生殖细胞发生.

Presentation on theme: "生殖细胞发生."— Presentation transcript:

1 生殖细胞发生

2 原始生殖细胞(primordial germ cells , PGC)的决定
激素控制的配子成熟和排卵

3 生殖质和原始生殖细胞决定 germ plasm

4 昆虫生殖细胞的发生 生殖系干细胞分裂(产生一个干细胞和一个子代成胞囊细胞)。一个成胞囊细胞经过4次不完全的有丝分裂形成一个16细胞的胞囊(cyst)，这些细胞之间通过细胞质桥相互连接构成合胞体.

5 昆虫卵子的发生 1个卵母细胞，其余15个细胞则形成滋养细胞
滋养细胞的核DNA经过多次复制，形成多倍体的核，合成和提供卵子发育所需的RNA和蛋白质。 胞囊外包围着体细胞起源的滤泡细胞 ，产生卵黄膜和壳膜 卵室

6 昆虫生殖细胞决定 生殖质的组成成分 germ cell-less (gel) polar granule component (Pgc)
Oskar Nanos Vasa

7 germ cell-less (gel) Gel 进入核内起作用，对于极细胞的产生是必须的，该基因缺失果蝇会缺失生殖细胞

8 polar granule component (Pgc)
Pgc 通过阻止RNA聚合酶II磷酸化抑制转录，该基因缺失，生殖细胞表达与体细胞相同的基因

9 Oskar 异位表达Oskar 可以使该处的细胞核形成生殖细胞。该基因通过将生殖细胞形成必须的蛋白和RNAs固定在后部

10 Nanos Nanos 抑制某些蛋白的翻译，可以阻止极细胞内激活形成体细胞的途经

11 Vasa RNA结合蛋白，起始生殖细胞分化和减数分裂
Another of the posterior mRNAs encodes Vasa, an RNA-binding protein. The mRNAs for this protein are seen in the germ plasm of many species, and Vasa is critical for initiating germ cell differentiation and meiosis (Ghabrial and Schupbach 1999)

12 两栖类生殖细胞决定 生殖质由颗粒和其周围的基质构成，包含很多RNAs和蛋白质，受精后使这些颗粒从卵黄释放出来融合，并定位在植物极

13 哺乳动物生殖细胞决定 没有明显的生殖质 大约 6.5 天，来自胚外外胚层的BMP4和BMP8b 诱导产生生殖细胞

14 卵母细胞成熟(oocyte maturation )
卵母细胞成为卵子的过程。即卵母细胞受某些内源因子或外源因子的刺激,经历一系列变化,包括卵表、卵质和卵核(又称生发泡)的变化，成为具有接纳精子、进行雌雄两性原核结合和发育为正常个体等能力的功能卵的过程。

15 卵表成熟、卵质成熟和卵核成熟并不同步。在少数动物中，如扁形动物的涡虫和肝蛭的卵母细胞，在卵未长足之前就受精，携带着精子的卵继续生长，而后进行减数分裂，实现两性原核结合，发育为正常个体。
在大部分动物中，卵母细胞只有在长足后，经激素刺激，才趋成熟。但是各类动物受精的时刻并不相同，有些动物长足的卵母细胞是在减数分裂Ⅰ前期受精，如马蛔虫卵；有的在减数分裂Ⅰ中期受精，如家蚕卵；有的在减数分裂Ⅱ中期受精，如大部分脊椎动物的卵；有的于雌性原核形成后才受精，如棘皮动物卵。显然，卵母细胞获得受精的能力，并不以卵核成熟为先决条件。

16 两栖类卵母细胞的成熟 ？ 卵质中积累和贮存着大量物质主要在减数分裂前期Ⅰ的过程中产生和积累，前期Ⅰ又可分为卵黄形成前期和卵黄形成期。
豹蛙（Rana pipiens）卵子发生持续长达三年时间，前两年卵母细胞的体积缓慢地长大，第三年由于卵黄的迅速积累体积迅速增大。 ？

17 两栖类卵母细胞的成熟 卵黄的一个主要成份卵黄蛋白原主要在肝脏中合成，通过血液循环进入卵巢，再经过卵巢滤泡细胞间转运和借助胞饮作用进入卵母细胞。在成熟卵中，卵黄蛋白原被裂解成两个蛋白质，卵黄高磷蛋白和卵黄磷脂蛋白。二者包装在一起，进入膜结合的卵黄小板。糖原颗粒和脂质体分别贮存卵黄的碳水化合物和脂肪成份。

18 在有的动物成熟卵植物极卵质中卵黄的浓度是动物极的十倍
随着卵黄的积累，细胞器也形成不对称的排列方式 随着卵黄发生接近结束，卵质开始分层，皮质颗粒、线粒体和色素颗粒主要位于周围的细胞质中，形成卵的皮质。内层的卵黄小板在植物极开始积累和浓缩的同时，糖原颗粒、核糖体、脂质体、内质网等都往动物极移动。

19 细胞器不对称的排列方式，由高尔基体转变成皮质颗粒的过程开始，起初皮质颗粒随机分散在于整个细胞质内，以后迁移到周围细胞质。此时线粒体复制也已开始，分裂形成大量的线粒体，以供卵裂时分配到不同的子细胞中去。非洲爪蟾在原肠胚形成开始之前不再形成新的线粒体。 随着卵黄发生接近结束，卵质开始分层，皮质颗粒、线粒体和色素颗粒主要位于周围的细胞质中，形成卵的皮质。在内层的卵质中也出现不同的梯度分布，当卵黄小板在植物极开始积累和浓缩的同时，糖原颗粒、核糖体、脂质体、内质网等都往动物极移动。贮存mRNA的蛋白颗粒开始在卵内定位。 在动物半球形成的卵黄小板向细胞的中心方向移动，而在植物极形成的卵黄小板运动不活跃，随着新的卵黄蛋白原由细胞表面不断摄入，许多新的卵黄小板慢慢从皮质中转移到细胞中心和植物极。由于卵黄小板在细胞内运动的差异，植物极卵黄慢慢地积累。 卵质中卵黄成分的积聚和梯度分布的形成，为受精和以后的发育提供了条件

20 卵子成熟的激素调控 长足的动物卵长期停顿于第一次减数分裂的双线期,在适当的信号刺激下可以恢复减数分裂,直至第二次减数分裂中期,成为等待受精的成熟卵.

21 丘脑下部 促性腺激 素释放素 垂体 促性腺激素 滤泡细胞 雌性激素 孕酮 肝脏合成并释 放卵黄蛋白原 生发泡破裂，完 成减数分裂并排卵

22

23 减数分裂的第一次阻断和继续 外源信号刺激前，长足卵母细胞被一种由依赖cAMP的PKA磷酸化的蛋白质控制着，使第一次减数分裂停顿在双线期，外源信号刺激导致cAMP降低，蛋白质合成增加，其中包括pp39mos 孕酮有直接抑制卵母细胞腺苷酸环化酶的作用，也同时有刺激钙泵，使卵内游离钙量增加，从而活化钙调素激活磷酸二酯酶的作用。就这样以抑制cAMP形成和加速cAMP去环化等两条途径，降低卵母细胞内cAMP含量。

24 减数分裂的第二次阻断和继续 ？ 一种蛋白质激酶促成熟因子（MPF）可使阻断的减数分裂继续进行，周期蛋白参与MPF活性的调控。

25 减数分裂的第二次阻断和继续 孕酮 pp39mos MPF失活前，细胞一直处于分裂中期 + 一般认为pp39mos具恢复第一次减数分裂并使之停留在第二次减数分裂的作用，它和另一个蛋白cdk2共同构成细胞静止因子 蛋白酶 周期蛋白 降解 MPF活性得以维持

26 细胞静止因子 成熟的蛙卵母细胞中产生一种蛋白质，称为细胞静止因子（cytostatic factor，CSF），可使细胞分裂停止。CSF使卵母细胞停滞在第二次有丝分裂的M相，这种蛋白含有c-mos和cdk2基因的产物，看起来它是通过阻止周期蛋白的降解而发挥作用。 受精过程中，钙离子的释放激活了能使CSF失活的蛋白酶

27 减数分裂的阻断和继续 在受精时钙离子从内质网释放出来，这些游离的钙离子能够激活钙离子依赖的蛋白酶CALPAINⅡ，后者能特异性裂解pp39mos ，使周期蛋白降解，细胞由M相跨入G1相 。 因此，在接受孕酮刺激后卵内pp39mos迅速升高，使卵母细胞恢复减数分裂，并停留减数分裂II的M期，但受精后，CALPAINⅡ活化，pp39mos水平就激剧下降，卵细胞完成减数分裂。因此孕酮诱发的减数分裂在受精后才完成。

28 人类卵母细胞的成熟和排卵 卵母细胞被阻断在第一次减数分裂前期的双线期阶段。每个卵母细胞都由一个初级卵泡包裹，初级卵泡是由单层滤泡上皮细胞和无规则的间质壁细胞构成。 一批初级卵泡阶段性地进入卵泡生长阶段。卵母细胞的体积增大，滤泡细胞的数目增加。 发育到一定阶段的卵泡只有在适当的时间，在受到促性腺激素的刺激之后，卵母细胞的成熟过程才能继续。

29 卵泡的发育 原始卵泡 primordial follicle 特点：体积小，数量多，静息状态。1个初级卵母细胞 + 1层扁平的卵泡细胞

30 卵母细胞和卵泡细胞间出现嗜酸性的透明带。
初级卵泡 primary follicle 特点：卵泡增大，初级卵母细胞和卵泡细胞皆生长。卵泡细胞变成立方形或柱状， 一层变多层。 卵母细胞和卵泡细胞间出现嗜酸性的透明带。

31 透明带、卵母细胞、卵泡细胞超微结构 卵泡细胞 透明带 初级卵母细胞

32 次级卵泡 secondary follicle 特点：出现卵泡腔;卵母细胞已达最大;卵泡膜形成并分化为内、外两层

33 成熟卵泡 mature follicle 特点： 体积发育到最大，直径可达2cm 卵泡腔大，卵丘根部出现裂隙 . 排卵前完成第一次成熟分裂

34 排卵 次级卵母细胞连同外面的透明带、放射冠与卵泡液一同从卵排出的过程——排卵 排卵时间 月经周期的第14天左右
排卵时间 月经周期的第14天左右 排卵因素 与垂体分泌大量的LH有关 排卵过程 在卵泡液消化和卵泡膜平滑肌收缩下，卵母细胞等从卵丘脱离并排出 促黄体生成激素(LH)

35 排卵频率： 一般每28天一次，每次一个，两侧交替
卵子的命运：在24小时内——未受精：退化、被吸收。 受 精：完成第二次成熟分裂，形成一个成熟的卵细胞和一个第二极体

36 排卵的激素调节 月经周期的第一阶段（即增殖期或滤泡期），垂体开始释放大量的促卵泡激素 （ FSH）。FSH刺激卵泡进一步生长和进行增殖，引起滤泡颗粒细胞表面促黄体生成激素(LH)受体形成。在滤泡开始生长后不久垂体就释放LH，在LH的刺激下卵母细胞完成第一次减数分裂，形成一个卵子和一个极体，两者都包在透明带内,被排出卵巢。

37 排卵后即开始黄体期，卵泡破裂的残余细胞在LH的持续影响下形成黄体。黄体可释放孕酮，促进子宫壁增厚及其中血管的生长，为胚泡的着床作准备。孕酮能抑制FSH的产生进而抑制更多卵泡和卵的成熟。
如果卵子受精，滋养层释放的催乳素能维持黄体的活性，使血清孕酮维持高水平。

38 黄体 (corpus luteum) 形 成：卵泡壁塌陷，卵泡膜、血管、膜细胞进入。 在LH作用下，颗粒细胞、膜细胞大量增殖而成。 大体形态：体积大，富含血管，新鲜时呈黄色。

39 黄体的构成 来 源 位置 数量 大小 染色 主要分泌 颗粒黄体细胞 膜黄体细胞
颗粒黄体细胞和膜黄体细胞，都具有分泌类固醇激素细胞的结构特征。 来 源 位置 数量 大小 染色 主要分泌 颗粒黄体细胞 颗粒细胞 居中 多 大 较浅 孕酮 松弛素 膜黄体细胞 卵泡膜细胞 周边 少 小 较深 雌激素

40 大（可达5cm），存在时间长（可达5~6个月）
黄体的转归 月经黄体 小（1.5~2cm），存在时间短（仅14 天左右） 卵受精 卵未受精 大（可达5cm），存在时间长（可达5~6个月） 妊娠 黄体 白体

41 激素调节 FSH、LH导致滤泡细胞分泌雌激素量增加 ： 引起子宫粘膜开始增殖，促进其中血管的形成；
引起宫颈粘液变稀，使精子能进入生殖道的深部；

42 促黄体生成激素 促卵泡激素

43 FSH 垂体 LH 孕酮（－） 颗粒黄体细胞及膜黄体细胞 （＋） 子宫内膜 卵子成熟 排卵 （＋） （＋） 颗粒细胞表面LH受体
受精后滋养层细胞催乳素 排出卵子卵泡细胞 未受精孕酮下降下一个周期 LH

44 总结 原始生殖细胞(primordial germ cells)的决定 激素控制的卵母细胞成熟和排卵