诱导的相互作用产生的。

  12. 中、外胚层的分离 附肢芽的中胚层和外胚层能用化学方法可很干净地分离： • 用胰蛋白酶溶液处理附肢芽，获得健康和完整的表皮。 • 附肢芽浸泡于乙烯二硝基四乙酸溶液中, 外胚层破坏，而剩余的中胚层处于极好的状态。

  13. 实验

  14. 实验I • AER切除时期越晚, 则有越来越远的附肢成分在残肢上形成

  15. 实验II Early bud PZ to late bud Late bud PZ to early bud 老幼肢体间PZ细胞的互换改变P－D发育。

  16. AER与PZ相互作用的分子信号：FGF2

  17. Hox基因在决定肢体P－D轴线中的作用

  18. Hox基因缺陷导致肢体相应部位的缺失或缺陷

  19. 附肢A－P轴线的确定 － 极化活动区(zone of polarizing activity, ZPA)位于后部间质细胞区

  20. 将额外的ZPA移植到肢芽的前端可导致远端形成镜像对称结构将额外的ZPA移植到肢芽的前端可导致远端形成镜像对称结构

  21. 前-后轴的特化原因 • Sonic Hedgehog的表达部位与ZPA吻合

  22. Sonic Hedgehog具有ZPA活性的实验证据 shh基因插入鸡病毒的一个激活启动子下游,感染鸡胚胎成纤维细胞。

  23. Shh 活性调节

  24. 为什么FGF8不激活所有在AER下面的间质细胞？

  25. Shh作用的方式——前后轴分化

  26. Shh作用的方式 Noggin Gli3和shh缺失

  27. 附肢D－V轴线的确定

  28. 敲除Wnt-7a的小鼠的脚掌有镜像对称的双腹部结构敲除Wnt-7a的小鼠的脚掌有镜像对称的双腹部结构 足腱 足垫

  29. 近远 背腹 前后 三个轴的协调

  30. 附肢中组织类型的建立

  31. 同源基因在附肢发育中的作用 • 同源基因决定附肢域 爪蟾中胚层的前肢域完全位于一条细的细胞带中，这些细胞的核表达XIHbox1（Hoxc-6）蛋白质。如果用XIHbox1蛋白质的抗体染色19小时斑马鱼的胚胎，可以观察到在侧板中胚层中一个圆形的区域，并可在整个胚胎发育中追踪这个圆片，发现它与前肢（胸鳍）域一致。

  32. 细胞凋亡与趾的形成 • 鸭足和鸡足的不同是在指间有无细胞死亡

  33. 决定细胞死亡的是间质细胞，而不是外胚层细胞。决定细胞死亡的是间质细胞，而不是外胚层细胞。

  34. 再生

  35. 主要内容 • 再生的概念 • 两栖类附肢再生

  36. 再生 • 再生（regeneration）指生物体以现存的细胞和组织重新生长或修复丢失组织或器官的过程 • 根据产生的原因可分为两类：生理性再生和病理性再生 • 根据创伤重建机制也可分为两类：变形再生和新建再生

  37. 脊椎动物的再生 • 哺乳类的再生能力较差，但是有些组织或器官如皮肤、肝脏、肌肉等有相对强的再生能力。 • 依据组织及种属差异，脊椎动物的再生主要由两种类型细胞参与完成： • 干细胞或祖细胞的激活增殖 • 分化细胞去分化

  38. 蝾螈肢体的再生

  39. 芽基细胞的来源和作用

  40. 去分化的分子机制 已分化的细胞经过重编程,其基因表达程序发生根本性改变，细胞整体转变为一种分化程度较低的状态

  41. 再生芽基的形成与细胞增殖 • 顶端外胚层帽对再生芽基的形成具有重要作用 ;AGP蛋白促进再生芽基细胞的增殖 • 神经纤维通过调节顶端外胚层帽中AGP的表达，进而通过其受体Prod1来刺激芽基细胞增殖

  42. 蝾螈肢再生中的图式重建 • 已假设有几种规则管理再生的过程。 远端转化规则 插入再生规则

  43. 远端化规则 • 一个截断附肢的再生总是产生切面远端的部分，而不受切面所在水平的制约。

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