8-胚后生長(zhǎng)及衰老

1、第八章 胚后生長(zhǎng)及衰老Post-embryonic Growth and Aging動(dòng)物生長(zhǎng)的 主要特點(diǎn)胚胎發(fā)育早期生長(zhǎng)不明顯或緩慢；生長(zhǎng)主要發(fā)生在個(gè)體的雛形建立之后；不同組織器官的生長(zhǎng)速度不同。一、組織、器官、個(gè)體的生長(zhǎng)生長(zhǎng)的策略Axon of neurone.g., bone, cartilagee.g., many tissues損傷或刺激可誘導(dǎo)細(xì)胞增殖或生長(zhǎng)：如將大鼠肝臟切除2/3,剩余部分增殖使肝臟恢復(fù)原來的大??；切除腎的一部分，剩余部分主要通過細(xì)胞增大而增大。在正在生長(zhǎng)的組織中，生長(zhǎng)速度決定于細(xì)胞的增殖和凋亡的速度。細(xì)胞增殖受內(nèi)外因素的控制During cleavage of fe

2、rtilized eggs, there are virtually no G-phase. 果蠅受精卵含母體磷酸化蛋白string，使113次卵裂只發(fā)生細(xì)胞核的分裂，無G期。其后,母體string蛋白消失，合子string基因按時(shí)空特異性表達(dá)，其表達(dá)受gap、pair-ruled等基因產(chǎn)物的控制，只有表達(dá)string的細(xì)胞才能進(jìn)入有絲分裂。由于有絲分裂不同步，不同組織有不同數(shù)量的細(xì)胞。果蠅胚胎早期發(fā)育中細(xì)胞的分裂特點(diǎn)人的生長(zhǎng)速率因發(fā)育階段而異人軀體的不同部分有不同的生長(zhǎng)速率營(yíng)養(yǎng)對(duì)生長(zhǎng)的影響胚胎在子宮中發(fā)育期間營(yíng)養(yǎng)不良，一般會(huì)產(chǎn)生較小、但各部分比例正常的個(gè)體。出生后營(yíng)養(yǎng)不良可影響某些器官的正常

3、生長(zhǎng)。如斷奶后營(yíng)養(yǎng)不良的大鼠骨架生長(zhǎng)正常，但肝和腎會(huì)很小。出生時(shí)個(gè)體較小的嬰兒，長(zhǎng)大后易患心血管疾病和非胰島素依賴性糖尿病。生長(zhǎng)受激素的調(diào)控缺失IGF-2基因的小鼠出生時(shí)的重量?jī)H為正常鼠的60%，表明IGF-2是早期胚胎生長(zhǎng)所必需的。IGF-1主要在出生后起作用。不同的器官具有不同的內(nèi)在生長(zhǎng)程序GH, IGF-1長(zhǎng)骨的生長(zhǎng)依賴生長(zhǎng)板中細(xì)胞數(shù)量的增加肌肉組織的生長(zhǎng)來自單個(gè)肌纖維的加長(zhǎng)和膨大條紋肌肌原節(jié)數(shù)的增加依賴于骨的壓迫力成年哺乳動(dòng)物的皮膚表皮細(xì)胞不斷更新干細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個(gè)新的干細(xì)胞和一個(gè)將要分化的細(xì)胞。干細(xì)胞命運(yùn)與其表達(dá)integrin并通過其與基底層的laminin和collagen相連有

4、關(guān)。crypt小鼠小腸的每個(gè)隱窩含有1個(gè)干細(xì)胞和30-40個(gè)潛在的干細(xì)胞，約150個(gè)分裂的細(xì)胞、每天分裂2次，每天產(chǎn)生約300個(gè)細(xì)胞。成年哺乳動(dòng)物的腸上皮細(xì)胞也不斷更新生長(zhǎng)失控導(dǎo)致腫瘤 連續(xù)分裂的細(xì)胞最可能致癌，如85的癌癥發(fā)生在表皮細(xì)胞，白細(xì)胞過多導(dǎo)致白血病。Proto-oncogene突變?yōu)閛ncogene是癌癥的誘因，多為顯性突變。原癌基因與細(xì)胞增殖、分化和遷移有關(guān)，編碼生長(zhǎng)因子和信號(hào)分子及與信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)的蛋白質(zhì)。 抑癌基因的突變也導(dǎo)致癌癥，但屬隱性突變。如調(diào)控細(xì)胞周期的Rb突變可導(dǎo)致視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤。人的patched基因也是一個(gè)抑癌基因，其突變導(dǎo)致各種皮膚癌。 極少數(shù)腫瘤不涉及遺傳物質(zhì)的

5、改變畸胎瘤teratocarcinomas常見于卵巢和睪丸，起源于生殖細(xì)胞。在小鼠卵巢中，未受精卵的偶然激活使其發(fā)育到上胚層形成期，然后形成腫瘤。將小鼠胚胎的上胚層移植到成年小鼠體內(nèi)的任何部位，都將形成畸胎瘤。植物的生長(zhǎng)受激素的控制植物的生長(zhǎng)主要通過細(xì)胞體積的增加二、蛻皮(molting)和變形(metamorphosis) 變形是指從某些動(dòng)物幼蟲轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)上大為不同的成年個(gè)體的過程。如毛蟲變?yōu)槌赡旰?、蛆變?yōu)轱w蛾、蝌蚪變?yōu)榍嗤堋?在節(jié)肢動(dòng)物上，幼蟲期及成年前體積的增加伴隨角質(zhì)的退化脫落(角質(zhì)阻礙體積的增加)，而形態(tài)結(jié)構(gòu)未發(fā)生大的改變，該過程為molting。不同蛻皮期的個(gè)體體積都顯著增加蛻皮

6、過程個(gè)體生長(zhǎng)激活牽長(zhǎng)感應(yīng)器(stretch receptor)大腦分泌促前胸腺激素(PTTH)激活前胸腺蛻皮素(ecdysone)molting幼年素(juvenile hormone)咽側(cè)體(corpus allatum)昆蟲的變形受環(huán)境和激素的調(diào)控兩棲動(dòng)物的變形過程促甲狀腺素釋放激素促甲狀腺素甲狀腺素對(duì)不同組織的作用不同。如它們促進(jìn)肢體的發(fā)育和生長(zhǎng)，但引起尾巴細(xì)胞的凋亡而使尾巴退化。果蠅幼蟲期的唾液腺細(xì)胞發(fā)生染色體復(fù)制，但不發(fā)生有絲分裂，導(dǎo)致形成巨形多線染色體。染色體轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)疏漲，其位置受蛻皮素的調(diào)控。昆蟲變形過程中基因活性變化三、個(gè)體衰老顯著特征是死亡概率增高損傷積累？遺傳決定？不同物

7、種的壽命不同：遺傳控制Disposable soma theory影響衰老的基因食物攝取量影響壽命：處于最低營(yíng)養(yǎng)水平的大鼠的壽命比高攝食量的大鼠長(zhǎng)40，可能是因?yàn)槭澄锓纸庵挟a(chǎn)生的自由基對(duì)DNA和蛋白質(zhì)起破壞作用。線蟲的daf-2基因：剛孵化的線蟲在寬爽的空間、豐富的食物條件下存活2周，但在擁擠、缺食條件下進(jìn)入不攝食、不生長(zhǎng)的dauer larval state, 可長(zhǎng)達(dá)數(shù)月。Daf-2基因突變的線蟲即使在有豐富的食物時(shí)仍進(jìn)入dauer state，其壽命比正常線蟲長(zhǎng)2倍。線蟲的clk-1基因：該基因突變個(gè)體的細(xì)胞周期變長(zhǎng)，壽命比正常胚胎長(zhǎng)70。Daf-2、clk-1及另外2個(gè)clk基因都突變的個(gè)體的壽命延長(zhǎng)5倍。人的Werner Syndrome: 患者青春期生長(zhǎng)緩慢，20余歲白發(fā)、易患心臟病，絕大多數(shù)死于50歲前