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形態形成(morphogenesis)

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-09-23

  胚胎發育過程中與細胞分化同時進行的塑造胚體體形和內部特有的組織、器官的構型的過程。胚胎細胞的最初形態是一致的,在發育過程中經歷了化學分化、組織分化和增長分化三個階段,從而逐漸出現了特有的細胞、組織、器官形態和功能特征。盡管不同的有機體的形態發生過程形式有所區別,但形態發生的方式是大同小異的,都是以細胞為基礎。在個體發育中,通過復雜的細胞活動,包括細胞遷移、細胞變形、細胞識別、細胞粘著、細胞集結團聚、細胞層的內卷、外突和復褶等。

  細胞的遷移 指細胞或細胞群由一個區域定向、準確地遷到最終位置,是組織形成和器官發生過程中的重要運動方式之一。常見的有原始生殖細胞從卵黃囊遷移到生殖嵴;神經管附近的神經嵴細胞從原來的背中線位置遷移到有機體的不同部位并形成神經節、腎上腺髓質、色素細胞等。

  細胞變形 最明顯的例子是兩棲類早期發育過程中外胚層細胞的變化。當原腸形成時,在外胚層細胞外包運動中,細胞變扁、變薄;當神經外胚層形成神經板時,細胞伸長成高柱狀,形成厚的神經板;以后由于神經板細胞表層的不同程度收縮而產生神經褶,進而形成神經管。兩棲類原腸形成時,其預定內胚層細胞經內陷作用而形成瓶狀細胞。細胞變形一般伴隨著細胞遷徙。許多實驗表明這兩種細胞運動方式都與微管、微絲有關。細胞的伸長和微管有關,而細胞的收縮和微絲有關。

  細胞識別和細胞粘著 細胞識別和細胞粘著在發育過程中有著極其重要的作用。不同的胚胎細胞通過遷移、識別而特異地粘著以形成特異的組織和器官原基。細胞識別與粘著具有種屬特異性與組織特異性,而組織特異性往往比種屬特異性更強。采用經典的對海綿細胞“檢出”的方法以及放射標記細胞后與未標記的細胞團混合培養,可證明細胞識別的種屬特異性和組織特異性。

  細胞的內卷、外突和復褶 細胞由表層卷到內層、由原有位置下凹或外突而形成褶襞。例如神經管、腺體、牙、毛、眼囊、咽囊、肢芽等胚基的形成。

  細胞的分層和集結 胚胎早期胚層的分離,大、小腦皮質和消化管壁的細胞層的形成都屬細胞分層方式。軀體的體節結構,如體節、脊椎骨、神經節、神經核團等是通過細胞的集結團聚形成。

  上述各種細胞運動方式有先、后之分,但不是截然分開的,而是相互配合,依照精確的時間、空間秩序進行,以保證正常的發育,所有這一切又都受著基因的調控。

 

 
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