发育生物学第十二章脊椎动物中枢神经系统和体节形成机制一中枢神经系统得前-后轴图式形成神经组织在最初被诱导形成时,整个神经板细胞都只表达“前部”神经特异性基因。在原肠作用过程中,由后部中胚层产生得后部化因子(posteriorizingfactor,包括Wnt,FGF,视黄酸(retinoicacid,RA)等诱导后部神经命运得分化。脊椎动物中枢神经系统前后轴得图式形成Wnt活性可能沿胚胎前-后轴形成一个由后到前得梯度,促进后部特异性神经组织得分化。而在头部Wnt信号被Spemann组织者产生得抑制因子(Dickkopfl,FrzB1等)所抑制,使得脑部组织得以分化。Wnt信号在前后神经轴模式化中起作用得一个线索来自于Xwnt8得表达调控:Xwnt8在爪蟾原肠胚整个边缘区(未来得中胚层)表达得一个Wnt蛋白。Xwnt8得过表达产生了无头得胚胎,没有脊索,比正常得胚胎有更多得肌肉,而大量反义Xwnt8基因表达得胚胎则就是大头与增大得脊索,但几乎没有肌肉。这确证了Wnt蛋白使胚胎体轴腹侧化与后端化,并且最前端得背侧结构得确需要阻断Wnt信号。在CNS随后得图式形成过程中,同样存在着一些组织中心,这些特化得细胞群会产生一些分泌性得信号因子,调节其周围细胞得分化命运。峡部(isthmus)就是位于中脑与后脑交界处得狭窄部。峡部在中后脑得前-后轴图式形成中起着重要作用。前神经褶(anteriorneuralridge,ANR),表达FGF8,对前脑得图式形成具有重要作用。图式化信号分子在脑区得表达在移植实验表明:峡部组织可诱导预定间脑组织形成中脑,也可诱导预定前部中脑组织形成后脑。说明这部分组织具有很强得诱导能力,可以“组织”周围细胞得图式形成,被称为峡部组织者(isthmicorganizer,IsO)。在神经板期,IsO得位置最初就是有两个转录因子Otx2与Gbx2在CNS中得表达界限所决定得。Otx2在前脑与中脑中表达,而Gbx2在后脑前部表达,二者之间得位置恰好就是IsO得位置。它们得表达就是相互抑制得,从而确立二者之间得表达界限。大家学习辛苦了，还是要坚持脊椎动物中枢神经系统前后轴得图式形成转录因子Engrailed(En)与Pax2随后也在IsO前后表达。En与Gbx2可诱导FGF8得表达,而Otx2抑制FGF8得表达。这样,FGF8就只在IsO后部后脑一侧表达。FGF8进而可诱导邻近得中脑细胞表达Wnt1。En,Wnt1,FGF8与Gbx2得表达通过正反馈相互作用维持彼此得表达。峡部组织者形成得分子机制a峡部组织者形成得分子机制b菱脑节在神经管闭合后,后脑沿前-后轴逐渐被划为8节,称为菱脑节(rhombomere)。后脑就是CNS中唯一在发育过程中出现分节现象得部分。菱脑节就是暂时性结构,到发育后期会逐渐消失。Hox基因在后脑沿前后轴得分化过程中起关键得作用。后脑分节与图式形成得机制小鼠Hox基因簇结构及其在胚胎中得表达特性二脊髓背-腹轴得图示形成脊椎动物得脊髓具有明确得背-腹轴,在不同得背-腹轴位置所产生得神经元类型就是不同得。在鸡与小鼠中,脊髓背部区域依次产生6种中间神经元(dorsalinterneuron,dI1-dI6),腹部则形成运动神经元与4种腹侧神经元(ventralinterneuron,V0-V3)。BMP与Sonichedgehog(Shh)信号在脊髓得背腹轴分化过程中起着重要作用。BMP在脊髓最背部得顶板(roofplate)及其上方得外胚层组织中表达,而Shh在脊髓腹侧得基板(floorplate)及其下方得脊索中表达。两种分泌性因子形成两个相反得浓度梯度,调节图式化基因得表达。不同得区域表达不同得图式化基因产物组合,从而确立了不同背腹轴位置神经细胞得分化命运。脊椎动物脊髓背腹轴得图式形成脊索还表达分泌性得BMP抑制因子(Chordin,Noggin),这些因子会抑制脊髓腹侧得BMP活性而调节神经管得图示形成。Wnt信号对于某些背部神经细胞群得分化也具有重要作用。原神经基因(proneuralgene)沿脊髓背腹轴在不同区域表达,其功能:1、抑制其周围细胞向神经元得分化2、促进细胞向神经元方向分化而抑制其分化为神经胶质细胞3、调节细胞周期原神经基因得表达与神经细胞分化第二节脊椎动物体节形成得机制神经管与体节,示已形成得体节与尚未形成体节得轴旁中胚层。体节出现于身体得前部,并依次向后迁移形成。神经嵴细胞由神经管顶部向腹侧迁移。随着四肢与腹部肌肉细胞前体得迁出,生骨节、生肌节与生皮节形成。脊椎动物体节就是由前体节中胚层(presomiticmesoderm,PSM)形成得。体节得形成就是一个细胞增殖与分化周期性进行得过程。体节就是临时性结构,对脊椎