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　　胚胎發(fā)育的過(guò)程就好比一場(chǎng)音樂(lè)會(huì)，不同的樂(lè)器(細(xì)胞)在特定的過(guò)程中發(fā)出不同的聲音，共同完成一首完美協(xié)奏曲。

　　小鼠作為哺乳動(dòng)物研究的模式動(dòng)物，可用于幫助我們了解人類胚胎的發(fā)育。雖然小鼠胚胎發(fā)育的時(shí)間短于人類胚胎發(fā)育的時(shí)間，但小鼠與人的胚胎發(fā)育的過(guò)程非常相似，仍有很多可以類比的地方。那么小鼠出生前的命運(yùn)是怎樣的呢?

　　圖1.小鼠與人類胚胎發(fā)育對(duì)比(TS:Theiler Stage,CS:Carnegie stage)

　　卵裂

　　如果說(shuō)受精是一個(gè)生命的開(kāi)始，那么卵裂就是發(fā)育的第一步，合子經(jīng)過(guò)2細(xì)胞、4細(xì)胞、8細(xì)胞、16細(xì)胞這種逐級(jí)分裂形成卵裂球。

　　2細(xì)胞期發(fā)生合子基因激活。8細(xì)胞期開(kāi)始逐漸致密化，卵裂球變得扁平，彼此之間得接觸增加，細(xì)胞的發(fā)育潛力逐漸被抑制開(kāi)始分化(最早的分化事件)，這一過(guò)程稱桑葚形成。

　　16細(xì)胞時(shí)期時(shí)，最終導(dǎo)致兩種截然不同的細(xì)胞系出現(xiàn)：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)和滋養(yǎng)外胚層(TE)，排列在胚胎內(nèi)的細(xì)胞產(chǎn)生ICM，而外層的細(xì)胞產(chǎn)生TE，形成小的囊胚腔，此時(shí)的囊胚腔很小不宜看見(jiàn)，為早期囊胚;直到晚期囊胚，可以看到明顯完整的囊胚腔和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。當(dāng)內(nèi)部細(xì)胞團(tuán)的一小部分發(fā)育為胚胎時(shí)，滋養(yǎng)外胚層將分化為胚胎的附加結(jié)構(gòu)，如胎盤，它是母體為胚胎提供營(yíng)養(yǎng)的通道。在這個(gè)階段的胚胎稱為胚泡。

　　到發(fā)育的第5天，胚泡從透明帶中孵出，準(zhǔn)備植入子宮壁，孵出過(guò)程在脫離子宮環(huán)境的體外也能發(fā)生。植入時(shí)，子宮腔增大，子宮壁緊密閉合，使子宮腔密閉，子宮上皮表面的變化使之接受胚泡附著。

　　合子基因激活

　　哺乳動(dòng)物配子受精前，其基因組處于無(wú)轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)。受精后，遺傳物質(zhì)融合并形成合子,進(jìn)一步發(fā)育成新的個(gè)體。受精卵基因表達(dá)受合子基因激活(ZGA)調(diào)控，不同物種ZGA的發(fā)生時(shí)間不同。小鼠中ZGA開(kāi)始于2細(xì)胞期，而人類則為4-8細(xì)胞期，在ZGA之前，胚胎依賴于蛋白質(zhì)和卵母細(xì)胞發(fā)生期合成的mRNA。

　　圖3 小鼠胚胎發(fā)育從受精到原腸胚形成階段模式圖

　　原腸運(yùn)動(dòng)

　　在早期胚胎發(fā)育中，有一個(gè)非常重要的時(shí)刻--原腸運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這個(gè)運(yùn)動(dòng)，體內(nèi)所有細(xì)胞最終將走向特定的命運(yùn)。原腸運(yùn)動(dòng)是胚胎劇烈的、高速有序的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)囊胚細(xì)胞的重新組合。原腸胚形成期間(受精6.5天開(kāi)始形成)，囊胚細(xì)胞彼此之間的位置發(fā)生變動(dòng)，形成由三胚層細(xì)胞(即內(nèi)胚層、中胚層和外胚層)構(gòu)成的胚胎結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程又被稱為“生殖層形成”。

　　內(nèi)胚層會(huì)形成內(nèi)生殖層，中胚層具有多能性，它將形成肌肉、結(jié)締組織、血管、腎臟和其它參與分泌和滲透調(diào)節(jié)的器官、骨骼等。囊胚剩余的內(nèi)皮外壁、外胚層能夠形成外表皮、感覺(jué)器官和神經(jīng)系統(tǒng)。

　　一般而言，原腸期標(biāo)志著胚胎決定已不可逆，從此細(xì)胞將沿著各自的發(fā)育途徑義無(wú)反顧的走下去。在出生的前幾天，器官繼續(xù)形成，胚胎的體積逐漸增大。從交配受精開(kāi)始，受精卵一般需經(jīng)19-20天的發(fā)育形成幼鼠。

　　圖4.小鼠從受精卵到出生前發(fā)育特征(詳見(jiàn)http://www.emouseatlas.org/emap/ema/theiler_stages/StageDefinition/stagedefinition.html)

　　小貼士

　　人類胚胎發(fā)育分期

　　人類的胚胎期可分為23個(gè)Carnegie stages，Carnegie是美國(guó)一家歷史研究所的名稱，該研究所對(duì)這些發(fā)育階段進(jìn)行了分類。Carnegie stages是基于脊椎動(dòng)物胚胎的外部和內(nèi)部形態(tài)發(fā)育，而不是直接依賴于年齡或大小劃分的。由于這一階段適用于所有脊椎動(dòng)物，而且大多數(shù)脊椎動(dòng)物胚胎在胚胎期發(fā)育的方式基本相同，因此我們可以直接比較不同物種的發(fā)育時(shí)間。

　　圖5 小鼠、大鼠和人類胚胎發(fā)育Carnegie stages比較

　　小鼠胚胎發(fā)育分期

　　小鼠胚胎可以根據(jù)多種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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)中所描述的分期標(biāo)準(zhǔn)，也就是Theiler Stage。但是Theiler Stage過(guò)于寬泛，無(wú)法區(qū)分早期發(fā)育的許多重要階段，因此常常輔以其他標(biāo)準(zhǔn)，如細(xì)胞數(shù)、體節(jié)數(shù)等。

　　圖6 小鼠各個(gè)Theiler Stage影像

　　我們今天簡(jiǎn)要介紹了小鼠胚胎發(fā)育的過(guò)程，但是新生命孕育的神奇之處在于，它不僅僅是一個(gè)受精和胚胎發(fā)育的過(guò)程來(lái)完成的，追溯源頭，從原始生殖細(xì)胞的起源和遷移，到性別決定，再到精子以及卵母細(xì)胞的發(fā)生，無(wú)一不是新生命孕育的必備過(guò)程。不禁感嘆大自然的奇妙，一個(gè)生命發(fā)生，下一個(gè)生命便已經(jīng)開(kāi)始孕育。

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　　參考資料及圖片來(lái)源：

　　1. 安德拉斯·納吉. 小鼠胚胎操作實(shí)驗(yàn)手冊(cè)(原著第三版)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社,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