TGF_β相关mRNAs在爪蟾早期胚胎中的表达

用TGF_β-1 cDNA片段作为探针,在爪蟾早期胚胎中检测到了能同此探针杂交的转录产物,分子量分别为4.2 kb,3.2 kb和2.3 kb,其中4.2 kb和3.2 kb的mRNA 在囊胚期(分期7—8)中的含量最高,而在卵裂期胚胎,原肠胚以及神经胚中含量极微。但2.3 kb的mRNA以卵裂期胚胎到神经胚中含最比较稳定。我们称这些能同TGF_β-1cDNA 探针杂之的mRNAs为TGF_β相关的mRNAs (TGFB_β-relatedmRNAs),它们在囊胚中主要分布在植物性半球,但背方和腹方的含量无明显差别。根据TGF_β相关mRNAs 在囊胚国的含量最高和主要分布在植物性半球,我们推测它们可能与中胚层诱导有关。     

小鼠早期胚胎发育期间TGF-β_1免疫组织化学定位

用兔抗人血小板TGF-β_1 N末端1—29氨基酸残基人工合成多肽抗血清作探针以及免疫荧光和免疫酶染色技术,分析了1—12天小鼠早期发育期间胚胎的TGF-β_1物质分布。结果表明,着床前胚胎包括卵裂细胞,桑椹胚和胚泡的ICM及滋养外胚层等细胞均显示TGF-β_1阳性免疫荧光染色。免疫酶染色还证明,沿囊胚腔顶部单层排列的原始内胚层细胞比邻近的ICM细胞有较深的染色反应。随着胚胎着床和进一步发育,7天龄胚胎中胚层早期形成阶段,紧靠中胚层一侧的外胚层胞质中含有浓集的棕色颗粒;各胚层的部分区域也存在着染色强度上差别。8—12天龄胚胎中,体节,心壁、间质细胞和肠道以及卵黄囊的脏壁中胚层均有显著的TGF-β_1免疫酶阳性物质。这些结果表明,着床前小鼠胚胎富含TGF-β_1物质,着床后的胚外组织,例如卵黄囊也为胚胎进一步发育提供了富含TGF-β_1物质的微环境;同时也提示,小鼠早期胚胎发育期间的胚泡形成,ICM细胞分化出原始内胚层,卵柱期中胚层形成,以及以后的神经管、体节和肢芽形成阶段等一系列形态发生和器官形成过程中,TGF-β_1可能是参与重要作用的一种生长调节因子。     

非洲爪蟾xenopus laevis卵母细胞中的Vgl mRNA——一种重要的母体RNA

爪蟾Vgl mRNA,为一种由卵母细胞产生并集中分布于成熟卵母细胞植物半球的母体 mRNA,它编码类似于TGF-β的蛋白,受精后,Vgl mRNA分布于胚胎预定内胚层细胞中,它在中胚层的形成中,可能具有一定的作用。     

微量注射抗TGF_β-1抗体对爪蟾发育的影响

注射抗TGF_β-1抗体至2细胞胚胎的一个裂球中,产生了三个级别的卵黄团外露畸型胚胎,YE-1、YE-2和YE-3。它们的产生与抗体的注射量有关。它们的共同特征是注射后胚胎能正常发育至囊胚,卵黄团在注射一侧外露,外露部分无任何中胚层组织。高剂量注射时,主要产生YE-1级别的畸型胚胎,其中大部分在注射侧从头至尾不存在肌肉组织,中胚层发育受到了极大的影响。降低注射剂量后所产生的YE-2畸型胚胎,在注射侧有一定的肌肉组织,但明显小于未注射侧。YE-3是所受影响最小的畸型胚胎,YE-3 V 的注射侧产生了与未注射侧非常接近的肌肉组织。活体观察畸型胚胎的形成过程,发现不同级别的畸型胚胎与注射侧的原肠运动所受影响程度和范围有关。高剂量注射时,几乎整个注射侧的原肠运动受到了影响,由此产生了YE-1,而低剂量注射时,注射侧只有部分区域受到影响,因此产生了YE-3 v 和YE-3 d。无论是原肠运动受阻,还是中胚层发育受到影响,其原因可能是抗TGF_β-1抗体阻抑了中胚层诱导的过程,所以由此也进一步证实了TGF_β相关蛋白与中胚层诱导有关。     

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     

PTEN抑制胚胎原肠胚形成期EMT的过程

PTEN(Phosphatase and tensin homolog)是一种重要的抑癌基因,具有非常广泛的生物学活性,例如在细胞的生长发育、迁移、凋亡和信号传导等均发挥重要作用。PTEN基因表达始于在胚胎早期的上胚层,而后主要出现在神经外胚层和胚胎中胚层结构,表明PTEN可能参与胚胎早期发育过程的细胞迁移、增殖和分化。文章主要应用在体改变早期胚胎PTEN的表达水平来观察其对上胚层至中胚层细胞转换—EMT(Epithe-lial-mesenchymal transition)的作用。首先,原位杂交结果提示,内源性PTEN表达在原条以及之后的中胚层细胞结构如体节等。在体PTEN转染实验,体外培养至HH3期的鸡胚胎,转染Wt PTEN-GFP或移植Wt PTEN-GFP原条组织至未转染的同时期的宿主胚胎相同部位后,观察到PTEN转染细胞大都由上胚层迁移至原条并滞留于原条,不再参与中胚层细胞形成。移植实验也得到相似结果,发现在Wt PTEN-GFP阳性原条组织移植后很少细胞迁移出原条。另外在原肠胚期PTEN siRNA降调胚胎一侧PTEN基因后,降调侧中胚层细胞数明显少于正常侧。上述研究结果均提示PTEN基因在胚胎原肠胚期三胚层形成过程中可能具有抑制EMT的作用。     

鸡胚原肠胚期原条细胞命运决定于其所处的局部微环境

在果蝇、斑马鱼、鸡等三胚层动物胚胎早期发育的原肠胚期,原条两侧的上胚层细胞进入原条经历上皮-间充质转化(EMT),迁移进入囊胚腔,形成松散的中胚层细胞,位于原条不同部位的细胞其迁移路线和分化命运不同,如前部原条细胞贡献于体节和心脏等,而后部原条细胞则迁移至胚外形成血岛。为了研究细胞的迁移途径及分化命运是否会随着细胞所处不同部位微环境的改变而改变,利用传统的移植技术,将宿主鸡胚原条前部的一部分细胞用GFP阳性的相同时期鸡胚原条组织替换,培养一段时间后,用荧光体视显微镜追踪GFP阳性细胞的迁移途径。结果发现,从供体原条后部移植到宿主原条前部的细胞遵循原条前部细胞迁移的路线,反之亦然;原位杂交结果显示移植后的GFP阳性细胞分化为所处部位的细胞类型。上述结果表明:鸡胚原肠胚期原条细胞迁移和分化的命运决定于细胞所处的微环境或者说局部基因表达的时空性。     

斑马鱼原肠胚细胞运动

在斑马鱼原肠胚期, 细胞通过重排形成3个胚层：内胚层, 中胚层和外胚层。细胞重排的过程包含了3种极为保守的运动形式, 即外包运动、内卷运动和集中延伸运动。其中, 脊索前板祖细胞的前部延伸对于中内胚层祖细胞的定位以及最终分化形成胚层尤为重要。脊索前板祖细胞也是目前研究体内细胞运动机制的良好模型。原肠胚期细胞运动受诸多信号通路调控, 如Wnt/PCP信号通路, 但细胞行为的分子机制尚不明确。目前细胞粘附和细胞骨架重排是研究斑马鱼原肠胚期细胞运动的热点之一。此外, 胚胎外组织(卵黄合胞体层)对于原肠胚细胞运动的影响也受到了更多的关注。文章主要探讨了在斑马鱼原肠胚期细胞运动过程中控制细胞行为的关键因素以及一些尚未理清的问题, 并为将来在细胞水平上构建完整的原肠运动调控分子的图谱提供参考。     

简述两栖类的原肠作用及三胚层形成

在讲到动物发育时,常遇到一个不易理解和讲述的动态过程,就是蛙胚的原肠发生过程及三胚层的形成。原肠胚是胚胎发育中一个极为重要的时期,胚胎从囊胚未分化的分裂球发育成为具有内、中、外三个胚层的原肠胚,并将决定其各器官原基,它是通过空间和时间方面的紧密结合,复杂的形态发生运动而完成的。内胚层形成消化道     

新元古代磷酸盐化外包型腔原肠胚化石在瓮安生物群中的发现北大核心

贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组(635—551Ma)上磷矿段保存了丰富的磷酸盐化动物胚胎化石,其中绝大多数为早期卵裂胚胎化石,原肠胚化石相对罕见。文中报道瓮安生物群中新发现的一种类似现代两栖动物胚胎的外包型腔原肠胚化石,并依据新的三维立体胚胎化石标本对瓮安陡山沱组原肠胚期动物化石的多样性及其可能的亲缘关系进行初步探讨,认为:1)"外包型腔原肠胚"和已有轴性分化的"外包型实体原肠胚"的发现为证明瓮安生物群中存在两侧对称动物提供了新的化石证据;2)"单极内陷型腔原肠胚"因胚体存在巨大空腔(囊胚腔和原肠腔)而难以被磷酸盐化精细保存,故在瓮安生物群中的化石记录稀少且亲缘关系不明;3)瓮安生物群中的"单极内移型腔原肠胚"和"分层型腔原肠胚"化石的可靠性尚有待更多的标本提供佐证。瓮安生物群中颇具多样性的原肠胚期动物化石为探索后生动物在晚新元古代的胚胎发育模式开拓了思路。     

新元古代磷酸盐化外包型腔原肠胚化石在瓮安生物群中的发现

贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组(635—551Ma)上磷矿段保存了丰富的磷酸盐化动物胚胎化石,其中绝大多数为早期卵裂胚胎化石,原肠胚化石相对罕见。文中报道瓮安生物群中新发现的一种类似现代两栖动物胚胎的外包型腔原肠胚化石,并依据新的三维立体胚胎化石标本对瓮安陡山沱组原肠胚期动物化石的多样性及其可能的亲缘关系进行初步探讨,认为:1)"外包型腔原肠胚"和已有轴性分化的"外包型实体原肠胚"的发现为证明瓮安生物群中存在两侧对称动物提供了新的化石证据;2)"单极内陷型腔原肠胚"因胚体存在巨大空腔(囊胚腔和原肠腔)而难以被磷酸盐化精细保存,故在瓮安生物群中的化石记录稀少且亲缘关系不明;3)瓮安生物群中的"单极内移型腔原肠胚"和"分层型腔原肠胚"化石的可靠性尚有待更多的标本提供佐证。瓮安生物群中颇具多样性的原肠胚期动物化石为探索后生动物在晚新元古代的胚胎发育模式开拓了思路。     

Wntless/GPR177对小鼠原肠发生和心脏发育至关重要（英文）

小鼠早期胚胎发育包含原肠运动和器官发生等重要发育过程,这些过程受多种信号通路调控,其中有Wnt、BMP、Nodal、FGF等信号通路,它们之间进行精细严密的协调,保证胚胎发育的正确进行。β-联蛋白作为Wnt配体的共同下游信号分子,在小鼠原肠运动和器官发生中发挥至关重要的作用。Wntless/GPR177在以前的研究中已被报道参与调节Wnt配体的成熟、分选和分泌等,小鼠全身剔除Wntless(Wls)将严重影响胚胎体轴形成。在该研究中,Wls被特异性地在上胚层、心血管中胚层和心肌祖细胞中剔除,以探索Wls如何参与到小鼠原肠运动和心血管发育中。我们发现,在上胚层剔除Wls后,明显阻断了上皮-间充质转化过程,这是中胚层迁移中的关键步骤。在Wls条件性剔除的上胚层中,β-联蛋白表达模式发生变化,表达水平明显下降; E-钙黏着蛋白和N-钙黏着蛋白明显上升。此外,被剔除Wls的上胚层中,细胞凋亡明显增加。不论是在心脏中胚层还是在心脏前体细胞中,剔除Wls都导致严重的心血管发育缺陷和胚胎死亡,证明Wls对心脏发育同样十分重要。这些研究结果证明,Wntless在小鼠原肠运动和心脏发育中均发挥十分重要的作用。     

爪蟾胚胎内胚层发育中细胞间连接通讯能力的广泛增强(英文)

本研究以羧基荧光素为示踪物,发现在爪蟾胚胎内胚层大多数细胞之间,这种分子量为376 D的染料的转移,只有到原肠胚末期后才能测出,在此之前,这些细胞之间仅有电耦联存在。观察表明,这一差异不可能单由于细胞分裂体积减小所致,它反映了在原肠胚末期细胞间连接通讯能力由低水平到高水平的转变,是细胞的这一通讯能力发育的结果。这个转变与已知的两栖类内胚层细胞分化区域模式在神经胚早中期的建立在时间上相衔接,因此它是否是后者的必要条件值得进一步查明。在早期囊胚及以后割离的植物性半球的内胚层细胞中,或在中囊胚期之后割离再由单细胞重新聚合成的小细胞团中,其细胞间普遍出现羧基荧光素转移的时间与这些细胞在在体条件下的一致,说明其细胞间连接通讯能力的发育在这样的离体标本中能完全自主地进行。这些标本可以代替整体标本用来方便地测定该转变出现的时间。这种测定对研究各种因素对细胞间连接通讯能力发育的影响具有重要意义。     

鸡胚卵黄球能否演变为胚胎细胞?

Ο.Б.勒柏辛斯卡娅认为跌入于胚下腔中的卵黄球能够演变为胚胎的内胚层细胞和进入于内外二胚层之间的卵黄球能够演变为血岛的这一假说近年来在细胞学和胚胎学界引起了激烈的争论. 我们从1954年春天开始研究这个问题,工作可分三方面:(1)分别观察鸡胚正常发生过程中的内胚层和血岛的形成过程和卵黄球的变化——包括鸡胚和鸭胚从未孵到孵育20天各期的胚胎和卵黄囊切片,采用各种主要的细胞学上的染色方法和卵黄球的活体染色观察.(2)卵黄球的离体和活体培养——培养材料包括未孵及孵育各期的胚盘下卵黄球.离体培养     

胚胎干细胞向中内胚层分化的调控机制

在哺乳动物胚胎发育过程中,中内胚层(mesendoderm)也被称为原条(primitive streak),是中胚层和内胚层分化的过渡时期。中内胚层的存在时间较短,但成功的中内胚层分化对随后进行的中胚层与内胚层发育至关重要。发育生物学的研究极大地推动了人们对胚胎发育的认识,同时,越来越多体外分化系统的建立也加深了对环境信号如何影响胚层分化的理解。近些年来,通过表观遗传的研究,人们逐渐认识到染色体结构与组蛋白修饰的改变也在分化发育过程中起到重要作用。通过胚胎干细胞定向诱导中内胚层分化来探究相关分子机制,不仅有助于对早期胚胎发育的了解,也有助于临床应用与疾病治疗。现总结了TGF-β信号、Wnt信号和FGF信号调控中内胚层分化的研究现状,并概述了这些信号如何与表观修饰共同调控胚胎干细胞向中内胚层分化的进展。     

鸡胚早期发育过程中细胞迁移的基因调控

鸡胚是发育生物学研究的经典动物模型,通过基因导入技术调节胚胎发育的基因功能,研究鸡胚早期发育过程中的细胞迁移,有助于更好地诠释相关先天性疾病的发生发展过程。在早期胚胎发育的过程中,原肠胚期三胚层的形成、心管的发生及神经嵴的发育都伴随着显著的细胞迁移过程。该文将结合近年来国内外对该过程的研究进展,介绍这三个不同时期细胞的迁移及相关基因调控。     

Wntless/GPR177在小鼠原肠发生和心脏发育中必不可少

小鼠早期胚胎发育包含原肠运动和器官发生等重要发育过程,这些过程受多种信号通路调控,其中有Wnt、BMP、Nodal、FGF等信号通路,它们之间进行精细严密的协调,保证胚胎发育的正确进行。β-联蛋白作为Wnt配体的共同下游信号分子,在小鼠原肠运动和器官发生中发挥至关重要的作用。Wntless/GPR177在以前的研究中已被报道参与调节Wnt配体的成熟、分选和分泌等,小鼠全身剔除Wntless（Wls）将严重影响胚胎体轴形成。在该研究中,Wls被特异性地在上胚层、心血管中胚层和心肌祖细胞中剔除,以探索Wls如何参与到小鼠原肠运动和心血管发育中。我们发现,在上胚层剔除Wls后,明显阻断了上皮-间充质转化过程,这是中胚层迁移中的关键步骤。在Wls条件性剔除的上胚层中,β-联蛋白表达模式发生变化,表达水平明显下降;E-钙黏着蛋白和N 钙黏着蛋白明显上升。此外,被剔除Wls的上胚层中,细胞凋亡明显增加。不论是在心脏中胚层还是在心脏前体细胞中,剔除Wls都导致严重的心血管发育缺陷和胚胎死亡,证明Wls对心脏发育同样十分重要。这些研究结果证明,Wntless在小鼠原肠运动和心脏发育中均发挥十分重要的作用。     

文昌鱼tropomyosin基因的克隆、进化分析及其胚胎发育与成体中的表达模式

Tropomyosin是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白,是肌肉形成和收缩过程中重要的调节蛋白质。通过RT-PCR和RACE技术得到文昌鱼tropomyosin基因全长,编码一个含284个氨基酸残基的蛋白质,将文昌鱼Tropomyosin和在其他物种中的同源物进行比对建树,发现其在功能域上高度保守并且只有一个拷贝,符合动物分类学中各物种的进化地位。胚胎整体原位杂交实验得知,tropomyosin在文昌鱼早期发育的表达,最早从原肠胚末期神经胚早期开始,定位于分化中的中内胚层。到神经胚期,tropomyosin的表达出现在发育中的体节和脊索中。随着发育的进行,tropomyosin的表达稳定地集中在体节、脊索处。到72h幼虫阶段,tropomyosin的表达仍然在肌节内。成体的切片原位杂交结果显示,tropomyosin在肌节中的表达大幅度下调,而在神经管细胞、脊索和腮区腮瓣处仍然可以检测到明显的表达,在外胚层和表皮内没有发现杂交信号。研究结果表明,tropomyosin的表达与文昌鱼肌节、肌肉以及神经索的发生相关,参与文昌鱼胚胎躯体模式的构建,而且在成体的生命活动中发挥重要作用。     

脊椎动物前脑发育的研究进展

胚胎早期神经系统的发生包括两个不可分开的阶段,即活化和转化过程。活化过程开始于原肠胚早期,是神经发生的诱导过程。稍晚的转化阶段发生了神经系统局部结构的形成,即区域化过程。活化的关键是原肠胚中胚层产生诱导性信号分子和外胚层对信号的应答,区域化也是诱导的结果,造成中枢神经系统有各种局部结构,即具有不同细胞谱系和功能的神经元节(neuromere)。     

囊胚形成的基因表达与调控

囊胚形成是胚胎早期发育过程中一个重要阶段,涉及几个重要的生理事件,即细胞融合（compaction,亦称致密化作用）、囊胚腔出现、囊胚腔扩张及滋养层和内细胞团的分化。在细胞间连接蛋白的作用下,各种细胞间连接方式逐步建立起来,在合子型基因组表达调控下,促进了最终囊胚的形成。细胞间连接蛋白和细胞粘附相关蛋白参与组建各种细胞间连接,参与细胞融合、囊胚腔形成、滋养层分化和囊腔扩张等过程。通过顶部的紧密连接、侧部的缝隙连接和桥粒,建立起细胞的连接复合体。在人胚胎8－细胞之前,卵裂球细胞界限明显,可能从中间连接方式相互作用;8－细胞期发生致密化作用,通过紧密连接将细胞分成顶部和基部,使得胚胎处于半封闭状态,促进胚胎内部积液,形成囊胚腔。细胞融合的同时也产生缝隙连接。桥粒最初出现在人胚胎达到32－细胞阶段,桥粒连接参与囊胚腔形成以及在囊胚扩张时维持滋养层的稳定性。桥粒由一些跨膜粒蛋白组成,包括参与细胞内粘附的桥粒子和桥粒球以及一些细胞质内蛋白（如desmoplakins,plakoglobin,plakophilin),由细胞内蛋白质形成空斑结构并介导细胞角蛋白丝固定。对植入前牛胚胎的研究表明,只有DcII,DcIII和plako三种桥粒蛋白参与桥粒组建。在鼠囊胚中DcII的表达部位位于滋养外胚层,对于滋养层的形成具有重要的作用。在牛中,直到桑椹胚期可能才出现紧密连接方式。人胚胎发育至囊胚期时,可检测到角蛋白－18基因的活跃表达,作为细胞骨架蛋白的角蛋白－18参与桥粒位点的细胞与细胞间“识别”的建立。缝隙连接蛋白连接子（Connexin43,Cx43)对于维持细胞融合以及之后囊胚的形成是十分必要的。细胞融合和囊胚腔形成还需要一些介导细胞粘附和滋养层细胞分化的分子表达,如整合素家族中的E－钙调素、链接子（caknin)和ZQ（一种细胞质带状咬合紧密连接相关蛋白）。Na/K-ATP酶基因及细胞因子、生长因子等可促进Na^ 浓度梯度变化,使水分进入囊胚内部,形成囊胚腔,并维持囊腔腔扩张状态。调节发育和分化的基因参与胚胎的发育和内细胞团和滋养外胚层细胞的分化,调节胚胎由未分化状态向分化状态过渡。另外,某些细胞因子对内细胞团细胞增殖有影响。在小鼠胚胎培养基中,添加IGF和EGF有利于胚胎从透明带孵出,TGF－α和EGF在小鼠胚胎发育中能分别通过自泌作用和旁分泌作用囊胚腔的扩张膨大。许多基因参与囊胚的发育和分化,如Pem基因调节早期胚胎细胞分化,可调节鼠早期胚胎由未分化状态向分化状态过渡,Oct-4表达与未分化表型有关,在早期胚胎发育中起转录调节作用。植入前胚胎发育基因调节鼠胚植入前卵裂速度的快慢,以及胚胎预后生存能力。植入前因子PIF在受精后妇女的血清中就能检测出来,其特点和功能与囊胚形成的关系仍需进一步研究。Rex-1编码锌指蛋白,可能是一个转录调节因子,它参与滋养层发育以及精子发生,它是研究内细胞团早期细胞命运决定的有用标志物,对于维持胚胎干细胞的未分化状态和全能性有作用,当其表达显著降低时,内细胞团将分化成胚层。总之,多种蛋白、因子参与囊胚形成的表达调控。通过基因调控的研究,将有助于培养液的研制以及通过测定一些标志基因的表达筛选健康的胚胎。