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人体胚胎学. human embryology. 杨志文. 胚胎学 ( embryology ): 研究生物个体发生、发育及其机制的科学 人体胚胎学 ( human embryology ): 研究人体胚胎发生、发育及其机制的科学 它不是研究人类起源的科学 Where the people come from?(F) Where I come from?(T). How did I come into this world???. 学习人体胚胎学的意义: 1 、 产科学、计划生育学的基础; 2 、 人体解剖学中器官形态、位置、毗邻关系、
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人体胚胎学 human embryology 杨志文
胚胎学(embryology): 研究生物个体发生、发育及其机制的科学 人体胚胎学(human embryology): 研究人体胚胎发生、发育及其机制的科学 它不是研究人类起源的科学 Where the people come from?(F) Where I come from?(T) How did I come into this world???
学习人体胚胎学的意义: 1、产科学、计划生育学的基础; 2、人体解剖学中器官形态、位置、毗邻关系、 形态和位置变异、各器官的相互关系; 3、小儿科中常见先天性疾病的正确诊断和治疗; 4、用唯物主义的观点观察人体、认识疾病; 学习人体胚胎学的方法: 1、观察胚胎标本、模型、切片、图谱; 2、时、空概念。
人体胚胎学的发展: 预成论(preformation debate) 渐成论(epigenesis debate) “重演律”:个体发生是种系发生的重演 sperm homunculus father of modern embryology father of medicine
现代胚胎学: 分子胚胎学:前沿领域。分子生物学的理论和方法。 探索胚胎发生过程中基因表达的时间顺序、空间分布与调控 因素,研究基因表达产物即各种蛋白质在胚胎发育过程中 的作用,以从根本上阐明胚胎发育的分子过程和机理。 生殖工程学:新兴领域。 人工介入早期生殖过程→获得人们预期的新生个体。 主要技术:体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、卵质内单 精子或细胞核注射、配子和胚胎冻存等。 体外受精、胚胎移植→1978.7.25“试管婴儿” 体细胞核移植技术→1997年,克隆羊“多莉”
news.xinhuanet.com 1978 年7 月25 日,英国曼彻斯特附近的奥德姆医院 Louise Brown世界首例试管婴儿
“克隆羊之父”伊恩·威尔穆特 Dolly sheep born in Roslin Institute,Scotland.
国际在线 http://www.crionline.cn2006.5.22,英国lingfield 双胞胎:爱玛·戴维斯:16 岁;妮亚姆:5 个月 由同一批冷冻胚胎发育而来、但相隔16 年出生
治疗性克隆(therapeutic cloning):是发育生物学界提出的最新概念,旨在利用科学前沿的克隆技术和干细胞培养技术,来解决器官移植的两个根本性问题,即免疫排斥和供体来源不足。
胚胎学总论 1 • 重点 • 受精 • 卵裂和胚泡形成 • 二胚层胚盘
正常发育,人胚从受精到分娩,在母体子宫内历经38 周(约266 天)。 围产期(perinatal period):自妊娠满28 周 至产后1 周。 在临床,此时期的母体、胎儿及新生儿的保健 医学称为围生医学。
人胚发育分期 (development period of the fetus) ①胚前期(preembryonic period):0 ~ 2 周 受精→二胚层胚盘形成
development period of the fetus ②胚期(embryonic period):3 ~ 8 周 由3 个胚层形成各个重要器官的原基 胚体外形发育初具雏形
development period of the fetus ③胎儿期(fetal period):9 周 ~ 出生 胎儿(fetus)逐渐长大,各器官系统生长发育
development period of the fetus 质变※①胚前期(preembryonic period):0 ~ 2 周 ②胚期(embryonic period):3 ~ 8 周 量变┅┅③胎儿期(fetal period):9 周 ~ 出生
受精 生殖细胞(germ cell, 配子 gamete) 精子(男)和卵子(女)。 1、起源:卵黄囊壁上的原始生殖细胞 2、高度分化的性细胞 3、经两次成熟分裂 4、单倍体(23 条染色体) 生殖细胞的发生 精子的发生、成熟、获能 卵子的发生、成熟
受精 精子发生(spermatogenesis) 精原细胞(46, XY) 睾丸生精小管 初级精母细胞(46, XY) 第一次成熟分裂 次级精母细胞(23, X;23, Y) 第二次成熟分裂 精子细胞 (23, X;23, Y) 精子(23, X;23, Y)
spermatozoon 受精
受精 精子的发生和成熟 睾丸生精小管(人约需 64 ~75 天): 青春期 第一次成熟分裂 精原细胞 初级精母细胞 分裂增殖 变态 第二次成熟分裂 精子细胞 精子 次级精母细胞 无运动能力 (23, X;23, Y) 肌样细胞 (停留约2 周,雄激素及附睾管上皮细胞分泌肉毒碱、甘油磷酸胆碱、唾液酸等→渐获运动能力,但无与卵子结合能力)。 附睾 收缩
去获能因子(decapacitation factor): 附睾管上皮 附属腺 受精 分泌物 精子的细胞膜表面 糖蛋白衣(glycoprotein coat) 精浆蛋白(seminal protein) 抑制受精 获能(capacitation):精子进入女性生殖管道后,在 管道上皮、主要是输卵管上皮分泌物作用下解除去 获能因子的抑制作用,获得与卵子结合的能力。 (淀粉酶分解去除精子头外的糖蛋白) 精子在女性生殖管道内存活 1~3 天,受精能力维持 20 小时左右。
受精 卵子发生(oogenesis)
受精 ovum
受精 卵子的发生和成熟: 卵原细胞(46,XX) 初级卵母细胞(停滞于第一次成熟分裂前期)(46,XX) 排卵前36~48 小时 完成第一次成熟分裂 第一极体 (first polar body) 次级卵母细胞 (secondary oocyte;23,X) 位于卵周间隙 (perivitelline space) 退化消失 停留在第二次 成熟分裂中期 排卵后24小时 受精,完成第二次成熟分裂 未受精 24小时内退化 卵细胞(ovum) (圆球形,外有透明带及放射冠包裹;23,X) 第二极体 (secondary polar body) 退化消失
受精 受精(fertilization) definition:成熟获能后的精子与卵子结合形成受精卵的过程 始:精、卵膜的接触;终:精、卵核的融合 time :排卵后 12 小时内 place:输卵管壶腹部 受精过程机制:精卵识别、粘连、结合、融合、卵细胞激活 正常成年男性一次射精 3~5 亿个 通过子宫和输卵管到达受精部位的精子有 300~500 个
受精 受精过程三步曲 • 精子穿过放射冠 • 精子穿过透明带 • 精、卵质膜融合,核融合
受精 1.顶体反应(acrosome reaction) 精子顶体外膜与头部质膜: 融合→破裂 释放顶体酶 透明质酸酶(hyaluronidase)→ 放射冠细胞间基质 顶体素(acrosin)→ 透明带 2.精、卵质膜融合(sperm-oocyte membrane fusion) 3.皮质反应(cortical reaction) 精子进入→卵细胞向卵周间隙内释放皮质颗粒 小孔
受精 4.透明带反应(zona reaction) 皮质颗粒(溶酶体酶样物质)→ 透明带构变(ZP3糖 蛋白分子变性→不再与精子结合)→人卵单精受精 (monospermy) 5.雌、雄原核(female and male pronucleus)形成 精子进入→次级卵母细胞完成第二次成熟分裂 卵子细胞核┄雌原核;精子细胞核膨大┄雄原核 6.受精卵(fertilized ovum)形成 雌雄原核接近→核膜消失→染色体混合→受精卵 (合子 zygote)
受精 the significances of fertilization 1.次级卵母细胞完成第二次成熟分裂 2.恢复染色体数目(二倍体);促使遗传性变异 3.决定性别 (46, XX); (46, XY) 4.激活卵细胞,启动卵裂 使卵细胞代谢由缓慢转入旺盛→启动细胞分裂 分化→形成新个体
受精 the conditions of fertilization 1、精、卵及时相遇 精子:进入女性生殖管道 20 小时内。 卵细胞:排卵后 12 小时内。 2、精子的数目和活力 不能受精: 精子数目 < 500 万/毫升精液 精液中异常精子 > 20% 精子活力 < 70% 3、生殖管道的通畅
受精 受精理论在实践中的应用 1、有关避孕方法 (1)易孕期:排卵前后的4 ~ 5 天。 其余的时间较不易受孕称安全期。 (2)生殖管道不畅:避孕套、子宫帽、输精管结扎、 输卵管粘堵等。 (3)调节雌孕激素水平:避孕药。 2、人工受精
受精 人工受精与“试管婴儿” (artificial fertilization and test tube baby) 1、体内人工受精 精液→女性生殖管道(排卵期)→精、卵结合为受精卵→母体子宫内发育→母体娩出 2、体外人工受精(fertilization in vitro, IVF) 1969年:胚胎移植术(embryo transfer, ET) 在体外→精、卵结合为受精卵→桑椹胚或胚泡→移植到分泌期子宫→子宫内发育→母体娩出 称“试管婴儿”(test tube baby)
受精 人 卵 体 外 受 精 和 胚 胎 移 植 模 式 图
受精 1978 年:第一代“试管婴儿”(英:路易丝·布朗) (1988 年:中国第一例) 输卵管堵塞、子宫颈粘液异常 1987 年:第二代“试管婴儿” 在体外直接将精子注入卵子胞浆内→受精→胚胎移植 卵母细胞单精子显微注射(intracytoplasmic sperm injection, ICSI) 免疫因素、精子寡少、精子弱动 第三代“试管婴儿” 体外受精获得的早期人胚→遗传学检测→胚胎移植 1997年:第四代“试管婴儿” 卵子活力差(身体不佳或高龄等) 卵浆置换术→体外受精→胚胎移植
人胚早期发生(early development) 受精后8 周内的发生过程 • 卵裂和胚泡形成(第 1 周)※ • 二胚层时期(第 2周)※ • 三胚层时期(第 3 周)※ • 体节期(第4周) • 胚胎完成期(第 5 ~ 8周)
卵裂和胚泡形成(第 1周) cleavage and the formation of blastocyst (1st week) 极体 透明带 卵裂球 4 细胞期 (受精后40 小时) 2 细胞期 (受精后30 小时) 8 细胞期 (受精后3 天) 桑椹胚 (受精后3.5 天)
cleavage and the formation of blastocyst (1st week) 卵裂(cleavage):受精卵进行的有丝分裂 特点:①伴随细胞分裂出现细胞分化 ②分裂间期无细胞生长,且外包透明带,细胞随分裂 数目增加而体积变小 1、卵裂球(blastomere):卵裂形成的子细胞 2、输卵管:2细胞期(30小时) 4细胞期(40小时) 3、子宫腔:桑椹胚(morula):受精后 72小时;12~16细 胞;细胞紧密相贴形似桑椹,其外周有透明带包裹
cleavage and the formation of blastocyst (1st week) 胚泡形成(formation of blastocyst): 1、胚泡(blastocyst):桑椹胚细胞继续分裂增多, 按一定规律排列,形似泡状。 2、滋养层(trophoblast):胚泡周围单层细胞。 从母体子宫内膜吸收营养。 3、胚泡腔(blastocyst cavity):胚泡中的腔,内 含液体。 4、内细胞群(inner cell mass):滋养层内面一侧 的细胞团。 5、极端滋养层(polar trophoblast):覆盖在内细 胞群外面的滋养层。参与胎盘形成。 第 4 天末,胚泡外面的透明带消失。
二胚层时期(第 2 周) 第二周内的主要变化: 1. 胚泡→植入子宫内膜 2. 内细胞群→上、下胚层 3. 滋养层→早期绒毛膜
二胚层时期(第2 周) 植 入 过 程
二胚层时期(第2 周) 植 入 过 程 植入早期(第7 天)
二胚层时期(第2 周) 植 入 过 程 第8 天