消化管发育中上皮细胞凋亡地地研究进展
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鸡胚消化器官组织学发育过程观察刘平;孙林【摘要】通过对孵化1~8日龄的鸡胚进行连续切片,HE染色,对鸡胚消化器官胃、肠、肝脏、胰腺进行组织学连续性观察,详细描述鸡胚消化器官组织发育过程.试验结果表明,在4日龄鸡胚消化器官胃、肝脏、胰腺均开始发育;在6日龄时腺胃和肌胃开始分化;至8日龄肝脏已有肝小管和肝小叶结构,腺胃壁开始出现腺管,未出现腺泡.胃功能的发育完善较肝脏、胰腺、肠的发育晚,可能与鸡胚早期主要消化吸收卵黄等脂类物质有关.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P6-10)【关键词】鸡胚;消化器官;组织学【作者】刘平;孙林【作者单位】江西农业工程职业学院,江西樟树331200;安徽农业大学动物科技学院,合肥230036【正文语种】中文【中图分类】S852.1现代家禽的高度集约化生产要求家禽具有繁殖力高、生长速度快、饲料利用率高等特点,因此对家禽自身生理特点的研究一直被人们所重视[1-2]。
鸡胚胎消化系统是胚胎发育过程中最早开始形成的器官之一,系统、详细地了解消化器官的发生与发育过程,对家禽生理生化指标以及营养指标的确定和饲养管理等方面,都具有重要的理论和实践意义。
虽然鸡胚胎发育的研究历史较长,但详细描写鸡胚发育特别是消化器官的发育的资料却甚少,鸡胚消化管发育的研究主要集中在早期各个胚层分化发育的研究或者某个或者器官的分化及组织特异性因子表达的研究。
对鸡胚某个器官或者组织发育进行研究(如胰脏、肝脏)以及对早期鸡胚前肠、神经嵴、内胚层等分化进行研究,基本局限于解剖学资料和少量的鸡胚免疫器官发育的研究[3-10]。
本研究以鸡的消化系统发生发育为主要研究对象,重点观察胚胎发育各期中消化系统发生发育的组织学变化,为动物胚胎学与动物发育生物学理论进行补充和完善,也为新生雏鸡的营养指标和饲养管理指标的确定提供必要的依据。
1.1试验材料罗曼鸡受精卵,购自于杭州某鸡场。
《LPS诱导人结肠上皮细胞(NCM460)凋亡机制研究》篇一一、引言细胞凋亡是一种复杂的生理过程,对于维持体内稳态具有至关重要的作用。
近年来,许多研究指出脂多糖(LPS)对多种细胞类型的生物学行为有显著影响,其中也包括对人类结肠上皮细胞的影响。
人结肠上皮细胞(NCM460)作为肠道屏障的主要组成部分,其凋亡过程对于理解肠道炎症性疾病的发生与发展机制具有重大意义。
本研究将深入探讨LPS诱导NCM460细胞凋亡的机制,为肠道疾病的治疗和预防提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料实验选用人结肠上皮细胞(NCM460)作为研究对象,LPS 为刺激剂,同时使用一系列相关试剂和设备进行实验操作。
2. 方法(1)细胞培养与处理:在适宜条件下培养NCM460细胞,并使用不同浓度的LPS进行处理。
(2)凋亡检测:通过流式细胞术、Western blot等方法检测细胞凋亡情况。
(3)信号通路分析:利用PCR、免疫印迹等技术分析相关信号通路的变化。
(4)数据统计与分析:采用SPSS软件进行数据分析,结果以平均值±标准差表示。
三、结果1. LPS诱导NCM460细胞凋亡实验结果显示,随着LPS浓度的增加,NCM460细胞的凋亡率显著增加。
流式细胞术检测结果表明,LPS处理后,细胞早期和晚期凋亡的比例均有所上升。
2. 凋亡相关基因和蛋白的表达变化Western blot和PCR结果表明,LPS处理后,促凋亡基因和蛋白的表达水平上升,而抗凋亡基因和蛋白的表达水平下降。
3. 信号通路分析通过对相关信号通路的检测,发现LPS处理后,NF-κB、MAPK等信号通路被激活,进一步促进了细胞的凋亡。
四、讨论本研究表明,LPS能够诱导人结肠上皮细胞(NCM460)发生凋亡。
通过检测凋亡相关基因和蛋白的表达变化,以及分析相关信号通路的激活情况,我们得出以下结论:1. LPS通过上调促凋亡基因和蛋白的表达,下调抗凋亡基因和蛋白的表达,从而诱导NCM460细胞发生凋亡。
第一章测试1.生命的基本特征包括()。
A:生长和发育B:细胞结构C:进化和适应D:遗传和变异E:自我调控F:新陈代谢答案:ABCDEF2.西湖中的所有草鱼称为一个()A:种群B:个体C:群落D:生态系统答案:A3.三域学说认为地球上的生命包括()三大类群。
A:植物B:菌物C:细菌D:动物E:古菌F:真核生物答案:CEF4.一个生态系统的基本角色包括()A:毁灭者B:生产者C:分解者D:消费者答案:BCD5.病毒是不具有细胞结构的非独立生命体。
()A:错B:对答案:B第二章测试1.只有植物能进行光合作用。
()A:对B:错答案:B2.双子叶植物茎的次生生长是由维管形成层和木栓形成层周期性进行分裂活动引起的。
()A:对B:错答案:A3.一般来讲,在植物生活史中,配子体是单倍体,孢子体是二倍体。
()A:对B:错答案:A4.植物系统学的基本研究内容包括分类、系统发育重建和演化的过程和机制。
()A:对B:错答案:A5.裸子植物在受精过程中产生了花粉管,适应陆地生活,所以裸子植物的精子都没有鞭毛。
()A:错B:对答案:A6.假果是()A:果实的变态B:由子房和其他部分共同发育而来C:由花托发育而来D:由花托和花被发育而来答案:B7.植物细胞同动物细胞的主要区别特征是植物细胞具有细胞壁,细胞壁的功能是()A:维持形状B:运输的功能C:保护作用D:分泌的功能答案:ABCD第三章测试1.软骨囊是软骨的一部分。
( )A:陷窝B:纤维C:基质D:细胞答案:C2.如果一种动物的肠壁上具有中胚层组织,那么这种动物的体腔类型一定不属于。
()A:裂体腔B:肠体腔C:混合体腔D:假体腔答案:D3.涡虫等扁形动物的消化道类型为。
()A:完全的消化管和复杂的消化腺B:不完全的消化管C:完全的消化管D:消化循环腔答案:B4.软体动物是一种具有和贝壳的动物。
()A:分节附肢B:马氏管C:外套膜D:水管系统答案:C5.仅具有一枚颈椎的动物类群是。
| |第十二章消化管一、名词解释1、皱襞2、细胞内分泌小管3、intestinal villus4、肠隐窝5、纹状缘6、潘氏细胞7、味蕾8、微管泡系统9、中央乳糜管10、胃小凹11、舌乳头二、填空题三、选择题1、关于味蕾的结构特征,下列哪项错误?A、是位于复层扁平上皮内的椭圆形小体B、由I 型细胞、II 型细胞和基细胞组成C、I 型细胞和II 型细胞均属于神经元D、I 型细胞和II 型细胞均有味毛E、I 型细胞和II 型细胞的基底面均可见与神经末梢形成突触2、关于牙本质的特征,下列哪项错误?A、由牙本质小管和间质构成B、间质中含有胶原原纤维和钙化的基质C、牙本质中的胶原原纤维称牙本质纤维D、基质中无机成分占80%,故较骨质坚硬E、牙本质对冷、痛、触觉刺激较为敏感3、关于食管的特征,下列哪项错误?A、上皮为未角化的复层扁平上皮B、固有层内有食管贲门腺C、粘膜肌不连续D、肌层为外环内纵的平滑肌E、外膜为纤维膜4、关于胃上皮的特征,下列哪项错误?A、上皮为无杯状细胞的单层柱状上皮B、表面上皮不同于胃小凹的上皮C、上皮细胞能分泌大量粘液D、上皮细胞顶部胞质充满粘原颗粒E、上皮表面的粘液是胃粘膜的重要保护层5、胃上皮细胞更新的时间为A、3 天B、3 周C、1 月D、2 月E、3 月6、吸收维生素B12所需的内因子来自胃的A、主细胞B、颈粘液细胞C、胃小凹上皮细胞D、胃内分泌细胞E、壁细胞7、关于小肠的结构特征,下列哪项错误?A、有环行皱襞B、表面有大量绒毛C、固有层内有肠腺D、固有层内有明显的神经丛E、粘膜层及粘膜下层有淋巴组织8、关于12 指肠的特征,下列哪项错误?A、有许多环行皱襞B、绒毛呈叶状C、杯状细胞少D、固有层内含12 指肠腺E、粘膜肌不连续9、关于回肠的结构特征,下列哪项错误?A、粘膜下层有时可见腺体B、杯状细胞多C、有集合淋巴小结D、靠近淋巴小结的上皮中有微皱褶细胞E、粘膜肌不连续10、光镜下,小肠区别于大肠的最主要特征是A、有许多肠绒毛B、杯状细胞较少C、无结肠带D、肠腺较短小E、有许多皱襞11、下列哪项不存在于小肠?A、absorptive cellB、goblet cellC、intestinal villusD、intestinal cryptE、Parietal cell12、粘膜肌的收缩可促使A、粘膜活动B、腺体分泌物的排出C、血液运行D、粘膜与腔内食物的接触E、以上都对13、壁细胞合成盐酸的部位在A、粗面内质网B、细胞内分泌小管C、线粒体D、微管泡系统E、高尔基复合体14、关于小肠吸收细胞的特点,下列哪项错误?A、游离面有纹状缘B、微绒毛不能伸缩C、微绒毛表面有由糖蛋白构成的含有消化酶的细胞衣D、滑面内质网膜上有甘油三酯合成酶E、相邻细胞间有连接复合体15、关于胃肠道内分泌细胞,下列哪项错误?A、分布于上皮与腺体中B、有基底侧突与邻近细胞相接触C、在H.E 染色切片上容易辨认D、底部胞质含大量分泌颗粒E、分开放型与封闭型两类四、判断题1、消化管的外膜可分为纤维膜和浆膜,前者由结缔组织构成,后者由结缔组织与间皮共同构成。
解剖习题(含答案)一、单选题(共100题,每题1分,共100分)1、下列不属于消化管的是A、胆囊B、结肠C、胃D、十二指肠E、食管正确答案:A2、下列关于胰腺描错误的是A、胰头被十二指肠包绕B、胰尾指向脾门C、参与构成胃床D、胰腺导管开口于十二指肠水平部E、胰前面为小网膜正确答案:D3、常情况下,成人的肾小球滤过率为:A、250ml/minB、1000ml/minC、500ml/minD、100ml/minE、125ml/min正确答案:E4、关于变移上皮描述正确的是A、可防止尿液侵蚀B、细胞层数和大小不随器官容积大小变化而改变C、膀胱空虚时,细胞层数变少,体积变大D、分布于胃E、膀胱空虚时,细胞层数变多,体积变小正确答案:A5、关于肾形态的描述,错误的是A、右侧肾蒂较左侧长B、内侧缘凹陷为肾门C、肾门是肾血管、淋巴管、神经和肾盂出入的部位D、出入肾门的结构由结缔组织包被称为肾蒂E、形似蚕豆的实质性器官正确答案:A6、膈主动脉裂孔高度平对A、第9胸椎B、第8胸椎C、第10胸椎D、第12胸椎E、第6胸椎正确答案:D7、血液中PCO2升高时,氧解离曲线A、下移B、上移C、不变D、左移E、右移正确答案:E8、关于腹股沟区描述错误的是A、下界为腹股沟韧带B、是疝的好发部位C、男性有女性没有D、上界为两侧髂前上棘连线E、有精索通过正确答案:C9、下列属于扁骨的骨是A、椎骨B、上颌骨C、跟骨D、蝶骨E、胸骨正确答案:E10、锁骨属于A、含气骨B、不规则骨C、短骨D、长骨E、扁骨正确答案:D11、肌组织的分类不包括A、三角肌B、肱二头肌C、心肌D、骨骼肌E、平滑肌正确答案:B12、上颌窦的开口是A、上鼻道B、中鼻道C、鼻泪管的开口D、下鼻道E、蝶筛隐窝正确答案:B13、衬贴于心脏,血管和淋巴管腔面的上皮为A、单层立方上皮B、间皮C、内皮D、单层柱状上皮E、假复层纤毛柱状上皮正确答案:C14、属于臂后肌群的是A、喙肱肌B、肱三头肌C、肱肌D、肱二头肌E、三角肌正确答案:B15、肌膜是指的A、肌细胞质B、肌细胞内的滑面内质网C、肌纤维D、肌细胞膜E、肌细胞正确答案:D16、关于肺回缩力叙述,错误的是A、来源于肺泡表面张力B、与肺泡表面张力成正比C、来源肺泡隔弹力纤维D、与顺应性成反比E、与肺泡半径成正比正确答案:E17、气-血屏障(呼吸膜)指A、肺泡表面活性物质的液体层B、肺泡上皮细胞、上皮基膜C、薄层结缔组织D、毛细血管内皮的基膜、内皮细胞E、以上全对正确答案:E18、激活糜蛋白酶原的物质是A、组织液B、糜蛋白酶C、肠致活酶D、胰蛋白酶E、盐酸正确答案:D19、胃粘膜的泌酸腺区分布在A、胃底和胃体部B、整个胃粘膜C、胃底和食道连接处D、胃窦E、胃小弯正确答案:A20、肺泡无效腔是指A、功能余气量占有的肺泡腔B、无充气也无血流的肺泡腔C、不能完全充气的肺泡腔D、不能与血液进行气体交换的肺泡腔E、呼吸性细支气管正确答案:D21、在中枢神经系统中,参与构成血-脑屏障的成分是A、少突胶质细胞B、卫星细胞C、小胶质细胞D、星形胶质细胞E、施万细胞正确答案:D22、合成纤维和基质的细胞A、白细胞B、巨噬细胞C、浆细胞D、肥大细胞E、成纤维细胞正确答案:E23、肝脏上面临A、十二指肠下动脉B、肾上腺C、肾D、胃E、膈正确答案:E24、尺骨属于A、含气骨B、不规则骨C、长骨D、扁骨E、短骨正确答案:C25、体液调节的特点是()A、迅速B、准确C、持久D、短暂E、不受神经控制正确答案:C答案解析:第二章细胞的基本结构与功能26、分布有假复层纤毛柱状上皮的是A、血管B、输卵管C、呼吸道粘膜D、胃E、肠正确答案:C27、上消化道是A、口腔至十二指肠B、口腔至胃C、咽至十二指肠D、食管至十二指肠E、咽峡至十二指肠正确答案:A28、细胞的颗粒内含有肝素、组胺、过敏性慢反应物质的白细胞是A、淋巴细胞B、嗜碱性粒细胞C、红细胞D、嗜酸性粒细胞E、单核细胞正确答案:B29、关于肾小球滤过作用的描述,错误的是:A、肾小球毛细血管血压是促进滤过的力量B、血浆胶体渗透压是阻止滤过的力量C、肾小球毛细血管的全长均有滤过作用D、肾小囊内压升高时滤过减少E、动脉血压在80~180mmHg范围内波动时,肾小球滤过率能保证正常正确答案:C30、下列属于腹前外侧肌群的是A、腰大肌B、臀大肌C、腰方肌D、腹外斜肌E、前锯肌正确答案:D31、胃液分泌的胃期,是由食物的机械性、化学性刺激引起,通过下述哪条途径完成A、迷走神经B、促胃液素C、内在神经丛D、前三者因素E、以上都不是正确答案:D32、体液占人体体重的A、60%B、80%C、50%D、70%E、40%正确答案:A33、膈与呼吸运动的关系是A、收缩时,膈穹下降,助吸气B、收缩时,膈穹上升,助吸气C、收缩时,膈穹下降,助呼气D、舒张时,膈穹上升,助吸气E、舒张时,膈穹下降,助呼气正确答案:A34、内脏肌是指A、平滑肌B、骨骼肌和心肌C、骨骼肌和平滑肌D、心肌和平滑肌E、骨骼肌正确答案:A35、机体的生长发育、生殖活动最主要调节方式是A、神经调节B、体液调节C、正反馈D、自身调节E、负反馈正确答案:B36、肺泡分布的上皮是A、变移上皮B、单层立方上皮C、单层扁平上皮D、单层柱状上皮E、复层扁平上皮正确答案:C37、维持胸内负压的必要条件是A、胸膜腔密闭B、肺内压高于大气压C、吸气肌收缩D、呼气肌收缩E、肺内压低于大气压正确答案:A38、单层立方上皮分布于A、皮肤B、肠C、气管D、膀胱E、甲状腺滤泡正确答案:E39、子宫分布的上皮是A、单层立方上皮B、变移上皮C、复层扁平上皮D、单层柱状上皮E、单层扁平上皮正确答案:D40、下列哪种物质的代谢是多吃多排,少吃少排,不吃也排:A、K+B、Na+C、Ca++D、Mg++E、Cl-正确答案:A41、血液的颜色由下列哪项决定的A、红细胞膜的成分B、红细胞内含铁量C、红细胞内血红蛋白D、红细胞核E、红细胞内蛋白质正确答案:C42、膀胱三角的位置在A、尿道内口与膀胱尖之间B、尿道内口与两输尿管口之间C、尿道内口周围的三角形区域D、输尿管间襞与膀胱尖之间E、尿道内口与膀胱底之间正确答案:B43、小肠平滑肌细胞的动作电位产生是下列哪种离子A、Na+外流引起的B、Na+、K+外流引起的C、Na+内流引起的D、Na+、K+内流引起的E、K+外流引起的正确答案:C44、周围神经胶质细胞包括A、室管膜细胞B、小胶质细胞C、少突胶质细胞D、卫星细胞E、星形胶质细胞正确答案:D45、下列因素中,可使肾小球滤过率增加的是:A、肾小囊内压升高B、血浆晶体渗透压升高C、血浆胶体渗透压降低D、肾小球毛细血管血压降低E、肾小囊胶体渗透压降低正确答案:C46、组织内一般不含血管的是A、结缔组织B、骨组织C、神经组织D、上皮组织E、肌组织正确答案:D47、Na+重吸收在近曲小管进行细胞跨膜的转运主要的转运方式A、出胞B、入胞C、易化扩散D、主动转运E、单纯扩散正确答案:D48、血浆的PH值主要取决于下列哪个缓冲对:A、KHCO3/H2CO3B、K2HPO4/KH2PO4C、NaHCO3/H2CO3D、Na2HPO4/NaH2PO4E、蛋白质-Na/蛋白质正确答案:C49、在肾小管中不被重吸收或分泌的物质是A、肌酐B、葡萄糖C、菊粉D、酚红E、对氨马尿酸正确答案:C50、安静时细胞膜两侧存在着正常数值的电位差称为A、超极化B、极化C、反极化D、复极化E、去极化正确答案:B51、献血者为AB型血,经交叉配血试验。
2022年内蒙古呼和浩特市中考生物真题一、选择题1.在生物圈中,动物种类繁多,形态千差万别,它们与人类生活密切相关。
下列说法错误的是A.鼠妇属于节肢动物,但不是昆虫,它的身体和附肢也分节,体表有外骨骼B.华枝睾吸虫背腹扁平,有三个胚层,其幼虫主要寄生人体内C.两栖动物中的蟾蜍有大型毒腺,所分泌的毒液能制成中药蟾酥D.兔与草食性相适应的结构特点是消化道很长,盲肠特别发达2.在研究动物行为时,科学家用涡虫进行了有趣的实验,据图判断下列叙述,正确的是A.涡虫遇光照身体伸长是先天性行为,被电击身体收缩是学习行为B.“光照—电击”多次结合后,只给光照,涡虫的身体也会收缩是先天性行为C.涡虫的学习行为是在先天性行为基础上建立起来的D.图中④,涡虫在光照下身体收缩的行为不会慢慢消退3.下列实验都需要使用光学显微镜进行观察,有关实验描述错误的是实验标号实验名称实验现象或操作A观察叶片的结构制作叶片横切面临时装片需要徒手切片B观察酵母菌酵母菌细胞中被染上颜色的结构是细胞核C观察小鱼尾鳍内血液的流动使用低倍物镜观察尾鳍血管内血液的流动D使用高倍显微镜观察几种细胞在高倍镜下看不到观察对象应转换低倍镜寻找A.AB.BC.CD.D4.现代细胞生物学的迅速发展,使人类解释生命的能力大大增强。
以下有关说法不正确的是A.小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体,为物质运输提供了大量能量B.卵细胞体积较大有利于为胚胎早期发育提供所需养料C.哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大,有利于提高气体交换速率D.同一种植物,生长在向阳区的叶绿体比背阴区的叶绿体大且多5.如图是六种常见的植物,请据图判断下列说法不正确的是A.图中①、②具有而⑤不具有的器官是花和果实B.将图中所述的六种植物按照结构由简单到复杂的顺序排列:④→⑥→③→⑤→①②C.①有两片子叶,其储存营养的结构是胚,②有一片子叶,其储存营养的结构是胚乳D.⑥的叶只有一层细胞,它只能生活在阴湿环境中是因为它的根吸水力不强6.砂引草是一种在防风固沙中有重要作用的耐盐植物,广布于内蒙古,其特殊结构—泌盐腺,能将体内多余盐分排出。
练习题参考答案第一章、绪论1.名词解释:发育development——指生命现象的发展,生物有机体的自我构建和自我组织;发育生物学developmental biology——是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学;形态发生morphogenesis——不同表型的细胞构成组织、器官,建立结构的过程;2.发育生物学有哪些主要研究内容答:主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老死亡,即生物个体发育中生命现象发展的机制;同时还研究生物种群系统发生的机制;3.分子生物学的兴起,对发育生物学的发展有何影响答:Watson和Crick1953提出DNA分子的双螺旋模型以后,分子生物学迅速发展,发育生物学的发展也从此揭开新的序幕;人们认识到发育主要受遗传物质DNA的控制,为回答编码在DNA上的遗传信息及其所表达的蛋白质如何控制生物体的发育等问题,人们开始采用分子生物学技术和各种其他新兴的生物学技术,进行生物发育机制的研究;取了得一系列重大成果,不仅使传统理论进一步深化,而且形成了不少新的观点和理论;由于发育生物的迅速发展,现已成为生命科学的前沿和热点领域之一;4.简述发育生物学的发展简史.答:发育生物学是由分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等学科和胚胎学的相互渗透发展和形成的一门新兴的生命科学;胚胎学的发展很久远,二千多年前,Aristotle提出胚胎是由简单到复杂逐步发育形成的后成论观点;但到了17世纪后期,由于宗教统治的禁锢,先成论占统治地位,既认为胚胎是成体的雏形预先存在精子或卵子中;1759年德国科学家Wolf 根据对鸡胚发育的仔细观察,再次提出后成论观点,到19世纪才普遍为人们所接受;1839年,Schleiden和Schwann提出细胞理论,对胚胎发育的概念是划时代影响;认识到细胞核在发育中的重要性,1880年代,Weismann提出“种质学说”在当时影响很大,强调早期卵裂是不对称分裂;但Driesch1891证明海胆二细胞期的细胞发育没有区别;1924年,Spemann 进行了著名的胚胎移植实验,人们才真正认识到,细胞之间的相互作用是胚胎发育最重要的核心问题;1900年,Mendel遗传规律的重新发现,胚胎学与遗传学结合,认识到发育受基因型的控制,但环境也影响发育;Watson和Crick1953提出DNA分子的双螺旋模型以后,开启了现代意义上发育生物学;重点是阐明发育的分子控制机制,在一些模式动物如果蝇、线虫等已取得一系列重大的突破;第二章配子发生1、说明线虫和果蝇的生殖细胞的决定;答:线虫未受精卵的细胞质均匀分布一种P颗粒,受精后集中到后部;受精卵经过4次分裂,P 颗粒集中到一个P4细胞;P4是所有生殖细胞的祖细胞;果蝇的生殖质是位于受精卵后端极质颗粒;受精卵核经过9次分裂,后部形成5个包含极质颗粒的极细胞,极细胞分化为原生殖细胞;2、精子形成过程中经历了哪些变化答:精子细胞形成后,经过一系列分化,变态为特殊形状的精子;1、细胞核中的染色质高度浓缩,使核体积大大减少;其中核蛋白由组蛋白变为精蛋白;2、细胞质大多被抛弃;其中中心粒演变为轴丝,产生精子鞭毛;高尔基体形成顶体;线粒体形成线粒体鞘;3、形状变成流线型,便于运动;3、卵子发生过程与精子发生过程有哪些异同答:相同点:1、都要经过减速分裂,使配子的染色体减半;2都要经过增殖期、分裂期和成熟期;不同点对比如下:1、精子发生过程中的生长期不很明显,而卵子发生过程中的生长期则特别长;因此精子发生的结果是产生体积微小的精子,而卵子发生的结果是产生体型很大的卵子;2、精子发生速度比卵子快,而且精原细胞则可以在成熟期内不断增殖;所以成熟精子的数目大大超过成熟卵子的数目;3、每个初级精母细胞最后变成4个大小相等的精子;而每个初级卵母细胞只能产生1个大的成熟卵和3个体积很小不能受精的极体;4、精子发生过程要经过变态期,才能从精细胞转变为精子;而卵子发生没有这一时期;5、精子发生过程中的两次成熟分裂全部在精巢内进行,卵子发生过程中的两次成熟分裂可在卵巢内也可在卵巢外进行;4、什么是母体效应基因举列说明;答:在卵子发生过程中表达并在早期胚胎发育中起作用的基因,称为母体效应基因;如Bicoid 基因是果蝇一个重要的母体效应基因,Bicoid基因在滋养细胞中转录,其mRNA定位并储存在卵子的前端;受精后翻译出的蛋白质沿前—后轴扩散,形成浓度梯度,为胚胎的早期分化提供位置信息;第三章受精的机制1、名词解释促成熟因子MPF——促使卵母细胞恢复减速分裂的因子,由调节亚基CyclinB和催化亚基cdc2组成;精子获能capacitation——从雄体直接采集的哺乳动物的精子不能受精,只有在雌性生殖道的适宜环境中发生许多生理、生化方面的变化后,才能获得受精的能力,这个过程称为精子获能;顶体反应acrosomal reaction——当精子遇到卵子时,顶体膜和其外的质膜发生多处融合,释放蛋白水解酶,消化透明带或卵膜,为精子进入卵子打开通道,这些就是顶体反应;皮层反应cortex reaction——当精卵质膜融合后,皮层颗粒与其外的质膜融合,导致其内含物释放到质膜和卵黄膜或透明带之间的卵周隙内,这种现象就是皮层反应;2、海胆的精子和鱼类的卵处于同一环境中,二者是否可以受精为什么答:不可以受精;因为海胆精子顶体的突起上具有结合素bindin,而卵黄膜上存在着种类特异性的结合素受体;结合素能特异地结合到同种动物的卵黄膜上;这样精子结合素和其受体之间相互作用的专一性就阻止了种与种之间的杂交受精;3、卵子为什么要阻止多精受精举例说明其怎样阻止多精受精的答:因为多精受精造成细胞分裂时的染色体紊乱,最后导致死亡或不正常发育,所以卵子要阻止多个精子进入卵子;阻止多精受精的机制有二方面,1、初级、快速阻断:通过膜电位的改变,使卵子上精子结合的受体失活;如海胆的第一个精子与卵质膜结合后的1-3秒内,因钠离子的流入而导致膜电位的迅速升高,从而阻止其它精子与卵膜的结合;2、次级、永久阻断:通过皮层反应,使受精膜迅速膨胀;如海胆卵受精后20-60秒内,质膜下的皮质颗粒与质膜融合,释放其内含物形成受精膜,阻止其它精子的进入;第四章卵裂1、名词解释经线裂meridional cleavage——指卵裂面与A-V轴平行的卵裂方式;表面卵裂superficial cleavage——昆虫受精卵的大量卵黄位于卵的中央,卵裂被限制在卵的外围卵质中,为表面卵裂;紧密化compaction——哺乳动物在第三次卵裂后,形成的卵裂球突然挤在一起,卵裂球之间的接触面增大,形成一个紧密的细胞球体而把球的内部封闭起来;胚胎干细胞ESC——胚胎干细胞是一种高度未分化细胞;它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官;当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团Inner Cell Mass的细胞即为胚胎干细胞;2、早期卵裂与一般的细胞分裂有什么重要不同分子机制如何答:早期卵裂一般只有S期和M期,无生长期;因此分裂周期短,速度快,卵裂时胚胎的体积不增大;受精后早胚细胞分裂的都是由贮存在卵内的母型mRNAs和蛋白质控制的;卵裂周期受成熟促进因子MPF的控制;早期的卵裂所需要的有活性的MPF已存在在卵质中或由母型mRNA翻译,不需要启动合子基因,因此速度很快;3、卵裂有那些主要类型说明与卵黄的关系并举例代表动物;答:卵裂主要可分为完全卵裂和不完全卵裂;卵黄对卵裂有一定的阻抑作用,因此卵黄的含量和分布影响卵裂方式,含卵黄少的受精卵均黄卵和中黄卵的卵裂为完全卵裂,如哺乳动物和两栖类;卵黄含量高的的受精卵采用偏裂即不完全卵裂,如鱼类和鸟类的盘状裂、昆虫的表面卵裂;4、分析节肢动物与哺乳动物早期卵裂过程表现出对未来发育的设定;答:果蝇受精卵核经过9次分裂后,出现生殖细胞的决定,后部形成5个极细胞,极细胞分化为原生殖细胞;哺乳动物8细胞期的细胞是等能的;紧密化后产生16个细胞的桑胚椹,桑椹胚内部有1-2个细胞与外界隔离,属于内细胞团,将来形成胚胎组织;外部细胞分裂产生滋养层细胞,不参与形成胚胎组织,而参与形成绒毛膜组织;第五章原肠作用:胚胎细胞的重新组合1、名词解释原肠作用gastrulation——原肠作用是通过剧烈地有序的细胞运动,使囊胚细胞重新组合,形成三个胚层的胚胎结构的过程;中囊胚转换midblastula transition——在囊胚中期由母型调控向合子型调控的过渡称为中囊胚转换;“Nieuwkoop”中心——在两栖类囊胚中,最背部的植物极细胞能够诱导产生Spemann组织者,称为“Nieuwkoop中心”;绒毛膜chorin——合胞体滋养层和富含血管的中胚层共同构成的器官称为绒毛膜;2、简述原肠作用的细胞运动方式;答:原肠作用的细胞运动方式可概括为6种:1、外包:表层细胞运动,细胞铺展、变薄、面积扩大,包住胚胎内层的细胞;2、内陷:某个区域的细胞同时向内凹入形成凹陷;3、内卷:外面铺展的细胞连续从边缘向胚胎内部卷入,并沿细胞内表面扩展形;4、内移:细胞从胚胎表层单个的向胚胎内部迁移;5、分层:单层细胞被割裂成两层或多层平行的细胞层;6、会聚伸展:指细胞间相互插入,使所在组织变窄、变薄,并推动组织向一定方向移动;3、在两栖类原肠作用过程中,三个胚层是怎样形成的答:在原肠作用过程中,动物极帽和非内卷边缘带细胞通过外包扩展,覆盖整个胚胎,形成外胚层;中胚层细胞开始内卷时,表层内卷边缘带细胞与其内侧的脊索中胚层一起移动,形成了原肠腔顶部的内胚层壁;胚孔下面的植物极细胞被外包的非内卷边缘带细胞覆盖,形成原肠腔底部的内胚层;深层内卷边缘带是一个细胞环;在原肠作用过程中,该细胞环沿胚孔唇内卷;预定脊索从背唇内卷,体节中胚层从侧唇卷入,未来的侧板中胚层从腹唇卷入;4、比较两栖类和鸟类的原肠作用过程,说明背唇与原条在发育地位的同一性;答:鸟类原条与两栖类背唇在发育地位的同一性可用以下几点说明;1、两栖类动物背唇和胚孔的出现是原肠作用开始的标志,鸟类的原肠的形成是以原条出现为标志;2、原条前端的亨氏节与背唇一样都是原肠作用的组织者,可以发动形成次生胚胎;3、原条上的原沟和胚唇周围的胚孔同样是外层细胞进入囊胚腔的门户;4、通过背唇内卷进入胚胎的细胞发育为头部中胚层和脊索,同样从原条亨氏结迁移到囊胚腔的细胞是未来的头部中胚层和脊索;5、胎盘是怎样形成的,它有什么功能答:合胞体滋养层和富含血管的中胚层共同构成绒毛膜,绒毛膜和子宫壁融合形成胎盘;胎盘既含有母体成分,又含有胎儿成分;胎盘负责胎儿的物质交换,胎儿通过胎盘从母血中获得营养和氧气,排出代谢产物和二氧化碳,相当于小肠、肺和肾的作用;第六章神经胚和三胚层分化1、什么是神经胚初级神经胚的形成过程答:正在进行神经管形成的胚胎称为为神经胚;初级神经胚的形成过程如下:①中线处的预定的神经外胚层细胞变长加厚,形成神经板;②神经板边缘加厚,并向上翘起,形成神经褶,神经板中央出现“U”形神经沟;③神经褶向胚胎背中线迁移,最终合拢形成神经管,上面覆盖着外胚层;④神经管最靠背面细胞变成神经嵴细胞;2、脊椎动物中胚层在发育中形成哪5个过渡性的区域性结构答:神经胚中胚层可分为5个过渡性区域;第一个是脊索中胚层,将来形成脊索;第二是背部体节中胚层,主要形成体节;第三个是居间中胚层,将来形成泌尿系统和生殖管道;第四个是侧板中胚层,形成心脏、血管、血细胞和胚胎外膜等;最后是头部中胚层,将来形成面部的结缔组织和肌肉;3、轴旁中胚层什么基因的表达对脊椎动物体节形成有重要关系答:在轴旁中胚层的前端首先出现Notch1和Paraxis基因的表达;由于Notch1和Paraxis 基因产物的作用,轴旁中胚层细胞开始合成并分泌fibronectin和N-cadherin,创造了体节结构发生的条件;4、内胚层主要形成哪些器官或组织答:胚胎内胚层的功能是构建体内两根管道消化管和呼吸道的内表皮;第一根管道是贯穿于身体全长的消化管,肝、胆囊和胰腺由消化管凸出形成;第二根管道是呼吸管,由消化管向外生长形成,包括气管、支气管和肺;咽和咽囊也是内胚层来源,咽和咽囊向外凸起产生扁桃体、甲状腺、胸腺和甲状旁腺,水生脊椎动物中,咽囊产生鳃;第七章细胞命运的决定——细胞的自主特化1、名词解释细胞分化cell differentiation——从单细胞受精卵产生有机体的各种形态和功能细胞的发育过程叫细胞分化;镶嵌型发育mosaic development——如果将一个发育早期胚胎的某一个卵裂球去掉,则这个胚胎将会发育为一个不完整的胚胎,而缺失的部分刚好就是所移走的卵裂球所能发育的结构;这种以细胞自主特化为特点的发育模式称为镶嵌型发育;调整型发育regulativ development——如果移去早期胚胎的一个卵裂球,胚胎的剩余的部分则可改变它们正常的发育命运,来填补移去的卵裂球所留下的空白,仍形成一个完整的胚胎;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;胞质定域cytoplasmic localization——在镶嵌型发育中,形态发生决定子被定位于特定卵质区域的,并在卵裂时分配到特定的裂球中,决定裂球的发育命运;这一现象称为胞质定域;2、简述海鞘8裂球的细胞发育命运;答:海鞘第一卵裂面与幼虫两侧对称面吻合,所以左右两裂球的发育完全对称;在8细胞期可将胚胎裂球分为4对,每对裂球发育命运如同卵子发育命运图谱一致;动物极二对裂球发育为外胚层,植物极后面的一对裂球形成内胚层、间质和肌肉组织,植物极前面的一对裂球形成脊索和内胚层;神经细胞是从动物极前面的一对裂球和植物极前面的一对裂球产生的;3、试述果蝇的极质决定子的分子基础;答:果蝇卵极质主要由蛋白质和RNA组成;生殖质的组分之一是gclgerm cell-less基因转录的mRNA,gcl基因在果蝇卵巢的营养细胞中转录,所转录的mRNA通过环管转运至卵子中,定位于称为极质的细胞质中,是极细胞形成所必不可少的成分;极质决定子也可能是Nanos蛋白,如果缺乏Nanos蛋白,胚胎的极细胞就不能迁移到生殖腺中,不能产生生殖细胞;生殖细胞决定子还可能是线粒体大核糖体RNAmtlrRNA;第八章细胞命运的渐进特化——胚胎细胞相互作用1、说明相嵌型发育和调整型发育与Weismann的“种质说学”的调和与矛盾;答:Weismann的“种质说学”主要论点为染色体是由各种能决定细胞发育命运的核决定子组成的;受精卵分裂时,不同的核决定子在胚胎发育过程中分配到不同的细胞内,由此决定细胞的命运,使其发育成身体的某一部分;在相嵌型发育中,如果将一个发育早期胚胎的某一个卵裂球去掉,则这个胚胎将会发育为一个不完整的胚胎,而缺失的部分刚好就是所移走的卵裂球所能发育的结构,这种发育现象是与Weismann上述观点是相调和的;但在调整型发育中,如果移去早期胚胎的一个卵裂球,胚胎的剩余的部分则可改变它们正常的发育命运,来填补移去的卵裂球所留下的空白,仍形成一个完整的胚胎,这种发育现象显然与Weismann的“种质说学”相矛盾;2、什么是Spemann组织者哪些动物具有这类的组织者答:两栖类早期胚胎胚孔背唇能诱发原肠作用,组织次生胚胎的形成,即为Spemann 组织者;鸟类和哺乳动物中的原条前端的亨氏结是类似组织者,鱼类的胚盾也是这样的组织者;3、简述goosecoid基因的作用;答:goosecoid基因具组织者特异性,编码一种DNA结合蛋白;Goosecoid蛋白的功能主要表现在:1能激活背唇细胞的迁移特性内卷和延伸;2决定头部中胚层和背侧中胚层的发育命运;3gossecoid表达细胞动员周围细胞参入背轴形成;第九章果蝇胚轴形成1、什么是形态发生原morphogen举例说明;答:某些因子沿体轴的分布呈现浓度梯度,不同水平决定该区域的的反应,最终形成某种形态结构,这种因子即是形态发生原;例如果蝇的Bicoid蛋白,Bicoid蛋白在果蝇的合胞体胚胎中形成一个由前到后的浓度梯度,在不同的浓度阈值分别激活不同靶基因的表达,对果蝇头胸部的结构的决定起关键作用;2、为什么dorsal基因的突变会导致胚胎背部化,cactus基因突变会导致胚胎腹部化答:因为dorsal基因的突变会导致胚胎无Dorsal蛋白合成,导致合子基因snail和twist腹侧特征在所有细胞中都不表达,而背侧特征基因dpp、Zen、tolloid、zerknullt等在所有细胞中表达,从而导致胚胎背部化;相反,cactus基因突变会导致胚胎无Cactus蛋白,这样使Dorsal蛋白同样能进入背部的细胞核,活化合子腹侧特征基因twist和snail的表达,同时抑制背侧特征基因dpp和zen等基因的表达,这样导致胚胎腹部化;3、试述果蝇A—P轴形成的分子机理;答:果蝇A—P轴的形成首先是母体基因的作用,形成形态发生原梯度;形态发生原在A-P 轴线的不同区域激活不同的基因,使不同区域的基因活性谱不同而出现分化;调节果蝇胚胎前后轴的形成有4个非常重要的形态发生原:BICOIDBCD和HUNCHBACKHB调节胚胎前端结构的形成,NANOSNOS和CAUDALCDL调节胚胎后端结构的形成;另外,Torso基因编码一种细胞外信号分子受体蛋白,可能是末端形态发生原;有3类合子基因对体躯A—P轴的分节进行遗传调控:缺口基因gap genes、成对法则基因pair-rule genes和体节极性基因segment polarity genes;形态发生原首先调节缺口基因的表达,缺口基因表达区呈宽的带状,包括hunchback、kruppel和knirps的表达带;缺口基因再控制成对法则基因,成对法则基因每隔一个体节,以7条条纹的模式表达,如even-skipped、fushi tarazu 和hairy等;成对法则基因又控制体节极性基因,体节极性基因把不同体节再分成更小的条纹,划分出14个体节的分界线,如engrailed、wingless和hedgehog等;同时,缺口基因和成对法则基因编码的蛋白质调节同源异型基因的表达,最终决定身体体节将出现那一种类型;4、试述果蝇同源异型选择者基因的表达图式;答:果蝇同源异型选择者基因Homeotic selector genes是指在体节边界建立之后,用来控制每个体节的特征结构发育的基因;包括触角足复合体Antp-C,有5个基因:lab labial,pb proboscipedia,Dfd Deformed,Scr Sex comb reduced,Antp Antennapedia;另一个区域是双胸复合体BX-C,有3个基因:Ubx Ultrabithorax,abdA abdominal A和AbdB abdominal B基因;这两个复合体统称同源异型复合体HOM-C;这8个基因的表达图式总的来说是胚胎从前到后依次表达;Lab、Pb和Dfd基因参与头部体节的特化;Scr和Antp基因主要决定胸部体节的特征;Ubx与胸部体节的分化相关,abd-A与Abd-B负责腹部体节的分化;同源异型选择者基因突变可引起同源异型现象,例如Antp基因的显性突变体,使该基因在头部和胸部同样表达而使头部长出肢而不是触角;当Ubx缺乏时,第三胸节转变成第2胸节,形成具有4个翅的果蝇;第十章脊推动物胚轴形成1、简述两栖类动物胚轴的形成;答:两栖类胚胎的D-V轴和A-P轴是由受精时卵质的重新分布而决定的;受精时,由于精子入卵的影响,卵子皮质与卵黄在重力作用下相对移动,在精子入卵处的对面产生有色素差异的灰色新月区,由此标志预定胚胎的背侧;随着原肠胚的形成,精子进入的一侧发育成为胚胎的腹侧,相反的一侧发育为胚胎的背侧,在动物极附近的背侧形成头部,与其相反的一侧形成尾,从而形成胚胎的背腹轴和前后轴;左右轴随着脊索的形成而确定;2、试述Nieuwkoop中心作用的分子机理;答:在两栖类囊胚中最靠近背侧的一群植物极细胞,对组织者具有特殊的诱导能力,称为Nieuwkoop中心;β-catenin是Nieuwkoop中心的一个主要的细胞因子;β-catenin开始在整个胚胎中均有分布,但在腹侧细胞中因为含有糖原合成激酶3GSK-3而降解,而在背侧细胞中由于存在GSK-3的抑制因子DisheveledDSH蛋白, β-catenin不会被降解;β-catenin是转录因子,它与转录因子Tcf3结合形成β-catenin/Tcf3复合物,激活siamois基因在Nieuwkoop中心表达;Siamois蛋白与TGF- β基因家族蛋白产物Vg1,VegT和Nodal-相关基因编码蛋白Xnrs的协同作用使组织者特异基因goosecoid激活,诱导背部产生组织者活性;3、简述哺乳动物前—后轴形成过程的有关分子及其作用;答:哺乳动物胚胎的前—后轴的受两个信号中心调控,一个是前端的内脏内胚层A VE,另一个原条前端的亨氏节相当于两栖类的胚孔背唇,组织者;胎体远端的A VE细胞单独表达hex基因,将来仅仅形成前部,是前端位置的标志;A VE相反的后端的上胚层,cripto基因表达,原条开始形成;原条前端的亨氏节负责整个躯体的建立,包含有与蛙的组织者中发现的蛋白质,如GOOSECOID、NODAL、LIM-1和HNF3β;nodal基因对于原条的起始发育和维持发育是必须的,goosecoid基因的表达对于激活与头部形成的基因起关键作用,GOOSECOID、LIM-1和HNF3β蛋白对于前背部中胚层细胞的特化是必须的;哺乳动物前—后极性的特化都由hox 基因的表达进行调控;第十一章胚胎细胞相互作用——胚胎诱导1、名词解释胚胎诱导embryonic induction——胚胎一个区域对另一个区域发生影响,并使后者沿着一条新途径分化的过程称为胚胎诱导;诱导者inductor——发出信号,产生影响的一部分细胞或组织,称为诱导者;反应组织responding tissue——接受信号从而进行分化的细胞或组织称为感应者,或称反应组织,它们必须具有感应性competence才能接受诱导者的刺激;组织者organizer——能够诱导外胚层形成神经系统,并能和其他组织一起调整成为中轴器官的胚孔背唇部分;2、经典胚胎学所指的初级胚胎诱导与现在的概念的区别答:过去经典实验胚胎学的初级胚胎诱导实际上是神经诱导,是指原肠胚中预定的外胚层受脊索中胚层的诱导而形成神经板的过程;现在认为初级胚胎诱导应包括3个阶段:第一阶段发生在卵裂期,为中胚层的形成和分区;第二阶段即是脊索中胚层诱导背部外胚层转变为神经系统的神经诱导;第三阶段是中央神经系统的区域化;3、邻近组织相互作用的类型并举例说明;答:邻近组织相互作用可分为指导互作和容许互作;指导互作需要从诱导者发出诱导信号,才能启动反应细胞新基因的表达,没有诱导细胞,反应细胞就不能按特定的方式分化;例如表皮和间质真皮的相互作用属于指导互作,鸡皮肤结构的类型羽毛或鳞片由中胚层间质的区域位置决定,翅的真皮乳头诱导表皮产生羽毛,而足的中胚层核诱导表皮产生鳞片;容许互作中反应组织已包含有特定的发育潜能,其发育方式已经决定,诱导组织只能提供发育所需要的环境,而不能改变其发育方向;例如肾的输尿管芽上皮中胚层与生后肾间质属于典型的容许互作,输尿管芽进入生后肾间质,在分支的顶端上皮诱导间质聚集和形成肾小管;肾小管的分化并不一定完全需要输尿管芽的诱导,其他组织如脊髓、脑、唾液腺间充质等和生后肾间质相互作用,也能使生后肾间质分化为肾小管;所以在这种情况下,生后肾间质已经决定了,但要表现其决定,需要在诱导条件下进行分化;4、简述果蝇眼发育单个细胞之间的诱导。
消化管发育中上皮细胞凋亡研究进展在职研究生:姓名:王量;工作单位:运城农学院摘要细胞凋亡是在某些生理或病理条件下,细胞接受到某种信号的触发后主动参与并遵循一定程序的较慢的死亡过程。
消化管在发育过程中,消化管上皮广泛存在着细胞凋亡现象。
胎鼠肠上皮中凋亡小体主要分布在近上皮的肠腔面,但在食管中则广泛分布于上皮各层。
食管、十二指肠和结肠上皮凋亡小体密度的峰值分别出现在胚胎12 d 、15 d 、16 d,食管上皮的凋亡小体密度峰值明显高于十二指肠和结肠。
细胞凋亡对消化管形态发生起着重要的作用,是适应发育进程的需要,在消化管发育过程中,细胞自然凋亡规律一旦失常,个体即不能正常发育或发生畸形。
消化管发育中上皮细胞凋亡受到多种因素的调控,其中基因调控起着关键的作用。
Bcl-2家族p53和c-myb等多种基因以及细胞因子共同参与了其调控。
胚胎发育过程中发生的增生和凋亡,并不是随机出现的而是发生在胚胎发育过程特定部位和特定时间并有着严格的时空程序。
0 引言细胞凋亡(apoptosis)首先是由英国病理学家Kerr etal在1972年提出的,用以描述一种在形态学上有别于细胞坏死(necrosis)的细胞死亡过程。
细胞凋亡是在某些生理或病理条件下,细胞接受到某种信号的触发后主动参与并遵循一定程序的较慢的死亡过程。
他是机体的一种基本生理机制,贯穿于机体的整个生命活动过程[1, 2]。
关于胚胎消化管上皮发生的调控机制,多认为与肠上皮细胞增生与凋亡,肠壁平滑肌的限制作用,间充质及某些活性物质的诱导作用等因素有关[2,3,4]。
细胞凋亡在消化管发育过程中具有重要的生物学意义。
消化管发育中上皮细胞凋亡受到多种因素的调控,其中基因调控起着关键的作用。
Bcl-2家族、p53和c-myb等多种基因以及细胞因子共同参与了其调控。
1 消化管发育中的细胞凋亡1.1 早在十九纪末就有人报道胚胎发育过程中肠上皮细胞中有颗粒状的包含物,被称为胎粪小体(meconium corpuscle)认为是肠上皮细胞吸收肠腔内物质形成的。
1980年代通过大鼠和人胚胎结肠发生的电镜观察,揭示了胎粪小体实属肠上皮细胞凋亡崩解后所形成的有膜被的凋亡小体(apoptosis bodies),可被邻近的上皮细胞吞噬或脱入肠腔内。
胚胎发育至一定阶段,肠腔表面的上皮细胞核固缩浓染,细胞退变脱落。
凋亡细胞在电镜下有其形态特征,早期细胞凋亡表现为核固缩并凝结成块;晚期时核染色质固缩在核膜周边成半月状或环状,内质网极度扩张,线粒体改变不明显。
以后凋亡细胞形成多个有膜包裹的凋亡小体。
用TUNEL(In-situ dTdT-mediated dUTP nick end labeling)法可原位标记凋亡细胞的核及含核碎片的凋亡小体。
Halletal [5]还在光镜下计数小鼠HE染色切片中胃肠上皮的凋亡小体。
汪维伟et al报道在胎鼠HE染色石蜡切片中见消化管上皮内凋亡小体直径在1.20 um-6.25 um,圆形,内含1至多个深染核碎片和强嗜酸性胞质或仅含强嗜酸性胞质,外有清楚晕环,在未见淋巴细胞浸润的胚胎消化管上皮中较易识别,其分布与TUNEL法原位标记的凋亡细胞在上皮中分布一致。
胎鼠肠上皮中凋亡小体主要分布在近上皮的肠腔面,但在食管中则广泛分布于上皮各层,食管、十二指肠和结肠上皮凋亡小体密度的峰值分别出现在胚胎12 d 、15 d 、16 d食管上皮的凋亡小体密度峰值明显高于十二指肠和结肠。
1.2凋亡不是可有可无,无规律的现象,而是多细胞动物生命活动过程中不可缺少的部分。
一方面是个体正常发育成熟过程所必需的,另一方面也是动物维持个体正常细胞数量所必须的。
在消化管发育过程中的凋亡具有重要的生物学意义,首先是适应发育进程的需要。
在胎鼠发育过程中肠上皮近游离面和食管上皮各层均有大量凋亡小体出现,说明细胞凋亡在消化管上皮发生中起着重要作用。
在胚胎发育至人胚第7-8 wk以及鼠胚第13-14 d时,肠上皮细胞大量分裂增生,上皮变为复层,肠腔变小或“闭塞”;随后复层上皮内的细胞间出现次级腔,并渐与原发腔相通连并融合,肠腔扩大,是肠绒毛形成的基础,原发腔和次级腔的扩大,肠绒毛的形成以及复层上皮向单层上皮的转变中均依赖于细胞凋亡。
消化管的发育是在消化管上皮细胞的增生与自然凋亡的动态平衡中进行的,可以说没有凋亡就没有消化管的发育。
其次,在消化管发育过程中,细胞自然凋亡规律一旦失常,个体即不能正常发育或发生畸形,例如,先天性肠狭窄或闭锁,就是由于应该凋亡的细胞没有凋亡而造成的;而不应该凋亡的细胞出现凋亡则可造成如气管-食管瘘这样的畸形。
此外胚胎消化管发育过程中存在广泛的细胞迁移现象也可以通过凋亡清除异常迁移的细胞,以保证胚胎的正常发育。
但也有人认为细胞凋亡在结肠上皮的组织发生中意义不大。
2 消化管发育中凋亡相关基因的表达和调节2.1 由于分子生物学的飞速发展,近年来有关消化管上皮发生中凋亡分子机制的研究取得了可喜的进展有关凋亡的新基因不断被发现。
Bcl-2[6] (B-cell lymphoma a/leukem ia-2)基因是1984 年Tsujimoto et al 从滤泡性淋巴瘤中分离出来的一种癌基因。
Bcl-2 蛋白是调节凋亡的关键元件,他通过抑制半胱天冬蛋白酶Caspase (又称为死亡蛋白酶)激活所需的配体(adaptor)活性而使细胞生存,所以Bcl-2 又称生存蛋白,基因Bcl-2 及Bcl-2 蛋白不影响细胞的增生率而是抑制或阻断多种因素引起的细胞凋亡。
随着研究的深入,Bcl-2 基因家族不断扩大,他们有的对凋亡起抑制作用,例如:Bcl-2、Bcl-xl、A1Mcl-1、ced-9 等;有的则为凋亡的促进者,例如:Bcl-x、Bax、Bad Mcl-1 等。
这些基因均与Bcl-2 有较高同源性。
Novack 和Korsmeyer etal在C3HхC57BL/6F1小鼠中观察到:在胚胎14.5 d 时,肠上皮细胞尚未分化,Bcl-2在肠管上皮中所有的细胞均有高水平表达;到胚胎16.5时,肠管已有绒毛形成,但所有肠管上皮细胞继续表达Bcl-2,其表达水平可能比14.5 d 时有所下降;到胚胎18.5 d 时,绒毛更明显,细胞已经开始分化,Bcl-2表达于是局限在绒毛基底部。
Bcl-2 表达于全部未分化肠上皮细胞,却在发育成熟的绒毛里局限表达于未分化祖细胞带。
研究表明Bcl-2 在人胚胎组织中表达比在成年后更为广泛。
因此,未成熟细胞表达Bcl-2 是为了克服特殊时期的细胞凋亡。
尽管Bcl-2 在正常胚胎中有广泛表达,但在Bcl-2 缺陷小鼠中除了肾脏以外的许多器官仍正常发育,这可能是由于Bcl-2 相关分子家族在胚胎发生过程中提供了过剩的死亡抑制。
Vachon和Cardin etal利用原位末端标记(in situ term inal uridine deoxynucleotidy1 nick-end labelling,ISEL)方法检测人胚胎9-20 wk空肠发育过程中肠细胞的凋亡。
在9-17 wk时肠细胞凋亡不明显。
但是,从18 wk 开始,ISEL 阳性细胞可在绒毛顶部上皮规则地检测到。
利用免疫荧光方法发现Bcl-2 蛋白家族,包括Bcl-2、Bcl-X(L)、Mcl-1、Bax、Bak、Bad 六个同系物和一个非同系物分子Bag-1 全部表达于19-20 wk 肠上皮细胞。
而Bcl-2同系物在18-20 wk 以前沿着肠腺-绒毛轴上皮中呈区域化的梯度表达。
Western blot分析表明在肠腺-绒毛轴形态发生过程中,Bcl-2同系物表达的调节是与其区域化的上皮表达相平行的。
2.2 c-myb 是凋亡调节有关基因中的成员之一,他有直接调节Bcl-2 基因转录的作用,在胃肠的胚胎发育中c-myb 和Bcl-2 经常是联合表达。
c-myb 在胎鼠结肠黏膜早期中有所表达,在鼠和人的结肠上皮中表达一直持续到成年。
Zorbas etal等用c-myb 基因剔除小鼠观察到:在结肠上皮腔面和腺体中的细胞凋亡都增加,而Bcl-2 表达显著减少。
因此认为c-myb 是通过控制Bcl-2 的转录而调节凋亡的。
c-myb 在成年小鼠小肠上皮中的表达水平与结肠表达相似。
但是,在发育过程中,c-myb 基因缺失小鼠在胚胎14 d 时,小肠Bcl-2 的表达却不受影响。
因此,虽然Bcl-2 可能在结肠中部分被c-myb 所调节,但这种情况不出现在小肠中。
2.3 p53 是一种典型的抑癌基因,对细胞生长起负调节作用(negative regulation),促进细胞凋亡[8]。
大量文献表明p53 基因虽可诱导细胞凋亡,但并非所有细胞的凋亡过程均必须。
小鼠肺发育的任何阶段均未见p53 的阳性表达,对不同发育阶段的人胎肺组织的检测也出现同一结果。
p53缺失小鼠肠腺中细胞凋亡水平保持正常。
在小鼠胚胎14.5 d 时,所有复层肠上皮均表达p53,到胚胎16. 5 天时,肠隐窝里的上皮细胞表达p53明显强于覆盖绒毛上的细胞;形成黏膜下层的中胚层细胞仅表达低水平的p53mRNA。
在胎鼠肠腺/ 绒毛轴形成后,p53 的表达就局限于腺上皮。
胚胎发育过程中,p53 高水平表达于未分化和增生细胞中。
因此p53 可能与细胞分化过程调节及细胞成熟有关[9]。
p53基因家族,包括p63 和p73 ,他们具有相互重叠的功能又各有其不同的特点。
这些家族成员都具有相似的结构,此结构在诱导发育凋亡中具有重要作用。
与正常小鼠相比,在p53 缺失小鼠的食管复层上皮有p63 高表达,因此p63表达可能与p53 缺陷有关[10]。
2.4 抑制凋亡的基因Survivin et al是IAP 基因家族成员之一,在胎鼠11.5 d 胃肠管上皮中有表达。
同样,在人胎胃和肠腺体底部表达水平很高,而在绒毛上皮中没有表达。
因此可见,Survivin 基因在胃肠发育过程中具有重要作用。
此外,Merrittti 的研究结果显示啮齿类动物胃肠道上皮细胞在转化的原癌基因p53 的介导下,细胞凋亡的数量增加。
将原癌基因c-myc c-Haras转染第14 d 大鼠胚胎细胞后,在放射诱导下,转染c-myc 或c-Ha-ras 和c-myc 的胚胎细胞凋亡数量增加,而只转染c-Ha-ras 的胚胎细胞有抗放射诱导细胞凋亡的作用。
3 消化管发育中与细胞凋亡相关的细胞因子的调节细胞因子与消化管发育中凋亡密切相关。
文献报道,表皮生长因子(epidermal growth factor EGF)和转化生长因子-a(transforming growth factor-aTGF-a)在胚胎生长发育过程中,通过与相应膜受体结合具有调控上皮细胞生长的作用.EGF在肠上皮中有阻止TGF-b诱导的凋亡的作用.Iwanaga etal 对成年大鼠肠上皮细胞调亡的研究,见绒毛顶部的细胞发生凋亡,可能与巨噬细胞分泌的肿瘤坏死因子-a(TNF- a)等细胞因子的化学作用等因素有关。