脊椎動物肢的發(fā)育和再生

--脊椎動物肢的發(fā)育和再生VertebratｅLimｂDevｅｌｏpmｅntａndRegｅnｅraｔioｎHowarｅtheｓeprocessｅsinvolｖed？這些過程是怎樣被涉及到的呢？1，Pａｔterｎfoｒmａt(yī)ioｎdｉｒｅｃtscｅlｌｉｄentｉtｙaｎｄlｅadstｏoｒdereｄsｐａt(yī)ｉalpａt(yī)ternｏｆcｅllacｔivitｙ模式形成:指導(dǎo)細胞身份并且形成細胞活動的有序的空間結(jié)構(gòu)。2，Posiｔiｏnaｌinforｍationdiｒｅctswｈeｒeorgａnｓｗｉlｌfｏrm位置信息:指導(dǎo)器官在哪里形成。3,Inducｔiondｉrectiｏnofspｅcificｃｅｌlｆａｔe誘導(dǎo)：特定細胞命運的方向4，Ｍorｐhoｇｅnｅｓischａｎgiｎgtheformofcelｌｓ形態(tài)發(fā)生：改變細胞5，Diffeｒeｎtiatiｏnacｑuirｅｆｕnctionaｌandstｒuctｕralidenｔitydiｓtiｎctfromtｈeｉｒsurroundingcells分化：獲得不同于其周圍細胞的結(jié)構(gòu)和功能上的特性Ｔhegreaterthenumbeｒofｄivｉsioｎs,ｔheｍｏredｉsｔaｌthecｅｌｌｉdenｔity.ApicａｌEｃtoｄermalＲidge(AER)外胚層頂脊1of2ｏrgaｎｉzｉngregionｓ.lｅnｇｔhｏｆｒidｇecontrolswidtｈofｂuｄ.度essｅｎtialｆorbothoutgｒowtｈandproximoｄｉsｔaｌpatterning;ｔｒｕncaｔeｄ截短的limbsａfterremｏｖal．FGF4：inposterioｒｒegiｏｎ-cａｎaｃtａsａfunctionａlsubstiｔutefoｒａpicalｒidgｅＦＧＦ4:在較晚的時期,可以在功能上替代AEＲ.PｒｏｇｒｅssZone(PZ）漸進帶。ｃｅlｌｓbｅgiｎtodiffereｎtｉateoｎlyａfｔeｒｌｅaviｎgthepｒogresszonｅ.細胞只有在離開漸進帶之后才開始分化。[ZPA]極性活性區(qū)diffｕｓiblemorｐhｏgenspeｃifiespｏsｉtionoｆｃelｌｓaｌｏngantero-ｐosｔerioｒ(A/P)aｘis;ｂyconcentｒａt(yī)iｏnoｆmoｒphogen,orｓhｏｒt-rａngesｉgnａls----可擴散的形態(tài)發(fā)生素沿著Ａ/P軸指明細胞位置，通過提高形態(tài)發(fā)生素的濃度或者縮短信號(傳遞)的距離ZPAanｄPＺｓignalsaｒeneceｓsａryforsｕrｖivalanｄfunctionoｆＡER；FGFsfroｍＡERmaｉntainZPＡanｄＰＺ.posiｔｉｖefｅedbaｃｋｌoop:beｔweeｎSＨHprotｅｉｎiｎmｅsｏdermａndFGF4expreｓｓｉonｉnridge,vｉａｂｏnemorphｏgenetｉｃpｒoteinｓ(BMＰｓ).WhatDireｃtｓLｉmbDevelopmeｎt?:ThｅＡERisｒｅｓpoｎｓiblefortheproximo下月-ｄistal末梢paｔｔerｎinｇofthelｉmb,whｉcｈoccursovｅrtimetｈrougｈthｅｐｒogressｚoｎeAＥＲ【定外胚層嵴】在漸進帶階段負責(zé)肢的下月末梢的形成。SigｎalsａreｓentbothfromtｈeＡERtotheprｏｇresszｏｎe，ａndfromtｈeproｇｒesszonetoｔheAER信號既從AER傳遞到到漸進帶,也從漸進帶傳送到AＥR。TheOFACTＩＶIＴY（ZPA)isrespoｎｓiblｅfoｒantｅrｏ-posｔeriorpatterningoｆthelimbZPA【極化活性區(qū)】負責(zé)肢前后軸的形成。ＴheECTOＤＥRMconｔｒolsｐａｔteｒniｎgaloｎgｔhedorso-ｖeｎｔraｌａｘｉs\外胚層控制著沿背腹軸的圖式形成Dｉffｅrｅｎｃeｓinthｅａｃtiｖatｉonofｇenestｈａt(yī)conｔrｏｌｔheｉｎｔerpｒetationoｆpｏsｉtionalｉｎfｏrmａt(yī)ionisｒｅsｐｏnｓiblefordevelopｍｅntofｄiｆｆerｅｎｔlimｂstructurｅs(i．ｅ..ｗingorleg)控制著提供位置信息的不同的基因活動負責(zé)不同肢結(jié)構(gòu)的發(fā)育。Wｈａt(yī)MｏｌecｕlｅsＤｉreｃtLimbDevｅｌoｐment？那些分子指導(dǎo)肢的發(fā)育?SonｉcHeｄgｅｈog(Shh)TｈeShｈgｅneeｎｃｏdｅsiｎductｉvesiｇｎalingmoｌecｕlｅsthatfuncｔｉonｄuｒingembryogenｅsｉsＳhｈ基因編碼誘導(dǎo)在胚胎發(fā)生時起作用的信號分子。establｉshingｃellfates參與決定細胞命運Keyｓignalinｐattｅｒnｉngｏftheａｎtｅro-poｓtｅriｏｒlimbaxiｓ肢前后軸模式形成的主要信號。Alｘ-4reｐrｅｓseｓShhｅxprｅssｉonAlｘ4抑制Shh的表達。FibroblastＧrｏwthFactor4(FGＦ-４）ＭembｅｒoｆFGFfaｍilｙFＧF----家族的成員Meｓｏdermalｓtimuｌatorandsｉｇnalinｇ胚層細胞刺激物指導(dǎo)發(fā)育信號。ＦGF-4-/-dｉeonE５.０FGＦ-4／－死在那啥E５.0ＴranscriptｉonaｌｌyｉnaｃtiｖeinaｄultｔissuesDｉffｅrenｔiａlrｅsｐoｎsｅofｅxpressionbeｔwｅenchickShhforelimbaｎdhiｎdlimｂbudsbｙFGＦ－４ApiｃalEctodermａlRｉｄgeAEＲ頂外胚層嵴。TｈeAERisneｅdｅdforＭaintainiｎgprolifｅrａt(yī)ionofthｅmesoｄerm(thｅAEＲpｒoｄucesFGF８).TｈｅmesｅnchyｍeｉnconｔactwithtｈeＡEＲ(ｐrogreｓｓzoｎe)pｒｏlｉｆeｒａt(yī)esinstｅadofｄifferｅntiatingintｏcarｔilageanｄｍuｓcｌｅ.維持中胚層的增殖。(頂外胚層嵴產(chǎn)生ＦＧF-8）和AER(漸進帶）有關(guān)的間質(zhì)細胞增殖分化為軟骨和肌肉。Maintainingｅｘｐrｅssionｏfthemolｅculesｔhatgｅｎerａt(yī)etheanｔerｉor-pｏstｅｒiorｐｏｌaｒiｔy.維持引起前后軸極性的分子的表達Interactinｇｗitｈsignaｌiｎgｐｒoteinｓsｏthａｔｅaｃhｃｅllreceivesinsｔructiｏnｓｏnhoｗtodiｆfereｎtｉate.與信號蛋白反應(yīng)這樣每個細胞就能知道如何分化。Ｒｅgeneｒatｉonistheｏfinlｉｆｅｔoreｓtoｒemiｓsingtiｓsｕeｓ再生是指在后來的生活中為修復(fù)失去的組織的一種再激活發(fā)育。MecｈanｉsmsｏfReｇeneratiｏｎMｏｒpｈaｌlaxis-rｅｐaｔterninｇofexistinｇtissｕeｓwithverylittｌenewｇrｏｗth(E．g.Hydrａs)變形再生：已存在的組織和一小部分新生的組織的整合。Coｍｐenｓａｔory-divｉｄｅｂuｔmainｔaintｈeiｒdifferentiatｅdfunctionswｉtｈnofｏrmaｔionofdedｉfｆerentiａt(yī)ｅｄtｉssｕes(Ｅ.g.Mamｍaliａnlivｅr）代償性再生:細胞分裂為有其正常分化后的那些功能的組織而不形成去分化組織。Eｐimoｒpｈoｓis-adultｓtructuresdeｄiffeｒentiａt(yī)ｅtofｏｒｍamaｓｓｏfceｌlsthatbecomｅｒespecified----重新指定,whｉcｈiscｈarａｃterｉsticofregeｎerａt(yī)inglimbs(Ｅ.g.Urｏdeleamphiｂianｓ)新建再生:成體結(jié)構(gòu)去分化形成被重新指定的具有再分化為肢的特性的大量細胞。ＰrocｅssｅsofLiｍｂRｅgeneration1.Deｄｉfferentiaｔiｏn去分化。2.Ｐrolｉfeｒaｔion增殖。3.Diｆfeｒenｔｉation分化。WhatHａppensｄuringDedｉfferentiａt(yī)ioｎ？brｅakdowｎoｆｅｘtｒaｃeｌluｌarｍａt(yī)riceｓ(ECMs)ｏfｍａnycｅlｌｓ（fｉbｒoｂlasts,ｍyｏfibrｅs肌原纖維,etc．)cauｓｅｄｂyｕp－reｇｕlationofproteaｓes蛋白酶(ａciｄhydrolaｓｅs水解酶,maｔrixmeｔalloproteinaｓeｓ金屬蛋白酶)由蛋白酶調(diào)節(jié)（水解酶,金屬蛋白酶）cｅllslｏseｄifferｅｎtiａｔｅdcharacteristics細胞失去了已分化的特性。Becomeprogeniｔｏrｃｅllsａbletoｒe-enｔerthｅcellcyclｅandfｏrmｔｈerｅgeneratiｏnblasｔｅmａ（再生）芽基恢復(fù)成祖細胞再次擁有了從細胞分化周期里再生為芽基的能力。WhenDｏesProｌifeｒaｔｉｏnoccｕr?gｅｎeｓiｎdiｆferentiatedtiｓsuｅsaｒedowｎ－rｅgulateｄ基因在已分化的組織中共能下調(diào)了Geneinｍeｓenｃhymeofｏnｉｃｌimｂincreases在正在增殖的胚胎間充質(zhì)細胞中基因表達增加。celｌsinregｅnerａt(yī)ioｎｂlasteｍａprolｉｆerateandrｅdiffereｎｔiatｅtoｆｏrmnewstructｕreｓoftheliｍｂ再生的肢芽的細胞增殖分化形成肢新的結(jié)構(gòu)。ＰrolifeｒatiｏnofMyotｕbｅs肌管肌管的增值ｍyoblaｓｔ肌原細胞ｃelｌsｄeｄifferｅntiaｔeaｎdjｏinｔogeｔhｅｒtoproducｅｍulｔinｕcｌeａt(yī)ed多核的ｍyｏｔubeｃells肌原細胞再分化參與形成多核肌管細胞ｍyｏtubeｓｂroｕghtintｏthｅblａstemａ芽基,aｎdｆormｓｍｏｎｏｎｕcleaｔed單核的celｌｓthatprolｉfeｒaｔｅandｄｉfferentiａt(yī)ｅｉntomａnｙｔｉsｓuｅｓ肌管細胞進入芽基形成單核細胞最終增殖分化為大量組織。myoｔubeｎuｃleiarefｏｒｃedｔoeｎtｅrtheｃellcycｌe----肌管細胞核被迫進入細胞周期?Whatcaｕsescｅllstore－ｅnｔerthecelｌcycle？什么導(dǎo)致細胞再次進入細胞周期？ｓuｐpｒessｏrｏfcellcycleisｒｅtiｎｏｂｌastomａprｏteｉn（成視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白,Rb蛋白［一種抑癌蛋白,參與細胞周期調(diào)控])成視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白是細胞周