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25.8:

判定

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Determination

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在人类胚胎中, 可以形成任何组织的未成熟细胞 逐渐致力于 某种成熟细胞类型 通过两步法, 规范和测定。 规范的第一步中, 细胞在胚胎中的位置, 就像它位于背侧,腹侧轴上的位置上一样, 它的邻居产生了信号。 这些位置元件将细胞 暴露于从诸如神经形成的 发育途径开始的 独特因子组合。 如果要从胚胎中取出这些特定的细胞 并介绍到温和的环境, 像一个含有基本生长培养的盘中, 他们仍然会继续形成他们 坚持要形成的细胞类型,这里就是神经元。 但是,如果添加蛋白质或其他因素, 细胞命运可以被改变, 因此指定形成神经元的结构 可以被重定向以产生另一种组织,如皮肤。 位置因素的持续作用 在胚胎内引起特定的细胞 进入第二阶段,测定。 相反,如果确定的细胞被移除 并插入非温和的设置中, 像一个有不同信号的新胚胎区, 它们仍会形成神经元。 细胞命运没有改变。 因此,细胞逐渐被驱动到某种组织类型 通过规范和测定的顺序作用, 然后它们最终分化 形成具有不同特征的神经元的成熟细胞。

25.8:

判定

在胚胎发生过程中,细胞通过两步过程逐渐进入不同的命运:规格,然后确定。通过去除早期胚胎的一部分来证明规格,“中立”。在体外培养组织 – 例如,在具有简单培养基的培养皿中 – 然后观察衍生物。如果培养的区域产生通常在胚胎中产生的细胞类型,这意味着它被指定。相反,确定是否去除了胚胎区域并将其置于非中性环境中;例如在含有复杂培养基的培养皿中,培养基中添加了多种蛋白质,甚至是胚胎本身的不同区域 – 并且它仍然产生预期的衍生物。规格和测定是细胞发育途径中的两个连续步骤,其在分化的最后阶段之前,在此期间产生具有独特形态和功能的成熟组织。

体外规格说明

为了研究规格,研究人员必须首先了解胚胎不同区域的正常衍生物。为了实现这一目标,人们经常使用命运图,命运图是在胚胎发育早期通过染色或标记细胞、培养整个胚胎和监测标记细胞的最终去向而产生的。例如,这种在鸡身上使用的技术已经证明,胚胎中偏离中心的区域(大约是时钟9点和3点的位置)会产生神经嵴细胞,它们能够迁移并产生周围神经系统。

重要的是,这些神经嵴的目的区域可以在原肠胚形成的早期阶段(胚胎转变为三层结构)切除,然后才开始表达蛋白质标记或细胞类型的任何明显特征。当可能是信号因子来源的任何底层组织被刮掉,并且这些外植体在一个简单的培养基中在胶原滴中培养时,它们产生表达典型神经嵴转录因子的细胞。有趣的是,一些细胞甚至被观察到从组织碎片的身体迁移,这是细胞命运的另一个特征。这些实验表明,神经嵴的特征在胚胎发育早期就出现了,虽然这项工作大部分是在鸡身上进行的,但最近的证据表明,兔子身上的特征相似;这两种生物都被用作人类胚胎发育的模型。

理解规范背后的信号

一旦胚胎某一区域的特定性得到证实,研究人员还对确定蛋白质信号和组织在胚胎中的位置如何导致细胞沿着特定的发育路径被传送兴趣。对于神经嵴,研究人员已经确定,来自邻近或潜在神经嵴的组织的蛋白质组合,其中包括骨形态发生蛋白和成纤维细胞生长因子,可以诱导这种细胞的命运。这样的信号,反过来,诱导这些细胞中特异性蛋白的表达,从而将它们送入神经嵴通路。

Suggested Reading

Simões-Costa, Marcos, and Marianne E. Bronner. “Insights into Neural Crest Development and Evolution from Genomic Analysis.” Genome Research 23, no. 7 (July 2013): 1069–80. [Source]

Simões-Costa, Marcos, and Marianne E. Bronner. “Establishing Neural Crest Identity: A Gene Regulatory Recipe.” Development (Cambridge, England) 142, no. 2 (January 15, 2015): 242–57. [Source]

Bhatt, Shachi, Raul Diaz, and Paul A. Trainor. “Signals and Switches in Mammalian Neural Crest Cell Differentiation.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 5, no. 2 (February 2013). [Source]