(中南民族大学,湖北武汉430074)
摘要:在研究胚胎发育的过程中发现了一个新的分泌蛋白Plac9。并由该研究结果可知Plac9可能影响胚胎的器官发育。但是,大量相关的资料显示,对该基因的功能研究尚为空白。
关键词:胚胎发育;Plac9;分泌蛋白
1.前言
人类胚胎在母体子宫中发育大约需要38周,首先是从受精到第三周为胚前期,从第四到第九周为胚期,从第9周到出生为胎期。胚前期又分为原肠胚、神经胚、胚三个时期,胚期又分为合子、桑椹胚、囊胚三个时期[1]。
2.胚胎发育
2.1人类胚胎发育前期
形成受精卵以后,受精卵开始不停分裂,细胞在逐渐地变小的同时细胞数目逐渐变多,等到卵裂结束后,整体的大小体积并没有改变太多。紧接着,合子经过约4天的发育,可以形成了如桑葚般的实心细胞团,这个时期的胚胎就是桑葚胚。随后桑椹胚慢慢形成囊胚,并且继续分裂,中间慢慢形成一个空腔,即囊胚腔。囊胚内有两种细胞,一种称为胚细胞即将来形成胚体的细胞;另一种称为营养细胞即将来为胚体发育提供营养的细胞。紧接着囊胚的胚细胞慢慢地会形成胚芽,根据其形态位置可以分为下胚芽和上胚芽。上胚芽细胞慢慢地下陷增生,于是形成中胚芽。这便是原肠胚上胚层,中胚层和下胚层的早期了。原肠胚形成后,其中胚层细胞和脊索会慢慢使外胚层发育为神经管,并且此时开始形成体节。在后续发育中神经管会慢慢地形成中枢神经,体节以后会成为皮肤、肌肉和骨骼。这个时期为神经胚时期,在这之前都为胚前期。
2.2人类胚胎发育中期
然后就进入到胚期,这个时期,胚体为了留出空间给各种器官,胚体的形状由盘状变成了圆筒状。在胚期,胚胎会按照从头到尾的规律慢慢发育,比如外胚层会发育成表皮、神经系统,中胚层会发育为骨、软骨、心、脏壁、肌肉、真皮、血液,内胚层会发育为肝脏、肠、肺。紧接着体节会从4对增加到29对,神经板会形成大脑区域和脊髓区域,同时形成神经沟。感觉器官基板、初级脑泡、早期的肝脏和血管开始形成,神经管闭合。与此同时可以看见上肢芽和开始跳动的心脏(此时心脏在腹部隆起一小包)。
再过几周,体节慢慢地由29对变为44对,前脑,中脑,后脑,头曲,脑桥曲,颈曲形成,并可以看见4个咽弓,而且在第一个咽弓上开始形成上下颌骨。肝脏和血管沟扩张慢慢有造血功能,心脏慢慢长大并开始分房室。上肢芽继续扩大,开始形成手掌基板,下肢芽也开始分化。早期肺和肾也开始产生。
受精一个半月后,人类胚胎就渐渐开始与其他物种区别开。人类胚胎这一时期渐渐形成面部特征,如晶状体、鼻泪沟、视网膜色素、耳丘、舌原基等。肩膀开始发育,上肢芽继续延长,躯干的体节清晰可见,主动脉弓和肺动脉分开。头部开始形成脉络丛,并有嗅觉神经进入大脑,并出现少量胰岛素。胚胎全身软骨开始形成骨,副甲状腺、肾上腺、胸腺开始发育。
2.3人类胚胎发育后期
受精两个月后,整个大脑布满了脉络丛,在脸部鼻子开始突出,眼睑开始发育,外耳慢慢形成轮廓。上肢的肩膀、肘、手腕渐渐清晰。心脏、肺、肝脏进一步发育,渐渐地形成一个完整的小个体。随之进入胎期,器官慢慢发育完善[2]。
3.胎盘特异性分泌蛋白简介
由羊膜、叶状绒毛膜和底蜕膜构成的胎盘(Placenta)是人类妊娠期间胎儿与母体物质交换的重要物质。它保障了胎儿在子宫中发育的所有营养,以及维持妊娠的多种激素、细胞因子和酶等物质,同时也排出胎儿所造成的废弃物。更加神奇的是,它不仅使母体和胎儿紧密联系,同时它也让母体和胎儿保持相当的独立。所以,胎盘发育得是否健全完善,对于哺乳动物妊娠是否成功有很大联系和作用[3]。
4.Plac9蛋白的发现
为了深入研究3-9周胚胎发育关键时期的分子机制,通过一系列实验筛选到了300多个低丰度表达的新基因。虽然表达量低但是低丰度基因占人类总基因的四分之一,数量相当庞大,并且它与持家基因不同的是,它可能决定了机体何时何处发育成何样,其重要作用与功能数不胜数。可见低丰度基因对于人类基因组是非常重要和丰富的,深入研究这部分基因对胚胎发育的研究至关重要。如果找到了这些在具体时间低丰度表达但是在另外一段时间表达量变化显著的基因,则说明该基因对于此时的胚胎发育有着重要的作用。所以我们还要寻找在某一时刻这些表达量低的基因其表达量显著升高[4]。
5.结语
所以,为了更加深入地研究这些新基因的功能,我们用基因芯片技术研究了芯片上新基因的表达情况。结果显示,这部分基因更有可能参与了人类胚胎发育7-9周发育过程并且发挥了重要作用。
参考文献
[1]LadungaI.Large-scalepredictionsofsecretoryproteinsfrommammaliangenomicandESTsequences[J].CurrOpinBiotechnol,2000,11(1):13-18.
[2]KleinRD,GuQ,GoddardA,etal.Selectionforgenesencodingsecretedproteinsandreceptors[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,1996,93(14):7108-7113.
[3]缪勒,W·A).发育生物学[M].高等教育出版社,1998.