~(125)Ⅰ-中胚层诱导蛋白在东方蝾螈外胚层细胞内的定位

用放射自显影方法观察了外胚层细胞经~(125)Ⅰ-中胚层诱导蛋白处理不同时间的参入部位。随处理时间的不同~(125)Ⅰ-中胚层诱导蛋白的参入量和参入部位有所变化。处理1小时,约51%的外胚层细胞内出现标记蛋白,银颗粒多在细胞质内。处理3小时,标记细胞总数增至74%,而其中45%在核内观察到标记蛋白,每个核内平均为10个银颗粒。处理12小时,90%的反应细胞核内参入了标记蛋白,参入量增加为每个核内平均为21个银颗粒。实验结果表明,~(125)Ⅰ-中胚层诱导蛋白先是进入细胞质,然后转入细胞核。这似乎提示,中胚层诱导蛋白是在细胞核内行使其生理功能。     

蝾螈原肠胚外胚层诱导处理后蛋白质的双向电泳

用O′Farrell根据蛋白质等电点与分子量的双向电泳法,分析东方蝾螈早期原肠胚外胚层诱导处理后,其蛋白质合成的变化。双向电泳上的蛋白质用银染法显色。结果表明,用豚鼠骨髓抽提液处理后向中胚层分化的外胚层,其蛋白质的图谱在诱导后二天内未见变化,五天出现较明显的变化,有新蛋白的形成。经缺钙处理向神经分化的外胚层,其蛋白质的图谱在处理后的二天和四天都未发现新的蛋白质点,但在4天组中有不少蛋白质浓度下降以及消失。结果说明,诱导分化过程中,在显示明确的形态学特征之前,蛋白质的量与质的变化或多或少就已经开始了,经过不同的诱导处理后,外胚层细胞向中胚层或神经分化过程中,蛋白质的组成是截然不同的。     

决定两栖类胚胎形体构造之控制因子

本文综述了自H.Spemann 发现“组织者”以来,初级胚胎诱导作用研究的历史进程。庄孝僡1940年的工作证明成体组织含有化学性质不同的诱导物质,被认为是一个里程碑。此后,50—70年代欧洲和日本等实验室的探索,在中胚层诱导物质研究方面取得较大的进展。1987年J.C.Smith 发现爪蟾细胞系分泌的专一的中胚层诱导因子为一种多肽生长因子(激活素activin),取得了重大的突破,不过是否为内源的中胚层诱导物质仍难以肯定。在反应组织方面,作者综述了外胚层年龄、反应细胞数量、剂量效应以及细胞间通讯和生长因子受体与反应能力的关系。同时还注意到有尾类和无尾类外胚层对缺钙,LiCl 处理的反应能力有差异。根据对Suramin 和XFD-1基因研究结果,作者假定爪蟾初级胚胎诱导作用包括一系列事件:对植物极发出的中胚层诱导信号,位于边缘区的细胞,因反应能力的差异而出现背腹方分化。背部中胚层(“Organizer”)在原肠早期,随着背唇区专一些凶(如gooscoid,XLM-1等含同源异形框的基因)的逐次表达而决定。原肠中期,更多的基因及其产物(包括神经诱导因子)被激活和产生,结果导致中枢神经系统的诱导和区域分化。     

东方蝾螈早期原肠胚外胚层细胞的细胞周期与反应能力——Ⅰ.外胚层细胞的细胞周期和细胞同步化

在胚胎诱导的研究中,不少工作证明,外胚层细胞经同一种诱导物质处理,细胞能否接受诱导刺激,反应的强度如何,以及分化出哪些组织,是取决于外胚层细胞的年龄。受到中胚层诱导物质的刺激,早期原肠胚外胚层反应较强,分化出脊索、肌肉等构造,晚期原肠胚外胚层反应变弱,只能分化出血球、间质细胞等。其所以有这种差别,一般地都笼统地归之     

对诱导因子的探索

受精卵经卵裂、囊胚期而到原肠期。近来很多发育生物学家对囊胚期在发育过程中的功能特感兴趣。一般认为,囊胚中期细胞具有化学的分化。原肠期开始有形态上的分化,背唇(Spemann的组织者)诱导外胚层形成脑、脊索及肌细胞等;中胚层和内胚层分区,自主分化产     

东方蝾螈(Cynops orientalis)胚胎不同发育时期染色体DNA的甲基化

我们采用抗5-甲基胞嘧啶间接免疫过氧化物酶染色法,研究东方蝾螈原肠胚外胚层经诱导后,以及诱导后继续培养到相当于尾芽期细胞的染色体DNA的甲基化程度。148个早期原肠胚外胚层(对照组)、125个经中胚层诱导——豚鼠骨髓抽提液(3000微克/毫升)——处理过的外胚层,以及86个剥离的神经板细胞的染色体上,5-甲基胞嘧啶含量很低,染色体的着色情况如图版I,图1、2、3所示,主要在染色体周围着色。然而将未处理过的136个原肠胚外胚层,74个经诱导分化为中胚层构造的外植块以及104个分化为神经组织的外植块,继续在Holtfreter液中培养到相当于尾芽期,染色体上5-甲基胞嘧啶含量显著增加。抗5-甲基胞嘧啶间接免疫过氧化物酶染色明显加深(图版I,图4、5、6),且着色有一定的区域性分布,在着丝粒两侧和端粒处出现深着色,其分布特征与成体细胞——肠上皮细胞颇为相似;但与早期胚胎细胞的着色显然不同。对于酶染色不同的原因进行了讨论。     

蛙与蝾螈胚胎的中胚层形成有异

两栖动物在胚胎发育过程中,从原肠早期背唇形成,到神经胚时期,蛙胚与蝾螈胚胎的中胚层从预定区域到最终位置,以至形成胚体完整的三个胚层是有所不同的。在蛙胚中,从预定区域看,从背唇最先卷入的是内胚层,接着索前板和脊索物质也相继卷入,插在内胚层与外胚层之间,并与内胚层紧密相贴。随着背唇的扩展、侧唇的形成,脊索旁的中胚层也相继卷入,排在脊索两侧,同时内胚层在脊索中胚层之下也卷入,脊索中胚层与内胚层紧密相贴,在表面上分不出来。侧唇扩展延伸时,中胚层物质卷入更多,它们都插在内胚层     

东方蝾螈早期原肠胚外胚层细胞的细胞周期与反应能力——Ⅱ.阻断细胞周期后的反应能力

两栖类早期原肠胚外胚层细胞具有广泛的潜能,经不同的诱导刺激能向不同的方向分化,例如经缺钙处理可分化成神经组织,而豚鼠骨髓抽提液则可诱导出中胚层组织。但是,不论是哪种情况,诱导作用的强弱程度,都取决于外胚层细胞在接受诱导时的反应能力。Holtfreter首先发现,外胚层对诱导作用的反应能力随年龄不同而有改变。用轻度细胞解体的方法,庄孝僡证明,     

内吞作用与胚胎诱导

在两柄类胚胎初级诱导的研究中,诱导物质如何进入反应细胞是一个受到重视(Grunzand Staubach,1979;Toivonen,1979)、但是仍未能解决的问题。为了对这一问题有所阐明,进行了离体诱导实验和电镜的观察。东方蝾螈(Cynops orientalis)早期原肠胚的外胚层块用豚鼠骨髓粗提液(BME)——有效的中胚层诱导物(Toivonen,1953)——处     

蝾螈神经胚时期各种中胚层构造的决定和分化以及它们的发育机制

甲、绪论通过原肠建成的运动,中胚层由原肠期的表面的位置移进胚胎的内部,到神经胚时期移进的部分和外胚层与内胚层分开,介于它们之间,在这里进行进一步的分化,将来分化为肌节、前肾、侧板、血细胞、肢体、心脏等构造,在这些器官里,某些器官的分化和发育,甚至它们轴的决定,都已经被详细研究过,但是相反的它们的决定情况,它们发生决定的原因,什么因素使得中胚层沿着背腹轴的不同高度水平分化为各种不同的器官,它们之间相互的关系如何,在一段比较长的期间内却没有受到应有的注意。被忽略的     

甜菜夜蛾胚胎发育的研究(Ⅱ)--体腔、体壁、循环系统和部分器官的发育

详细研究了甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hubner)在胚胎发育中体腔、肌肉、体壁、循环系统、丝腺、脂肪体和绛色细胞的发育过程,并总结了25℃下甜菜夜蛾胚胎发育的时间进度.体腔囊出现后,中胚层分为腹壁中胚层和背壁中胚层,前者将来形成体壁肌、脂肪体等,后者主要形成消化道外的肌肉层;腹壁中胚层与背壁中胚层交界处的细胞发育成成心细胞,随着背合的完成形成心脏,并与头部伸出的大动脉相接,形成背血管;胚胎发育到50h左右,体壁真皮细胞开始分泌含几丁质的表皮,幼虫孵化前,其体表布满脊突和刚毛;绛色细胞由胚体1～8腹节的外胚层部分细胞发育而成.     

爪蟾胚胎原肠中期背方中胚层的组织分化

原肠中期内卷的背方中胚层出现了分别控制脊索和肌肉发育的专一分子的区域化表达。为了研究这个时期的背方中胚层是否已经能够在脱离体内信号的情况下向预定命运分化,我们进行了预定脊索和预定肌肉组织的体外培养,以及两者的共培养,并检测了细胞表达组织专一性分子的情况。原肠中期的预定脊索区域和预定体节区域都能在体外分化成相应的组织——空泡化的脊索和肌细胞,但脊索只能微弱表达其功能分子Shh,肌细胞不能形成肌节。预定脊索区域和预定肌肉区域的共培养也无法增强脊索表达Shh和促进肌细胞形成肌节。我们的结论是,原肠中期内卷的中胚层细胞已经具有了朝预定命运独立分化的能力,但进一步形成功能和结构都完整的相应组织可能还需要周围组织的作用。     

HOXB6启动人胚胎干细胞向中胚层分化

HOXB6在胚胎发育过程中发挥重要作用,但在人胚胎干细胞中胚层分化中的作用尚不清楚。该研究利用人胚胎干细胞中胚层分化模型结合RNA-seq分析发现,HOXB6在中胚层分化过程中显著上调,敲降HOXB6的表达抑制人胚胎干细胞向中胚层分化,提示HOXB6在中胚层分化过程中发挥功能。通过建立HOXB6诱导性过表达的人胚胎干细胞株发现,HOXB6过表达抑制人胚胎干细胞多能性标志分子的表达,并且显著上调中胚层标志分子的表达。该研究表明,HOXB6单独过表达能够启动人胚胎干细胞向中胚层分化,为理解人类早期发育和建立人胚胎干细胞高效诱导分化体系提供了理论依据。     

中胚层细胞谱系研究

深入认识中胚层细胞谱系产生和发育分化过程有助于体外获得大量可用于移植的、有功能的中胚层来源成体干细胞,为基础科学和再生医学治疗提供理论指导。中国科学院战略性科技先导专项"干细胞与再生医学研究"项目内的中胚层研究,以肌肉和血液两个中胚层来源细胞谱系决定为切入点,探讨中胚层细胞谱系在发育分化过程中的重要功能和调控机制,建立成体干细胞体外扩增培养体系,为中胚层来源干细胞的自我更新、迁移增殖和定向分化研究提供重要的理论基础,并为中胚层系统疾病提供治疗靶点和细胞来源。现将对先导项目启动五年来开展的研究内容及其取得的研究成果进行介绍。     

细胞数量与诱导作用的实现

Holtfreter最早用离体的外胚层制成“夹心面包”研究胚胎诱导问题,后来发展出浸泡法,这些方法一直沿用至今。但是,不论那种方法,外植块中含有很多细胞,它们的分化产物所表现的,除诱导物质对反应细胞的直接作用外,还包含着被诱导的细胞与细胞之间、组织与组织之间次级的相互作用。例如,外胚层     

外胚层细胞诱导后的间隙连接

用电镜观察了经受诱导作用之后胚胎细胞的冷冻蚀刻复型膜。和未经诱导作用的对照组比较,早期和中期神经胚的神经上皮细胞以及经过豚鼠骨髓粗提液(BME)——一种有效的异源中胚层诱导物——处理过的早期原肠胚外胚层,它们的间隙连接都处于活跃的动态状态。用图像分析仪测得的间隙连接连接子的排列密度,指出经受过诱导作用的三组分别和未经受诱导作用的对照组比较,计算求出P值,神经上皮两组和对照组的差别为非常显著,BME处理过的细胞和对照组的差别为显著。结合对照组与诱导后胚胎细胞间隙连接连接子的变化讨论了它们在信息传递上可能起的作用。     

动物极帽生物分析法在细胞分化分子调控研究中的应用

动物极帽是两栖类囊胚期预定外胚层的部分,可以在不同条件下诱导分化为中胚层和内胚层的组织或器官。动物极帽生物分析法（animal cap bioassay）在研究两栖类动物胚胎干细胞分化的分子机制中发挥了重要的作用。该文综述了近5年内动物极帽分析法在研究中胚层、血管和神经细胞分化分子调控中的应用。     

间充质干细胞诱导分化为胰岛β细胞的研究进展

间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在体内外不仅可以被诱导分化为中胚层细胞,而且可以分化为内胚层和神经外胚层细胞。间充质干细胞易分离,体外可大量扩增,异体移植不引起免疫排斥反应,在细胞治疗和组织工程中具有广阔的应用前景。经过适当诱导,间充质干细胞可能成为胰岛β细胞的来源之一。就间充质干细胞的生物学性状和优势,以及诱导分化为胰岛β细胞的技术方法和发展趋势进行了综述。     

两栖类早期发育中一内胚层形成和神经板发育之垂直的和平面的诱导作用

中-内胚层诱导和神经诱导都需要平面的和垂直的诱导相互作用;中胚层诱导开初是一个平面诱导过程,继之以一个垂直诱导,以实现最终的区域分化,而神经诱导则必须有最初的垂直相互作用,以实现激发和转化过程。这些垂直的诱导作用,继之以在外胚层内传播的同源诱导作用,决定神经板的形状和大小,以及其区域分化。对于神经板的背面集中和伸长,激发作用和后来的转化作用似乎都是必需的。     

中胚层诱导中反应系统的分子生物学研究

中胚层诱导机制的研究大体上应该包括两方面的内容:“诱导”本身的机制,即植物半球细胞是通过怎样的方式诱导动物半球细胞的;目前在这个领域中,主要是对诱导因子的研究。另外是对反应系统的研究,即动物半球细胞受到诱导后,所发生的一系列的变化,还包括对反应能力(competence)的研究等等。第一个方面的内容已在另文中作了较为详细的论述,本文只着重讨论近几年来对反应系统的研究成果。