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第二章 胚胎发育及其遗传调控 人胚胎从 起发育经历38周（约266天），可分为三个时期：①胚胎早期（preembryonic period）:从 到第2 周末，二胚层配盘形成；②胚胎期（embryonic period）:第3 周至 第8 周末。至此期末，胚的各 、系统及外形发育均初具雏形；③ 期（fetal period）: 从第9 周至出生，此期内 逐渐长大，各 、系统继续发育成形，部分 出现一定功 能活动。目前关于胚胎发育的遗传调控是 妇产科的一大热门话题。 胚胎发育涉及几个主要过程，包括轴结构形成（axis specification ）、图式发育（pattern formation ）和 形成（organogenesis ）。轴形成使机体确定了背/腹、前/后、中间/两侧、左 /右，机体从此明确了“方向”。图式发育指分化的细胞按一定的空间位置排列，形成组织、 的步骤。而这些是通过“诱导”实现的。每一个主要发育的过程均涉及多种不同的蛋白 质，这些蛋白质形成胚胎正常发育必不可少的结构、发出信号使胚胎发育协调。参与调控胚 胎发育的物质包括：信号分子及其受体、DNA 转录因子、细胞外基质成分、酶、转运系统 以及其他蛋白质。每一个遗传介导物质都有特异的时空表达，以控制不同的发育过程。若其 中某一 突变，往往引起出生缺陷。 一、发育过程中重要的遗传介质 （一）旁分泌信号分子 细胞分泌蛋白质进入细胞间隙，短距离弥散，与受体结合引起邻近细胞的反应，这些蛋 白质称旁分泌信号分子。人胚的一些复杂变化和变化机制大多是通过动物胚胎观察和研究得 出的。通过同源分子的认识，逐步理解这些分子在人胚发育中可能的作用。现认为有四类主 要的旁分泌信号分子：（1）成纤维细胞生长因子 （fibroblast growth factor FGF ），（2 ） 刺猬 hedgehog ），（3 ）无翼 （winless Wnt ），（4 ）转化生长因子β transforming growth factor β TGF- β）。每一信号分子可与一或多种受体结合，产生效应。编码这些分 子的 突变可引起细胞间的 异常，造成出生缺陷，如 FGF 及其受体突变产生软骨发 育不全、颅缝早闭。Hedgehog 第一个成员是从果蝇突变体分离得到的，脊椎动物有一 些同源分子，称 shh，在众多的作用中，shh 参与了轴的形成，诱导神经板中神经元的分化 及肢体图式发育。Shh 的受体之一是一种跨膜蛋白，由patched （PTC ） 编码，shh 与 PTC 受体结合后，能抑制TGF- β成员和Wnt 编码 的转录，从而抑制细胞生长，人 类PTC 同源 突变引起Gorlin 综合征，表现为肋骨发育异常、下颌囊肿、基底细胞癌。 （二）DNA 转录因子 开启与关闭 转录的蛋白质称DNA 转录因子。通常一个转录因子能对不同发育通路 的多个 产生调节作用。因此，编码一种转录因子的 突变会引起多效性结果。转录因 子 很多，它们能共享DNA 转录结合部位，在控制发育方面，很多 成员起关键作用。 例如，同源盒所含 ：HOX ， PAX ， EMX ，MSX 等、高活动群（high-mobility group ） 所含 如SOX 。 SOX 是Y 性决定区域SRY 的 ，它编码哺乳动物 决 定因子，在两性生殖嵴上均表达SOX9，但在 分化前 SOX9 表达上调，女性则下调。 此外SOX9 能调节软骨的形成和一种称为Col2A 1 的胶原 表达，当SOX9 突变时能引起 骨骼发育异常、性反转（性 为XY 的女性），造成多种发育异常。 （三）细胞外基质蛋白（extracellular matrix proteins EMPs） EMPs 是大分子物质，对所有组织 起支架作用，包括：胶原、原纤维蛋白、蛋白多 糖、大分子糖蛋白如纤维连接蛋白、层粘蛋白等。EMPs 不仅是结构成分，它们还能分隔邻 近细胞形成间质，使细胞易于迁移，它们活跃地介导发育