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干细胞与发育生物学（翻译文章）
本文描述了人和小鼠早期胚胎发生各时期的变化，和对文中使用的一些术语和概念进行了解释。还对体内早期胚胎发生起调节作用的某些基因、分子、信号传到通路及其他影响因素等进行了讨论；另外还包括了在实验室中上述各种影响因素作用于干细胞的实验研究。
胚胎发生的实验研究体系
现在有很多实验体系用来研究受精卵发育为胚泡的过程。胚泡是出现有细胞分化的第一个结构。继而发育为胚泡，在胚泡中首先出现了三个胚层――内胚层、中胚层和外胚层。这些实验体系采用的研究对象包括有酵母细胞、无脊椎动物，如很小的水母样水螅、微小的新生蛔虫等，还有某些脊椎动物如两栖类等。现在被大量采用的是鸡和斑纹鱼等的胚胎。这些实验对象的胚胎是比较透明的，适合于精确显示在胚胎发育过程中细胞的分化和迁移。有关动物胚胎起源的大量研究结果都是来源于小鼠，而对于人的研究则受到了伦理方面的限制。但在所有这些实验体系研究中产生了大量的问题。
例如在胎儿体内是如何调节最早的细胞分化的？对于胚胎发育起重要作用基因的激活由什么来完成？胚轴是什么时候如何决定的，从而使胎儿出现了前后（头和尾）、背腹（背部和腹部）、左右等方向？在胎儿发育过程中由什么来调节基因控制的细胞死亡，即细胞凋亡的作用？是什么决定了细胞周期和严格受控的一系列分子调节机制，这些机制导致了细胞分化与否？
关于人胚胎发育的许多认识是源于对小鼠胚胎发育的研究。一般哺乳动物的胚胎发育比较相似，在很多方面小鼠的胚胎发生与人是类似的。但在几个重要的方面，人的胚胎发生还是与小鼠具有不同。例如小鼠胚胎的成长期要18～20天，而人类则要9个月；胎盘的结构和功能也不相同；人胎盘的形成是在受精卵种植到子宫壁之后形成的，然而小鼠则是一个卵圆柱形的胎盘；小鼠胚胎的卵黄囊在整个怀孕期间都发挥着其相应的功能，而在人卵黄囊的功能只表现于胚胎的早期[28]。人胚胚外卵黄囊的主要功能是造血和形成原始生殖细胞。原始生殖细胞大多数都转变成为成体内的卵细胞和精细胞。现在，即便是关于小鼠，对其胚胎发育起控制作用的有关基因、各种因子和信号传导通路的研究结论也很有限。信号传导是一系列的分子作用过程，这些作用过程由细胞表面的一个信号所触发并引起细胞反应，即细胞分泌某种激素或某个基因被激活[20]。
其它关于人胚胎发育相关的推论还来源于研究体外胚胎瘤(embryonal carcinoma, EC)细胞和人胚胎的组织学切片（EC细胞来源于畸胎瘤，畸胎瘤可发生于人类的睾丸或卵巢）。另外，在过去的20年里，很多国家的临床医疗和基础研究机构建立了能够模拟体外受精和胚泡形成的环境。因此，提高体外受精(in vitro fertilization, IVF)受孕律方面的研究已经取得了很多重要的经验，这为认识人类早期胚胎发育也起到了推动作用。
受精卵形成胚泡
人类和小鼠的卵母细胞在受精之前体积增大，然后进行减数分裂。卵母细胞储存于卵泡中，直到它完成减数分裂的中期Ⅱ（图A.1细胞周期）。至此，卵泡将卵母细胞释放到输卵管。输卵管由两条管样的结构组成，由卵巢通向子宫。成熟的卵母细胞是单倍体细胞，含有正常体细胞染色体的一半。它周围的基质（由细胞外基质和糖蛋白组成）成分称为透明带。受精之后，同样也是单倍体的精子细胞必须穿过透明带，使自身的细胞膜和卵细胞的膜发生融合，进入到卵细胞的胞体中。当精子浸在卵细胞的胞质中时，精子的基质可渗透进入卵细胞胞质中，其生殖核与卵细胞的生殖核融合。精子和卵细胞的结合使受精卵内恢复了该生物正常体细胞染色体的数目。人正常双倍体体细胞内的染色体数是46（23对染色体）。成熟的精细胞或卵细胞（生殖细胞）则含有23条染色体，为单倍体 [1]。
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作者:admin@医学,生命科学 2011-04-15 05:11
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