小鼠作为哺乳动物研究的模式动物,可用于资助我们相识人类胚胎的发育。虽然小鼠胚胎发育的时间短于人类胚胎发育的时间,但小鼠与人的胚胎发育的历程很是相似,仍有许多可以类比的地方。那么小鼠出生前的运气是怎样的呢?
图1 小鼠与人类胚胎发育比照(TS:Theiler Stage,CS:Carnegie stage)
卵裂
若是说受精是一个生命的最先,那么卵裂就是发育的第一步,合子经由2细胞、4细胞、8细胞、16细胞这种逐级破碎形成卵裂球。
2细胞期爆发合子基因激活。8细胞期最先逐渐致密化,卵裂球变得扁平,相互之间得接触增添,细胞的发育潜力逐渐被抑制最先分解(最早的分解事务),这一历程称桑葚形成。
16细胞时期时,最终导致两种截然差别的细胞系泛起:内细胞团(ICM)和滋养外胚层(TE),排列在胚胎内的细胞爆发ICM,而外层的细胞爆发TE,形成小的囊胚腔,此时的囊胚腔很小不宜望见,为早期囊胚;直到晚期囊胚,可以看到显着完整的囊胚腔和内细胞团。当内部细胞团的一小部分发育为胚胎时,滋养外胚层将分解为胚胎的附加结构,如胎盘,它是母体为胚胎提供营养的通道。在这个阶段的胚胎称为胚泡。
到发育的第5天,胚泡从透明带中孵出,准备植入子宫壁,孵出历程在脱离子宫情形的体外也能爆发。植入时,子宫腔增大,子宫壁细密闭合,使子宫腔密闭,子宫上皮外貌的转变使之接受胚泡附着。
合子基因激活
哺乳动物配子受精前,其基因组处于无转录活性状态。受精后,遗传物质融合并形成合子,进一步发育成新的个体。受精卵基因表达受合子基因激活(ZGA)调控,差别物种ZGA的爆发时间差别。小鼠中ZGA最先于2细胞期,而人类则为4-8细胞期,在ZGA之前,胚胎依赖于卵白质和卵母细胞爆发期合成的mRNA。
原肠运动
在早期胚胎发育中,有一个很是主要的时刻--原肠运动,通过这个运动,体内所有细胞最终将走向特定的运气。原肠运动是胚胎强烈的、高速有序的运动历程,通详尽胞运动实现囊胚细胞的重新组合。原肠胚形成时代(受精6.5天最先形成),囊胚细胞相互之间的位置爆发变换,形成由三胚层细胞(即内胚层、中胚层和外胚层)组成的胚胎结构,这一历程又被称为“生殖层形成”。
内胚层会形成内生殖层,中胚层具有多能性,它将形成肌肉、结缔组织、血管、肾脏和其它加入渗透和渗透调理的器官、骨骼等。囊胚剩余的内皮外壁、外胚层能够形成外表皮、感受器官和神经系统。
一样平常而言,原肠期标记着胚胎决议已不可逆,以后细胞将沿着各自的发育途径义无反顾的走下去。在出生的前几天,器官继续形成,胚胎的体积逐渐增大。从交配受精最先,受精卵一样平常需经19-20天的发育形成幼鼠。
小贴士
人类胚胎发育分期
人类的胚胎期可分为23个Carnegie stages,Carnegie是美国一家历史研究所的名称,该研究所对这些发育阶段举行了分类。Carnegie stages是基于脊椎动物胚胎的外部和内部形态发育,而不是直接依赖于年岁或巨细划分的。由于这一阶段适用于所有脊椎动物,并且大大都脊椎动物胚胎在胚胎期发育的方法基内情同,因此我们可以直接较量差别物种的发育时间。
小鼠胚胎发育分期
小鼠胚胎可以凭证多种标准举行分期,其中最普遍的是泰勒在《The House Mouse: Atlas of Mouse Development》(Springer-Verlag, New York, 1989)中所形貌的分期标准,也就是Theiler Stage。可是Theiler Stage过于宽泛,无法区分早期发育的许多主要阶段,因此经常辅以其他标准,如细胞数、体节数等。
我们今天简要先容了小鼠胚胎发育的历程,可是新生命孕育的神奇之处在于,它不但仅是一个受精和胚胎发育的历程来完成的,追溯源头,从原始生殖细胞的起源和迁徙,到性别决议,再到精子以及卵母细胞的爆发,无一不是新生命孕育的必备历程。不禁叹息大自然的巧妙,一个生命爆发,下一个生命便已经最先孕育。
参考资料及图片泉源:
1. 安德拉斯·纳吉. 小鼠胚胎操作实验手册(原著第三版)[M]. 化学工业出书社,2006.
2. Takaoka K, Hamada H. Cellfate decisions and axis determination in the early mouse embryo [J]. Development, 2012, 139(1):3-14.
3. Theiler K . The House Mouse [M].Springer Berlin Heidelberg, 1989.
4. https://embryology.med.unsw.edu.au
5. http://www.emouseatlas.org/emap/home.html