发育生物学_附肢的发育与再生
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肢体再生的生物学基础香港中文大学医学院创伤骨科李刚第一节引言有些脊椎动物,通过一种芽基细胞的增殖,能够在一些切割伤的附肢部分组织或整个附肢进行再生,如指尖,四肢,鳍,尾,鹿茸和耳组织等地方。
对于其中的一些结构,细胞再生的来源是不确定的,如哺乳动物的耳组织、指尖和鹿茸等;但是,其他一些结构,已有证据表明,芽基是通过伤口处一种成熟细胞去分化形成的,如鱼鳍和两栖动物的肢体以及尾尖的再生。
两栖动物的尾部再生和蜥蜴的再生已经在第五章讨论过。
这里,我们要重点讨论两栖动物的肢体再生和哺乳动物耳组织、鹿茸和指尖的再生。
第二节两栖动物的肢体再生一、肢体的再生活动许多物种的幼虫、成体蝾螈(urodeles) 以及早期青蛙和蟾蜍,蝌蚪等的肢体可以再生。
Spallanzani (1768) 是第一个描述了成体蝾螈肢体的再生现象。
图14.2表明成体蝾螈和幼体蜥蜴肢体再生的发展阶段(Goss, 1969),截肢表面会在几个小时内就被迁移的表皮覆盖。
在受伤的表皮下,去分化的细胞聚集形成再生芽基。
与此同时,受伤表皮增厚形成尖端表皮帽样组织(apical epidermal cap,AEC)。
AEC的外层形成保护层,而其基底层的解剖和功能结构则与羊膜胚胎肢芽外胚层嵴尖(apical ectodermal ridge,AER) 相似(Christensen and Tassava, 2000)。
在截肢后的几天里,毛细血管和神经的再生开始形成,并进入芽基细胞中。
在芽基细胞的生长和增殖中,无论是AEC还是再生神经提供的生长和营养因子都起到至关重要的作用。
新生成的芽基迅速生长并生成一种圆锥形肢芽,其未分化细胞的形态学类似于胚胎的肢芽。
随着进一步的发展,芽基不停分化并形成断肢的结构。
在PD (proximodistal,PD)轴上,除了在腕骨或跗骨分化之前,指(趾)头开始分化外,分化和形态学发生则按照从近端到远端和从前面到后面的顺序进行。
第一章绪论重点:基本概念,其它部分了解即可。
发育包括个体发育和系统发育。
什么是发育生物学?是应用现代生物学的技术研究生物发育机制和规律的科学。
什么是个体发育?个体发育都包括哪些基本阶段?(必须掌握)个体发育:从生殖细胞的发生到个体死亡的整个生命过程。
包括阶段:1.胚前期:配子发生(gametogenesis)、成熟、排放的时期—生殖生物学(reproductivebiology)。
2.胚胎期:受精、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官发生、新个体(幼虫、幼体,变态)。
3.胚后期:性成熟前期、性成熟期、衰老期(老年学)、死亡。
模式生物(一般了解)模式生物的共性特征?1.其生理特征能够代表生物界的某一大类群。
2.容易获得并易于在实验室内饲养繁殖。
3.容易进行试验操作,特别是遗传学分析。
海胆的主要发育阶段都有哪些?受精卵——辐射型卵裂—→2细胞期、4细胞期、8细胞期、16细胞期、32细胞期→腔囊胚(浮游生活)——内陷—→原肠胚→2腕幼虫、4腕幼虫(长腕幼虫)→棱柱幼虫→稚海胆→性成熟。
海胆的个体发育期源于受精卵,经过辐射型全裂产生一个中空的腔囊胚,并由卵膜中孵出,进行浮游生活(1分);之后以内陷方式为主形成原肠胚(1分);再依次发育为棱柱状幼虫、长腕幼虫(1分),最后变态成为稚海胆(1分);稚海胆经过生长达性成熟,产生两性生殖细胞,启动下一代的发育(1分)。
发育的三大基本规律以及其所对应的概念:1.细胞增殖(cell prolification):伴随发育的整个过程中,不同时期、不同结构增殖速度不同。
2.细胞分化(cell differentiation):遗传信息在不同时间、空间表达的结果。
即按一定的时空顺序发生,并沿着模式形成进行。
3.图式形成(pattern formation):胚胎细胞形成不同组织、构成有序空间结构的过程。
基本概念:诱导:指一类组织与另一类组织之间的相互作用。
前者称为诱导者,后者称为反应组织。
《发育生物学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码:课程名称:发育生物学英文名称:Developmental Biology课程类别:专业课学时:54学分:3.0适用对象: 生物科学专业06级本科生考核方式:考试,平时成绩占总成绩的30%先修课程:本课程是在植物学、分析化学、有机化学、动物生物学、细胞生物学等课程之后开设的。
二、课程简介发育生物学是研究生命体发育过程及其本质的科学。
发育(development)是有机体生命现象的变化发展,是有机体不断自我构建和自我组织的过程。
发育生物学是近年来随着生命科学领域各学科的进展,尤其是分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学等学科进展及其与胚胎学的相互渗透而发展形成的一门新兴学科,是当今生命科学研究的前沿阵地和主战场之一。
Brief introduction to the course of Developmental BiologyDevelopmental Biology is a discipline to investigate the process of development ant its mechanism. Development is a process of dynamic variation, and self-construction and self-organization of organism. With the rapid progress of Molecular Biology, Cell Biology, Genetics, Biochemistry and their penetration with embryology, Developmental Biology is now developing into a novel discipline of the most important disciplines in the field of life sciences.三、课程性质与教学目的发育生物学的研究对象,其一,研究个体发育的机制,即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制;其二,研究生物种群系统发生的机理。