發(fā)育神經(jīng)生物學

1、發(fā)育神經(jīng)生物學 Developmental Neurobiology,課程的性質(zhì) 發(fā)育神經(jīng)生物學(Developmental Neurobiology)是神經(jīng)科學中一個重要的分支學科。它的研究包括神經(jīng)細胞譜系的追蹤，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的發(fā)生、誘導、遷移、分化，軸突與樹突的發(fā)育，突觸的發(fā)生和神經(jīng)網(wǎng)絡的形成，各腦區(qū)的組織發(fā)生，發(fā)生后的發(fā)育、成熟、老化、退變，神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性、傷后的再生和修復，以及神經(jīng)系統(tǒng)退行

2、性疾病的發(fā)病機理和腦內(nèi)移植的應用等方面，其范圍極其廣泛。近年來，隨著分子生物學的深入研究，使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中基因調(diào)控的研究有了較為迅速的發(fā)展。特別是關于與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育密切相關的同源盒基因(homeoboxgene)的研究發(fā)現(xiàn)，使這一領域受到更多的關注。從某種意義上說，現(xiàn)代發(fā)育神經(jīng)生物學的研究，實質(zhì)上是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育再生及其基因調(diào)控的研究，因而是一個極其復雜的生物學過程。 發(fā)育神經(jīng)生物學是《神經(jīng)生物學》碩士研究

3、生的學位課，54學時，主要講授神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、再生與細胞編程性死亡，神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性等。通過這門課程的學習，使學生初步掌握神經(jīng)系統(tǒng)從發(fā)育至老化中的有關問題及調(diào)控與研究方法。,第一章 神經(jīng)細胞的發(fā)育分化與神經(jīng)系統(tǒng) 發(fā)育中的基因調(diào)控 神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞的發(fā)育和分化是發(fā)育生物學研究的熱點之一。細胞克隆（cell clone）：由一個細胞通過有絲分裂產(chǎn)生的具有同一遺傳特征的一群細胞細

4、胞族(cell lineage)：一個細胞經(jīng)過分裂、分化后產(chǎn)生的子細胞及母細胞群體，它們之間的遺傳特性、形態(tài)特征不盡相同，也稱為細胞世系、細胞譜系。,一、細胞周期中的神經(jīng)上皮細胞 1. 細胞周期（cell cycle）：細胞生活周期(cell life cycle)，細胞增殖周期（cell generation cycle） 細胞周期： M期（分裂期mitotic phase, ）： S期（DNA合成期）：細

5、胞急劇合成DNA聚合酶 及4中脫氧核苷酸。 G1期（gap 1 phase）：M期之后與S期之前的 時期。DNA合成前期，合成細胞所需要的結構 蛋白和酶蛋白，為DNA復制準備必要的條件。 G2期（gap 2 phase）：S期之后，又稱合成后 期或分裂前期。為細胞分裂準備條件，細胞進

6、 行活躍的RNA和蛋白質(zhì)合成，并可合成一些 “有絲分裂”因子。,細胞周期的模式圖1.連續(xù)增殖細胞；2.暫時性不增殖細胞；3.無增殖細胞,2、細胞周期中的神經(jīng)上皮細胞 神經(jīng)上皮（neuroepithelium）：神經(jīng)管上皮，是假復層上皮。 腔面：內(nèi)界膜 基底面：外界膜 細胞形態(tài)：柱狀、錐形或梭形。神經(jīng)上皮細胞具有明顯的漿膜，是分離的，不形成合體細胞。 細胞核：位于不

7、同平面；在腔面細胞間彼此以閉鎖堤連接,神經(jīng)管上皮細胞的細胞周期示意圖 M期細胞集中于內(nèi)界膜面；S期細胞集中于外界膜面；G2期細胞迅速下降至主腔面,(內(nèi)界膜),基底面(外界膜),S帶,I帶,M帶,1）細胞周期中的神經(jīng)上皮細胞特點 神經(jīng)管的神經(jīng)上皮細胞均處于細胞周期的不同時期；核的位置隨細胞周期的不同而在內(nèi)、外界膜之間往返移動。 S期： DNA合成期，細胞集中于外界膜面，細胞開始縮短變 圓，向內(nèi)

8、界膜移動，細胞核也隨之移向內(nèi)界膜。S期細 胞靠近外界膜聚集成S帶。 G2期：時間較短，與鄰近細胞的連接消失，細胞迅速下降至 主腔面，細胞核變圓，進入M期。M帶與S帶之間為中 間帶（intermediate zone, I帶）M期：分裂期，細胞集中于內(nèi)界膜面。M期細胞靠近內(nèi)界膜聚 集成M帶。在分裂期，神經(jīng)上皮細胞不斷增殖過程中，細 胞開始進行遷移和

9、分化。M帶有絲分裂中期細胞的紡錘體 如與表面垂直，分裂后的一個子細胞即向神經(jīng)上皮的外周 遷移，并分化為神經(jīng)母細胞（neuroblast），它們不具備 攝取3H-胸腺嘧啶的能力，也不再分裂，為幼稚的神經(jīng)元G1期：分裂完成后，細胞間重建連接結構，細胞核再度變長， 移向外界膜，進入S期。M帶與S帶之間為中間帶。,2）細胞周期中的神經(jīng)上皮細胞三個去向：① 繼續(xù)進入有絲分裂周期。在神經(jīng)板和

10、早期神經(jīng)管中的子細胞可再進入有絲分裂周期，失去與管腔基底連接。② 不能進入分裂周期的子細胞則遷移進入套層。各種類型的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞在套層發(fā)生分化。a、一些神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞在受適當刺激情況下仍可進入有絲分裂周期；b、另一些神經(jīng)膠質(zhì)細胞則暫時離開細胞分裂周期或永久離開細胞分裂周期；神經(jīng)元是永遠離開細胞分裂周期。,3）神經(jīng)上皮細胞核往返移動的機制 細胞的往返移動表示神經(jīng)上皮細胞所特有的，也見于各種假復層柱狀上皮

11、的胚胎組織。① 與微管的活動有關 a.應用細胞分裂抑素（cytochalasin B）可以完 全阻止雞胚胎神經(jīng)管核間期細胞的遷移； b.作用于神經(jīng)上皮細胞頂端，可破壞細胞內(nèi)微絲及 神經(jīng)管腔處細胞間的貼附； c.應用秋水仙素可抑制細胞的分裂，從而終止細胞 核的移動。,② 與DNA的含量及核大小有關 核的體積在向外運動中增加一倍，向內(nèi)運動時再增加一倍； 核的DNA含

12、量和核的體積是相對應的。a、早期神經(jīng)管中，貼近管腔的小核含有多于DNA雙倍體的量，所有神經(jīng)上皮細胞都進入細胞周期； G1期很短，也隨著發(fā)育的進程逐漸延長，但不同動物G1期的時間差異很大，自數(shù)分鐘、數(shù)小時至數(shù)天。在分裂期后，其子細胞可仍停留在G1期，其中一個或兩個子細胞也可立即開始DNA合成進入S期，即在外移過程中開始DNA復制。多數(shù)神經(jīng)元永久停留在G1期，神經(jīng)膠質(zhì)細胞暫時分布于G1期等待特殊的信號使它們進入新一輪的DN

13、A轉錄。,b、分裂后DNA合成即開始，并開始向外界膜移動，抵外界膜進入S期；S期較長，歷時6~8h，在一個快速分裂的細胞，S期占細胞周期的1/2。c、核向管腔內(nèi)界膜移動時，DNA繼續(xù)復制，神經(jīng)上皮內(nèi)1/3細胞核內(nèi)含有DNA 的4倍量，為G2期，DNA合成后期；G2期歷時1~4h，細胞可永久停留在G2期，并保持4n的DNA含量。d、當核移到管腔內(nèi)界膜處，進入M期。在M期，細胞分裂為兩個子細胞，每個含有2n的DNA。神經(jīng)上皮細胞的M期通

14、常非常短，一般歷時40~70min，隨著發(fā)育的進程，M期逐漸延長。發(fā)育中神經(jīng)管切片上，核分裂數(shù)一般不超過2%~5%。,神經(jīng)管上皮細胞的細胞周期示意圖 M期細胞集中于內(nèi)界膜面；S期細胞集中于外界膜面；G2期細胞迅速下降至主腔面,(內(nèi)界膜),基底面(外界膜),S帶,I帶,M帶,4）大鼠及人腦的細胞周期應用流式細胞計測定大鼠和人腦的細胞周期：① 大鼠：大、小腦G2/M期（含即將與正在分裂期的細胞）的細胞峰值在胚18d占測定腦細胞總數(shù)的

15、54.3%，以后逐漸降低。出生后G2/M期細胞急劇降低。新生鼠與成年鼠G2/M期細胞數(shù)無明顯差異。進化過程中出現(xiàn)較晚的大、小腦細胞的G2/M期細胞數(shù)明顯高于中腦、腦橋、延髓和脊髓。成年大鼠G2/M期細胞數(shù)為1.99%。,②人：大腦皮質(zhì)腦細胞G2/M期峰值在胚4月，但G2/M期細胞明顯低于大鼠，僅為6.2%，且隨發(fā)育進程G2/M期細胞數(shù)逐漸降低，到成年仍保持在1.0%。a.高度進化的人類腦細胞分裂稍低于嚙齒類動物。b.G2/M期細胞中

16、神經(jīng)膠質(zhì)細胞是主要的。c.成年動物神經(jīng)元有無G2/M期分裂相細胞？成年動物腦內(nèi)神經(jīng)元，除顆粒細胞外，極少有分裂能力。d.神經(jīng)元的新生因部位而異，并受遺傳、營養(yǎng)、激素以及環(huán)境因素的影響。,二、中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞的起源與分化 （一）神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的起源是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中一個有爭議的問題 1. 19世紀末，His（1889）研究人胚腦的神經(jīng)上皮細胞的分化，提出早期神經(jīng)管的分裂區(qū)存在兩種不同的細胞，分別稱為生

17、發(fā)細胞（germinal matrix cell）和成神經(jīng)膠質(zhì)細胞(spongioblast)。生發(fā)細胞是具有高度有絲分裂能力的神經(jīng)上皮細胞，單個存在，體積較小，以后增殖分化成神經(jīng)元；成神經(jīng)膠質(zhì)細胞常多個聚集在一起列成網(wǎng)狀，以后分化形成神經(jīng)膠質(zhì)細胞。,2. Schaper（1897）提出早期神經(jīng)管的上皮細胞由單一的細胞類型組成，它們占有整個管壁區(qū)域。在細胞間期DNA合成時，細胞呈楔形，其含核部分較寬，位于管壁的表面部分，余下的細胞質(zhì)部分

18、較細，伸向腔面。待DNA合成后，細胞核逐漸向管腔方向移動。在分裂中期，細胞變成圓形，核大而圓，為未分化型細胞。經(jīng)過細胞的不斷分裂，它即能分化成神經(jīng)元，又能分化成神經(jīng)膠質(zhì)細胞。,3. Fujita等（1963）用H-TdR放射自顯影術研究雞胚神經(jīng)管的發(fā)育時，見到早期神經(jīng)管上皮只由一種類型的細胞組成。這種細胞不斷分裂，先分化為成神經(jīng)細胞，然后在中間區(qū)形成神經(jīng)元。待神經(jīng)元分化過程結束后，神經(jīng)上皮再分裂分化形成神經(jīng)膠質(zhì)細胞，再經(jīng)過遷移過程，在中

19、間去形成神經(jīng)膠質(zhì)細胞。實驗說明，神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞均由神經(jīng)上皮的同一種細胞分化形成，只是它們分化的時間不同。先分化的形成神經(jīng)元，后分化的是神經(jīng)膠質(zhì)細胞。,4. Levitt（1981）應用神經(jīng)膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（glia fibrillary acid protein, GFAP）的免疫組化染色顯示猴從受精后38d至出生兩個月，其神經(jīng)管各個部分的上皮可分為兩類，即GFAP 陽性和GFAP陰性細胞，而神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞則由這兩種不同的

20、前體細胞分化而來。早期神經(jīng)膠質(zhì)細胞為放射狀膠質(zhì)細胞（radial glia cell），在猴受精后40d時已經(jīng)可見到。它的突起很長，如纖維狀，貫穿整個神經(jīng)管壁，一端附著在室區(qū)與室下區(qū)，另一端呈扇形，擴展分布在軟腦膜的下方。,5. 最近，基于組化研究提出中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生的基質(zhì)細胞理論：該理論認為，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生經(jīng)過3個時期，在第一期中，神經(jīng)管僅由一種多能干細胞（又稱基質(zhì)細胞）組成。第二期中，經(jīng)過幾次分裂后，基質(zhì)細胞開始分化為神經(jīng)元。第

21、二期后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的任何類型的神經(jīng)元均不再有DNA復制。神經(jīng)元產(chǎn)生結束后，進入第三期。在第三期中，基質(zhì)細胞分化成為膠質(zhì)細胞，以后再順序生成星形膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞、和小膠質(zhì)細胞。小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損后最先起反應的細胞，它在組織劇烈受損時可以逆分化成為膠質(zhì)細胞。,（二）神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞的起源1. 神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞來自共同的干細胞。干細胞來自胚胎早期的室管膜上皮產(chǎn)生的具有多分化潛能的多潛能干細胞（multipoten

22、t stem cell MSC）。將MSC體外培養(yǎng)表明，它可以發(fā)生神經(jīng)元、放射狀膠質(zhì)細胞和星型膠質(zhì)細胞，也可以是一個星型膠質(zhì)細胞的祖先細胞產(chǎn)生一群子代星型膠質(zhì)細胞。2. 干細胞不僅存在胚胎早期，在出生后室管膜下層可長期存在。干細胞在生后存在的功能可能是補充皮質(zhì)中死亡或損傷的神經(jīng)細胞。,3. 神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞來自共同的干細胞的實驗依據(jù)最早發(fā)現(xiàn)于視網(wǎng)膜神經(jīng)元和苗勒氏細胞（神經(jīng)膠質(zhì)細胞）的分化。視網(wǎng)膜干細胞在完成多次有絲分裂后，仍具有向

23、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞分化的能力。4. 脊椎動物的干細胞并非很早就決定了向不同類型神經(jīng)細胞與神經(jīng)膠質(zhì)細胞分化的能力，它具有可塑性，在分裂增殖過程中可受環(huán)境因素影響而改變其分化方向。,5. 各組神經(jīng)元發(fā)生的時間各不相同。常在一個相當短的時間完成最后的細胞周期并成為永久的有絲分裂后細胞。神經(jīng)膠質(zhì)細胞則相反，與同一腦區(qū)的神經(jīng)元比，它們通過分裂周期的時間要長得多，或者停留在G1期等待適當刺激。6. 在發(fā)生的順序上，一般是大神經(jīng)元、中等大小神經(jīng)

24、元，然后是小神經(jīng)元。如顆粒細胞。在小腦皮質(zhì)，浦氏細胞最先發(fā)生，然后是GolgiⅡ細胞、藍細胞、星型細胞，最后是顆粒細胞。在大腦皮質(zhì)，錐體細胞最先發(fā)生，然后是顆粒細胞。在脊髓，大神經(jīng)元發(fā)生的峰值在小神經(jīng)元以前。該發(fā)生規(guī)律幾乎適用于所有哺乳類動物及亞哺乳類脊椎動物。,（三）神經(jīng)元的起源與分化 1. 神經(jīng)元的起源 神經(jīng)系統(tǒng)起源于神經(jīng)外胚層神經(jīng)管和神經(jīng)嵴的分化。 在人胚第3周末，胚胎背面正中部外胚層在脊索

25、的誘導下形成神經(jīng)板，以后發(fā)育為神經(jīng)管。神經(jīng)板由單層柱狀上皮構成，稱為神經(jīng)上皮。當神經(jīng)管形成后，管壁變?yōu)榧購蛯又鶢钌掀?，上皮的基膜較厚稱為外界膜（external limiting membrane），靠神經(jīng)管腔的內(nèi)表面的一層膜，叫內(nèi)界膜（internal limiting membrane）。,神經(jīng)管橫切面的模式圖,神經(jīng)管中的細胞周期,中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的兩個時期,A神經(jīng)管假復層上皮，分裂期,B神經(jīng)上皮細胞的遷徙∣三層,1

26、） 神經(jīng)上皮細胞不斷分裂的結果:形成套層（mantle layer）:套層位于神經(jīng)管的中部。部分細胞分化成神經(jīng)細胞（neuroblast），遷至神經(jīng)上皮的外周部遷移到套層的部分細胞起初為圓形，稱為無極成神經(jīng)元（apolar neuroblast）；無極成神經(jīng)元發(fā)生兩個突起，稱為雙極突起成神經(jīng)元（bipolar neuroblsat）;雙極神經(jīng)元朝向管腔的一側突起退化消失，成為單極神經(jīng)元（unipolar neuroblsat）；伸向

27、外界膜一側的突起迅速增長，形成原始軸突。邊緣層（marginal layer）：神經(jīng)元的軸突伸出套層外，組成邊緣層；單極成神經(jīng)元內(nèi)側端又形成若干短突起，成為原始樹突，于是成為多極神經(jīng)元（multipolar neuroblsat）。神經(jīng)管壁由內(nèi)向外由神經(jīng)上皮層、套層和邊緣層組成,2）胚胎第4周，神經(jīng)管的頭端膨大發(fā)育為腦，其余部分仍保持管狀，發(fā)育為脊髓。特點：神經(jīng)元的產(chǎn)生呈現(xiàn)一種“內(nèi)-外”的層狀結構 后發(fā)生的神經(jīng)元遷

28、移時常越過其它早發(fā)生神經(jīng)元，定位于早發(fā)生于它的神經(jīng)元的外部。即，較早分化的神經(jīng)元位于皮質(zhì)的深部，新近分化的神經(jīng)元位于皮層的表層。 神經(jīng)元的這種“內(nèi)-外”組裝的模式，形成層狀結構的特征，特別在大腦皮層、視頂蓋和黑質(zhì)尤為明顯。但海馬齒狀回和小腦皮質(zhì)的顆粒層是例外。該區(qū)域的顆粒細胞不是起源于腦室生發(fā)層，而是直接起源于置換的生發(fā)層，形成類似“外-內(nèi)”的模式，在下丘腦和丘腦，神經(jīng)元的組裝確實是依照“外-內(nèi)”的模式。,2.

29、神經(jīng)細胞的分化1）神經(jīng)細胞的分化神經(jīng)發(fā)生(neurogenesis)的過程：神經(jīng)上皮誘導、增殖、遷移、神經(jīng)元的分化、突觸及神經(jīng)回路形成。①神經(jīng)細胞的遷移：正在生長的神經(jīng)細胞的軸突或樹突的末端膨大，為生長錐。神經(jīng)元在最后一次分裂后長出一個或更多的突起，進而分化成高度極化的細胞，生長錐處在這些正伸長的神經(jīng)突起的引導邊緣，它和通向靶區(qū)的路徑的尋找的靶細胞的識別有關。,生長錐利用微穗（microspike）,即一些微細的突起與周圍結構接觸

30、，并拉動生長錐前進。機制：生長錐及其突起內(nèi)含有微絲網(wǎng)，內(nèi)含有肌動蛋白，具有收縮性，使生長錐和細胞的其余部分產(chǎn)生運動，沿著放射狀膠質(zhì)細胞的突起遷移到其預定的位置。 放射狀膠質(zhì)細胞在引導神經(jīng)細胞遷移過程中起著決定作用。單個遷移細胞能同時和幾條膠質(zhì)纖維接觸，并在不同的放射狀膠質(zhì)纖維束之間交換。當大部分神經(jīng)細胞完成遷移任務后，放射狀膠質(zhì)細胞即轉為星形膠質(zhì)細胞。,②神經(jīng)細胞分化（differentiation）:由一個前體細胞

31、轉變?yōu)榻K末細胞的多步過程。a.神經(jīng)細胞的分化與其他過程是重疊的，神經(jīng)上皮不斷增殖的過程中細胞即開始進行遷移和分化。b.兩棲類胚胎實驗研究表明，神經(jīng)譜系早在卵裂球時即已確定，但神經(jīng)細胞分化過程中環(huán)境因素可在發(fā)育的不同時間內(nèi)起作用，在脊椎動物尤為明顯。c.神經(jīng)細胞的分化形態(tài)上的改變，細胞從圓形或卵圓形到有突起，軸突的發(fā)生在前，樹突的發(fā)生在后。如蝗蟲在E6d時分化出軸突，E6-12d樹突發(fā)育并漸漸由簡及繁的過程分支，然后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的

32、一個祖先細胞(pioneer cell)首先發(fā)出軸突到臨近神經(jīng)節(jié)建立內(nèi)部聯(lián)系。,③神經(jīng)細胞形態(tài)分化同時的內(nèi)在變化：神經(jīng)遞質(zhì)的分化：環(huán)境因素對神經(jīng)遞質(zhì)的分化具重要作用。a.雞胚第1-7體節(jié)水平的神經(jīng)嵴細胞進入消化管內(nèi)分化為肌間神經(jīng)叢與黏膜下叢的副交感神經(jīng)節(jié)細胞，釋放乙酰膽堿；b.雞胚第18-24體節(jié)水平的神經(jīng)嵴細胞進入腎上腺內(nèi)，分化為髓質(zhì)的嗜鉻細胞，分泌腎上腺素。c.若把該分化為副交感神經(jīng)節(jié)細胞的神經(jīng)嵴移植于18-24體節(jié)水平位置

33、，就會進入腎上腺內(nèi)，分化為分泌腎上腺素的嗜鉻細胞。反之亦然。,結論：神經(jīng)嵴細胞在遞質(zhì)的產(chǎn)生上具有雙重性，環(huán)境因素在神經(jīng)分化中起重要作用；神經(jīng)膠質(zhì)細胞、肌細胞及非神經(jīng)細胞可釋放對神經(jīng)元分化方向起誘導作用的因子，與之以突觸相連的其他神經(jīng)元所引起的興奮等諸多環(huán)境因素，都可以影響甚至改變神經(jīng)元分化的表型。電生理學變化：發(fā)育早期，神經(jīng)元最初為鈣動作電位，此電位可以產(chǎn)生在胞體，也可發(fā)生在生長錐；之后變成鈉和鈣的復合電位。鈣離子動作電位在發(fā)育早期對

34、生長錐運動的控制是十分重要的。鈣離子對于正在發(fā)育中的神經(jīng)元的神經(jīng)分泌活動、神經(jīng)介質(zhì)受體蛋白植入細胞膜以及突觸傳遞等過程均有重要影響?？p隙連接（gap junction）對神經(jīng)細胞的生長分化具有重要作用。,2）癌基因與神經(jīng)細胞分化 癌基因（oncogene）在病毒或細胞中存在。在病毒中存在為病毒癌基因(viral cncogene,v-one)，在細胞中存在為細胞癌基因(cellular oncogene,c-onc)，由于它在

35、正常細胞中以非激活形式存在，又稱為原癌基因(proto-oncogene)。 癌基因參與機體的發(fā)育，對細胞的生長、分化和細胞內(nèi)信息傳遞等具重要作用。癌基因在神經(jīng)細胞分化過程中起正性和負性調(diào)節(jié)作用。,3.影響神經(jīng)元數(shù)目和大小的因素 成熟期神經(jīng)元數(shù)目是神經(jīng)發(fā)生過程中細胞增殖和死亡平衡的結果 1)測量方法: 組織學技術方法：昆蟲 相差顯微鏡：線蟲

36、 單倍體細胞DNA含量：哺乳動物 2)影響因素 ①基因調(diào)控:主要的，但不直接控制最終數(shù)量 ②環(huán)境因素:激素、生長因子、營養(yǎng)、環(huán)境,③ 中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞數(shù)及恒定時期： 果蠅：105，蛹期 小鼠腦： 6×107 ，出生后 人腦： 1011 ， ④ 不同動物腦發(fā)育和成熟時間的差異 有蹄類（豬）：出生時接近成熟動物 嚙齒類：大鼠、小鼠：出生時很不成熟

37、 豚鼠：出生時與成年一樣 哺乳類：猴、猩猩、人：出生時都不成熟 a.孕期時間的影響？:小鼠19D,大鼠21D,豚鼠68D 人腦出生時的成熟度不如猴,b.孕期溫度的影響：對腦細胞數(shù)量影響較大 豚鼠：68d,18~28d:升高3~4℃1h，腦重 減少10%；溫度破壞生發(fā)層細胞，減

38、 低分裂活性，不影響髓鞘形成 雞：雞胚CNS對溫度變化十分敏感 孵育期5~7d,37.5→40.5 ℃,小腦NC增加22%，35.3 ℃，小腦NC下降14.6%， 人類：孕婦高燒影響胎兒CNS的發(fā)育c.人腦/體重：胚胎3月16%；出生時12%； 1歲10%；20歲2.5%d.神經(jīng)元大小和數(shù)目與動物大小有關 錐體細胞軸突：大動物﹥小動物 4t重大象/4

39、g鼩鼱：體重100萬倍；腦重16000倍,3)腦老化時腦重和神經(jīng)元數(shù)目的變化 ① 腦重：人類30歲腦重逐漸減低； 80歲迅速減少 ② 神經(jīng)元數(shù)量： a.不減少：人：腹側耳蝸核、海馬齒狀 核、前橄欖核、腦干 b.減少：人和大鼠：大腦和小腦神經(jīng)元歲 年齡丟失 DNA含量恒定：神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞。 可能

40、神經(jīng)元丟失由神經(jīng)膠質(zhì)細胞取代； 腦功能的發(fā)育促使神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生，但神經(jīng)元數(shù)目不會增加,（二）神經(jīng)膠質(zhì)細胞的起源與分化中樞神經(jīng)系統(tǒng): 小膠質(zhì)細胞, 星形膠質(zhì)細胞, 少突膠質(zhì)細胞, 室管膜細胞等周圍神經(jīng)系統(tǒng): 神經(jīng)膜細胞1.神經(jīng)膠質(zhì)細胞的起源 神經(jīng)膠質(zhì)細胞起源于胚胎的神經(jīng)上皮細胞，在CNS，位于神經(jīng)板；在PNS，位于神經(jīng)嵴和基板。

41、發(fā)生上，晚于神經(jīng)元，且星形膠質(zhì)細胞先于少突膠質(zhì)細胞發(fā)生。,神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞是否來自共同的干細胞 一種意見認為來自兩種不同的混雜在一起的前驅(qū)細胞 另一種意見認為神經(jīng)上皮細胞是多潛能細胞能產(chǎn)生二者。,神經(jīng)膠質(zhì)細胞的發(fā)生,三、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中的基因調(diào)控 神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育有兩個方面的基本問題： 1.外胚層中哪些細胞將來發(fā)育成為神經(jīng)元 2.獲得發(fā)育成為神經(jīng)元潛能的細胞如何分化成特定的神經(jīng)元、組成

42、神經(jīng)系統(tǒng)的特定結構。神經(jīng)發(fā)生的基因調(diào)控: 對果蠅的研究表明：在眾多外胚層細胞中，某一個細胞獲得發(fā)育成為神經(jīng)元的潛能的過程是一個細胞間不斷相互作用的過程。,第一步：原神經(jīng)元的建立。少數(shù)聚集在一起的細胞成為神經(jīng)元的前體，又叫原神經(jīng)元neuralprecusor是一組含有bHLH結構的轉錄因子表達的結果。這組喊有bHLH結構域的轉錄因子為原神經(jīng)基因（proneural gene）. 第二步：原神經(jīng)區(qū)細胞的分化。