发育生物学——细胞命运决定 (3)

绪论1、发育生物学：是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。

它主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡，即生物个体发育中生命现象发展的机制。

2、〔填空〕发育生物学模式动物：果蝇、线虫、非洲爪蟾、斑马鱼、鸡和小鼠。

第一篇发育生物学基本原理第一章细胞命运的决定1、细胞分化：从单个的全能细胞受精卵开始产生各种分化类型细胞的发育过程称细胞分化。

2、细胞定型可分为“特化”和“决定”两个阶段：当一个细胞或者组织放在中性环境如培养皿中培养可以自主分化时，可以说这个细胞或组织发育命运已经特化；当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位培养可以自主分化时，可以说这个细胞或组织发育命运已经决定。

〔特化的发育命运是可逆的，决定的发育命运是不可逆的。

把已特化细胞或组织移植到胚胎不同部位，会分化成不同组织，把已决定细胞或组织移植到胚胎不同部位，只会分化成同一种组织。

〕3、〔简答〕胚胎细胞发育命运的定型主要有两种作用方式：第一种通过胞质隔离实现，第二种通过胚胎诱导实现。

〔1〕通过胞质隔离指定细胞发育命运是指卵裂时，受精卵内特定的细胞质别离到特定的裂球中，裂球中所含有的特定胞质可以决定它发育成哪一类细胞，而与邻近细胞没有关系。

细胞发育命运的这种定型方式称为“自主特化”，细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定。

这种以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式称为“镶嵌型发育”，因为整体胚胎好似是由能自我分化的各部分组合而成，也称自主型发育。

〔2〕通过胚胎诱导指定细胞发育命运是指胚胎发育过程中，相邻细胞或组织之间通过互相作用，决定其中一方或双方细胞的分化方向。

相互作用开始前，细胞可能具有不止一种分化潜能，但是和邻近细胞或组织的相互作用逐渐限制它们的发育命运，使之只能朝一定的方向分化。

细胞发育命运的这种定型方式成为“有条件特化”或“渐进特化”或“依赖型特化”，因为细胞发育命运取决于与其邻近的细胞或组织。

这种以细胞有条件特化为特点的胚胎发育模式称为“调整型发育”，也称有条件发育或依赖型发育。

发育生物学期末考试复习资料一、发育的主要功能：产生细胞的多样性（细胞分化）；保证世代的连续（繁殖）。

细胞分化（cell differentiation）：从受精卵产生各种类型细胞的发育过程称为细胞分化。

或者说，细胞的形态、结构和功能上的差异性产生的过程为细胞分化。

第一章细胞命运的决定细胞分化：细胞表型多样化和功能多样化产生的过程。

（一）、定型的两个时相：1、特化（specification） ---- 当一个细胞或组织放在中性环境(如培养皿中培养)可以自主分化时，那么这个细胞或组织被认为是命运已经特化了。

此类细胞发育命运是可变的。

2、决定（determination） ---- 当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位可以自主分化时，那么这个细胞或组织被认为是命运已经决定了。

此类细胞的发育命运是不可逆的。

生殖质（极质，P颗粒）：含有生殖细胞决定子的细胞质，获得生殖质的卵裂球将形成原生殖细胞。

第五章生殖细胞的发生原生殖细胞（Primordial germ cell，PGC）---- 性别尚未分化的生殖细胞。

二、生殖质与生殖细胞的决定生殖质Germ plasm：具有一定形态结构的特殊细胞质，主要由蛋白质和RNA构成。

原生殖细胞的决定从受精卵的第一次卵裂就开始了，到4次分裂以后，原生殖细胞将发生均等分裂；含P颗粒（Posteriorgranules）的细胞构成生殖系，P1，P2，P3，P4……，P4为生殖细胞的始祖细胞；P颗粒在受精过程和第一次卵裂过程中的不对称定位，26细胞期时全部P颗粒都在P4细胞中。

线虫原生殖细胞的命运决定于Pie-1： Pie-1基因的功能涉及P细胞维持生殖干细胞的属性，其编码核蛋白，仅存于生殖干细胞中。

其缺失导致P1－P4也向体细胞分化。

其作用可能是抑制生殖细胞中体细胞相关基因转录活性。

2、果蝇(Drosophila)：生命周期短，易于繁殖，操作简便，成本低；产卵力强，其胚胎和成体表型特征丰富，遗传背景清楚。

生物发育过程中的细胞命运决定研究随着科学技术的不断革新和发展，对于生物发育过程中细胞命运决定的研究也越来越深入。

在生物发育过程中，细胞命运决定了生物体局部或整体的组织和器官形成，对于人类的生命健康以及医学进步都具有重要的意义。

本文将从细胞命运的概念、细胞命运决定的机制、细胞命运在医学领域中的应用等多个方面探究生物发育过程中的细胞命运决定研究。

一、细胞命运概念细胞命运指的是细胞分化为不同类型的细胞，形成不同的组织和器官的过程。

在细胞命运的发展过程中，会受到生物体内外多种信号分子的影响，从而体现出特定的形态和功能。

细胞命运一旦形成就很难再改变，因为细胞内的基因表达已经被固化，这也是细胞分化的一个特征。

二、细胞命运决定的机制细胞命运决定的机制是一个复杂的过程，包括基因转录、转译调控机制、细胞外信号分子等多种因素。

其中，转录因子和epigenetic修饰在细胞命运的变化中扮演着重要的作用。

1. 转录因子转录因子是可以结合到DNA上的一类蛋白质，它可以促进或抑制DNA转录，从而影响基因的表达。

转录因子的运作影响了细胞在命运决定中所表现出的特定性。

例如，在哺乳动物的胚胎发育过程中，心臟细胞与神经细胞都源自于神经外胚层，但是由于不同类型的细胞产生了不同的转录因子，使它们分别发育成了心脏和神经细胞。

转录因子的作用使得细胞在发育过程中不仅保持了其特定的形态和功能，而且还能确保其继承下去。

2. epigenetic修饰epigenetic修饰包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰等一些非遗传性修改，这种修饰的方式不会改变DNA序列，而是通过改变基因的表达方式来影响细胞的命运。

例如，在人类发育过程中，胚胎干细胞被认为是一类未分化的细胞，epigenetic修饰对转录因子的调控可以让它们进一步分化为具有特定性质的细胞。

3.细胞外信号分子细胞外信号分子也对细胞命运的决定具有相当重要的作用。

例如，细胞因子、调节物质等信号分子在细胞发育和分化过程中起到了至关重要的作用。

绪论Embryology：胚胎学，是研究动物个体发生和生长及其发育机理的科学，其研究内容包括生殖细胞形成、受精、胚胎发育、胚胎与母体的关系、先天性畸形等Developmental biology：发育生物学，是应用现代生物学的技术研究生物发育的科学。

它主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡。

Ontogeny：个体发育，指多细胞有机体的整个生命过程，即生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、衰老到死亡的整个生命发展过程。

生物的个体发育过程是在一系列基因的多层次网络调控下进行的。

Embryogenesis：胚胎发育，广义的胚胎发育一般分为胚前发育、胚胎发育和胚后发育三个阶段。

胚前发育主要是指生殖细胞（配子）发生和形成的过程。

胚胎发育是指自卵受精开始经卵裂、囊胚期、原肠期、胚层分化、组织器官发生、直至幼体形成。

胚后发育为幼体形成后的生长发育过程。

Metamorphosis：变态发育，有些动物的幼体与成体有着明显的差异，生活习性和形态结构与成体不同，需经过一段体制上发生很大变化的时期，才可发育成为成体，此称间接发育，即有幼虫期。

其幼体到成体的变化过程称为变态（metamorphosis）。

Fertilization：受精，成熟的精子(sperm)（雄配子或小配子）和成熟的卵子（ovum）（雌配子或大配子）相结合（两个原核融合为一），形成受精卵（zygote，合子）的过程（第二章有）Cleavage:卵裂，细胞分裂快、没有细胞生长的间歇期，因而新生细胞的体积比母细胞小。

Blastula：囊胚，卵裂早期，在分裂球之间发生一不规则的空腔，随着卵裂次数的增加，分裂球的数目增加，到形成一团细胞时，其内逐渐形成一圆形的空腔，而分裂球排列在四周成一层，此时称囊胚，其内的腔称囊胚腔或卵裂腔（blastocoel），囊胚壁的细胞称囊胚层(blastoderm)。

有些动物的囊胚无腔，称实心囊胚。