| 脊椎动物体节形成的分节时钟调控机制 |
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| 引用本文： | 孙青,王宇,阿尖措,郝岩,李岩.脊椎动物体节形成的分节时钟调控机制[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(4):731-742. |
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| 作者姓名： | 孙青 王宇 阿尖措 郝岩 李岩 |
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| 作者单位： | 1） 中国科学院大学生命科学学院,北京 100049;2） 中国科学院生物物理研究所表观遗传调控与干预重点实验室,北京 100101,3） 北京大学第一医院,北京 100035,4） 青海红十字医院,西宁 810099,4） 青海红十字医院,西宁 810099,1） 中国科学院大学生命科学学院,北京 100049;2） 中国科学院生物物理研究所表观遗传调控与干预重点实验室,北京 100101 |
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| 基金项目： | 青海省应用基础研究计划（2021-ZJ-746）,智善基金（Huanghong & Lili Project 2022）和中国科学院战略性先导科技专项（XDB38010200）资助项目。 |
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| 摘 要： | 脊椎动物胚胎发育早期中胚层细胞的分节时钟控制着体节的周期性形成。体节是沿身体轴的重复结构,最终发育形成椎骨和肋骨。如果分节时钟受到干扰,体节形成就会出现缺陷,从而导致身体发育异常,最终产生脊柱先天性疾病。参与体节发育的主要模型是时钟和波前模型。中胚层分化由组合梯度系统调节,该系统涉及成纤维细胞生长因子（FGF）、Wnt/β-catenin和视黄酸（RA）信号通路。FGF信号和Wnt/β-catenin信号控制后中胚层处于未分化状态,RA信号则诱导前中胚层细胞分化导致体节成熟。因此相反的信号梯度在特定位点达到平衡。当分子振荡器从尾芽起始表达并以行波模式向前传播至信号平衡临界点时,将启动分节时钟程序,触发Mesp2等分化基因表达,表现为未成熟的前体节中胚层发育形成一对体节。随着细胞二维培养体系和时事报告系统的成熟,研究人员成功在体外将干细胞诱导分化至中胚层并实现了分节时钟的二维可视化振荡。研究表明,细胞通信中的耦合延迟可以保持相邻细胞之间同步振荡,因此导致体节边界和双侧对称形成。此后研究人员在体外重建了诱导多能干细胞的三维培养系统,再现了具有前-后（AP）轴特征的体节样结构的形成。这为解码分节时钟网络调控机理、探索体节双侧对称形成以及不同物种发育速率的代谢调控机制提供了一个宝贵的研究体系。同时为探索病理性体节缺陷发展中的失调机制创造了一个平台。
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| 关 键 词： | 分节时钟 体节形成 信号梯度 周期振荡 同步振荡 |
| 收稿时间： | 2023/6/13 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2024/3/7 0:00:00 |
Segmentation Clock Networks in Vertebrate Somitogenesis |
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| SUN Qing,WANG Yu,Jian CUO-A,HAO Yan and LI Yan.Segmentation Clock Networks in Vertebrate Somitogenesis[J].Progress In Biochemistry and Biophysics,2024,51(4):731-742. |
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| Authors: | SUN Qing WANG Yu Jian CUO-A HAO Yan and LI Yan |
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| Institution: | 1) College of Life Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;2) Key Laboratory of Epigenetic Regulation and Intervention, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China,3) Peking University First Hospital, Beijing 100035, China,4) Qinghai Red Cross Hospital, Xining 810099, China,4) Qinghai Red Cross Hospital, Xining 810099, China,1) College of Life Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;2) Key Laboratory of Epigenetic Regulation and Intervention, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | segmentation clock somitogenesis signal gradient cyclic oscillation synchronous oscillation |
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