附肢发生和机理专家讲座.pptx

附肢发生及机理附肢发生及机理DepartmentofDevelopmentalBiologySchoolofLifeSciencesCentralSouthU1附肢发生和机理第1页无肢畸形：无肢畸形：一个肢体或几个肢体完全一个肢体或几个肢体完全缺失，多由肢芽发生受阻。缺失，多由肢芽发生受阻。短肢畸形：短肢畸形：四肢短小四肢短小。残肢畸形：残肢畸形：指一个肢体或多指一个肢体或多个肢体部分缺失。个肢体部分缺失。因为肢芽发育和因为肢芽发育和分化停或紊乱所分化停或紊乱所致。致。2附肢发生和机理第2页发育不全性畸形发育不全性畸形3附肢发生和机理第3页重复性畸形重复性畸形多指（趾）畸形多指（趾）畸形4附肢发生和机理第4页5附肢发生和机理第5页6附肢发生和机理第6页7附肢发生和机理第7页肢体三个轴线肱骨肱骨尺骨尺骨桡骨桡骨腕骨腕骨一、胚轴决定了肢体发育一、胚轴决定了肢体发育指骨指骨8附肢发生和机理第8页脊椎动物肢体在结构和发育上是保守脊椎动物肢体在结构和发育上是保守小小鼠鼠和和鸡鸡肢肢体体发发育育9附肢发生和机理第9页二、二、肢体域肢体域(limb field)又称肢体场确实定又称肢体场确实定将早期胚体将早期胚体肢芽切除肢芽切除，其周围组织仍能长出一个正常，其周围组织仍能长出一个正常肢芽；距原肢芽；距原肢芽肢芽越近越近组织组织发生新肢芽能力越强发生新肢芽能力越强，反之则弱。，反之则弱。若切除肢芽若切除肢芽1/2或或3/4，余部仍能发育为，余部仍能发育为正常肢芽正常肢芽。若将一肢。若将一肢芽内中胚层组织挖出，填入另一肢芽内，使后者含有芽内中胚层组织挖出，填入另一肢芽内，使后者含有双倍双倍肢芽肢芽中胚层组织，该肢芽仍发育为中胚层组织，该肢芽仍发育为正常肢芽正常肢芽。这些试验结。这些试验结果表明：这种果表明：这种能发育形成某种结构组织场地，称为该结构能发育形成某种结构组织场地，称为该结构胚胎场胚胎场(embryonicfield)又称又称肢体域肢体域(limbfield)。试验还揭示：胚。试验还揭示：胚胎场内细胞有胎场内细胞有识别识别本身所在位置，并本身所在位置，并调整调整本身增殖与分化本身增殖与分化能力。能力。10附肢发生和机理第10页 二、二、肢体域肢体域(limbfield)又称肢体场又称肢体场确实定确实定 肢体域概念：肢体域概念：由中胚层细胞组成、有能力长出一个肢体区域。由中胚层细胞组成、有能力长出一个肢体区域。肢体区内细胞都含有发育为一个肢体潜力，说明它们含有肢体区内细胞都含有发育为一个肢体潜力，说明它们含有可调可调整性整性。肢体场肢体场肢体场肢体场:由有能力形成一个肢体中胚层细胞所组成区域。由有能力形成一个肢体中胚层细胞所组成区域。由有能力形成一个肢体中胚层细胞所组成区域。由有能力形成一个肢体中胚层细胞所组成区域。肢体区细胞特点：肢体区细胞特点：肢体区细胞特点：肢体区细胞特点：可调整性。可调整性。可调整性。可调整性。美西螈预定前肢场中央区中央区:形成游离前肢细胞中央区周围中央区周围:周围附肢躯干组织和肩带细胞外周细胞外周细胞:通常并不包含在前肢中，不过，假如将中央组织除去时，它能调整形成前肢。如都去除，将没有附肢发育。11附肢发生和机理第11页附肢场附肢场起初含有调整失去或增加部分附起初含有调整失去或增加部分附肢能力。肢能力。当垂直地将附肢盘当垂直地将附肢盘分成两半分成两半或或更多部分更多部分后，用薄障碍物放在它们之间以预防彼后，用薄障碍物放在它们之间以预防彼此重新融合，此重新融合，结果被分隔每一部分都能结果被分隔每一部分都能发育成一个完整附肢发育成一个完整附肢12附肢发生和机理第12页寄生虫卵在蝌蚪肢芽中繁殖造成多肢体形成。13附肢发生和机理第13页肢体域定位：肢体域定位：肢体区位于特定部位，这些部位有特殊肢体区位于特定部位，这些部位有特殊Hox基因基因表示谱；表示谱；如各种动物前肢芽都出现于如各种动物前肢芽都出现于Hoxc-6表表示谱最前部边界，即第一胸椎所处位置示谱最前部边界，即第一胸椎所处位置。retinoicacid能够开启肢体生长，它可能是经过控制能够开启肢体生长，它可能是经过控制Hox基因表示而产生影响。基因表示而产生影响。青蛙蝌蚪尾巴切断后用青蛙蝌蚪尾巴切断后用视黄酸处理后视黄酸处理后，再生出许多腿再生出许多腿肢芽在躯干上形成部位可能受肢芽在躯干上形成部位可能受hox基因基因和和视黄酸视黄酸控制控制14附肢发生和机理第14页1.1.肢芽形成诱导信号肢芽形成诱导信号 肢体细胞起源肢体细胞起源：肌肉细胞前体：肌肉细胞前体：起源于体节轴起源于体节轴下生肌区；下生肌区；骨细胞前体：骨细胞前体：侧板中胚层体细侧板中胚层体细胞区间质细胞。胞区间质细胞。肢芽形成肢芽形成受来自于中间中胚层受来自于中间中胚层(intermediate mesoderm)如如肾前体信号诱导肾前体信号诱导，移去中肾或，移去中肾或在中肾与肢芽细胞间插入不透在中肾与肢芽细胞间插入不透膜可使肢芽停顿增大。膜可使肢芽停顿增大。15附肢发生和机理第15页 肢芽形成受肢芽形成受来自于来自于间介中胚层间介中胚层如肾前体信号诱导，如肾前体信号诱导，移去中肾移去中肾或或在中肾与附肢芽细胞间插入不透膜在中肾与附肢芽细胞间插入不透膜可使附肢可使附肢芽停顿增大。芽停顿增大。侧板中胚层中，将要产生侧板中胚层中，将要产生附肢附肢间质细胞间质细胞分泌分泌成纤维细成纤维细胞生长因子胞生长因子-10-10（FGF-10FGF-10）诱导附肢芽形成诱导附肢芽形成16附肢发生和机理第16页2.胚层之间相互作用胚层之间相互作用顶端外胚层嵴顶端外胚层嵴(apicalectodermalridge,AER)形成形成 AER：中胚层间质细胞诱导位中胚层间质细胞诱导位于肢芽远端边缘背腹交界处外表于肢芽远端边缘背腹交界处外表外外胚层细胞形成突起胚层细胞形成突起结构，是肢体生结构，是肢体生长主要信号中心。长主要信号中心。AER作用：作用：1.维持其内侧间质细胞增生维持其内侧间质细胞增生 能力，使肢体沿能力，使肢体沿Proximal Distal轴线生长。轴线生长。2.维持维持AP轴线控制因子表示轴线控制因子表示3.控制控制AP和和DV轴线因轴线因 子互作，以指导细胞分化。子互作，以指导细胞分化。17附肢发生和机理第17页2.胚层之间相互作用：胚层之间相互作用：顶脊顶脊是在其下方是在其下方中胚层诱导中胚层诱导下发生。下发生。试验试验证实证实:假如将肢芽假如将肢芽处中胚层组织移植到胚体体壁处中胚层组织移植到胚体体壁其其它它区区域域外外胚胚层层下下，移移植植部部位位外外胚胚层层也也形形成成顶顶脊脊，进进而而发发育育为为肢肢体体。假假如如将将前前肢肢芽芽中中胚胚层层挖挖除除，将将后后肢肢芽芽中中胚胚层层移移植植其其中中，则则本本该该发发生生前前肢肢肢肢芽芽却却发发育育形形成成后后肢肢。表表明明肢肢芽芽中中胚胚层层现现有有诱诱导导顶顶脊脊发发生生，也也决决定定了了肢肢体体形态形态发生发生。18附肢发生和机理第18页切除肢芽顶脊，代之以非顶脊外胚层，则肢芽切除肢芽顶脊，代之以非顶脊外胚层，则肢芽生长停顿。有一个生长停顿。有一个无翼突变无翼突变鸡种，若在其胚体側壁鸡种，若在其胚体側壁局部外胚层下局部外胚层下中胚层中胚层组织组织植入植入正常鸡胚正常鸡胚肢芽中胚层肢芽中胚层，仍无顶脊发生，也无翼形成。说明仍无顶脊发生，也无翼形成。说明顶脊外胚层对中顶脊外胚层对中胚层诱导反应胚层诱导反应是肢芽形成另一必要原因。是肢芽形成另一必要原因。顶脊顶脊对肢对肢体体远端结构形成远端结构形成也也起决定作用起决定作用，如将一个顶脊移植，如将一个顶脊移植到另一肢芽顶脊旁边，该肢体最终出现到另一肢芽顶脊旁边，该肢体最终出现两个远端结两个远端结构构。19附肢发生和机理第19页 AER形成依赖于背部外胚层背部外胚层和腹部外胚层腹部外胚层互作 证据：将一个肢芽腹部外胚层细胞移植到另一肢芽背部将一个肢芽腹部外胚层细胞移植到另一肢芽背部外胚层中，将产生一个额外外胚层中，将产生一个额外AERAER；在在肢芽外胚层背部化突变体肢芽外胚层背部化突变体上，因缺乏腹部外胚上，因缺乏腹部外胚层而不能生成层而不能生成AERAER，造成无肢体。，造成无肢体。额外额外AER20附肢发生和机理第20页AER中中FGF-8表示是肢体生长所必需表示是肢体生长所必需成纤维生长因子成纤维生长因子8(FGF8)8(FGF8)，它表示谱与肢芽形成区一致，它，它表示谱与肢芽形成区一致，它在非肢体区存在可造成形成一个新肢体。在非肢体区存在可造成形成一个新肢体。正常鸡胚有fgf8表示肢体突变鸡中没有fgf8表示21附肢发生和机理第21页肢芽形成中分子互作模型肢芽形成中分子互作模型 AER AER形成诱导分子：形成诱导分子：侧板中胚层产生侧板中胚层产生fgf10fgf10诱导外胚层合成诱导外胚层合成FGF8FGF8，后者诱导表皮外胚层下方，后者诱导表皮外胚层下方间质细胞扩增间质细胞扩增和肢芽后部区产生和肢芽后部区产生SHHSHH，SHHSHH反过来诱导肢芽后部外胚层细胞合成反过来诱导肢芽后部外胚层细胞合成FGF4FGF4，FGF4FGF4与与FGF8FGF8维持维持肢芽间质细胞增殖肢芽间质细胞增殖能力和能力和SHHSHH在肢芽后部在肢芽后部表示表示。22附肢发生和机理第22页AER在肢芽沿近远轴线在肢芽沿近远轴线生长中作用生长中作用说明说明AER是维持间质细是维持间质细胞分裂、推进肢体向外胞分裂、推进肢体向外生长所必需生长所必需说明说明AER影响影响A-P轴线轴线说明间质细胞决定了肢说明间质细胞决定了肢体类型体类型说明间质细胞是维持说明间质细胞是维持AER所必需所必需二、肢体近远端轴线生成二、肢体近远端轴线生成23附肢发生和机理第23页附肢发育中要求三种类型外胚层和中胚层间相互作用中胚层起动中胚层起动附肢芽向外生长和形成AER；AERAER刺激刺激附肢芽深入向外生长及附肢芽中胚层增殖和分化；附肢芽中胚层中胚层提供保持保持AERAER所必须刺激。24附肢发生和机理第24页 1.AER1.AER对肢芽向外生长作用对肢芽向外生长作用 在附肢发育期间任何时间除去在附肢发育期间任何时间除去AER，远端附肢深入发育停，远端附肢深入发育停顿；顿；AERAER维持间质细胞分裂能力、预防其形成软骨维持间质细胞分裂能力、预防其形成软骨渐进带渐进带（Progresszone，PZ)AER内保持有旺盛分裂能力内保持有旺盛分裂能力间质细胞间质细胞区区域称域称渐进带渐进带。不一样时间离开渐进带细胞分化为不一样软骨不一样时间离开渐进带细胞分化为不一样软骨。25附肢发生和机理第25页鸡两套趾症源于肢芽上有两个鸡两套趾症源于肢芽上有两个AERAER26附肢发生和机理第26页用鹌鹑用鹌鹑AERAER取代无肢体鸡取代无肢体鸡AERAER能够造成正常肢体发育能够造成正常肢体发育27附肢发生和机理第27页AERAER对对P PD D轴轴影响分影响分子基础是子基础是FGFFGF因子因子.AERAER与位于其下方渐与位于其下方渐进带间质相互作用分进带间质相互作用分子基础是在子基础是在AERAER中合中合成，并释放到其下方成，并释放到其下方间质中间质中成纤细胞生长成纤细胞生长因子因子2(FGF-2)2(FGF-2)。当除。当除去去AERAER后，植入可释后，植入可释放放FGF2FGF2念珠将代替念珠将代替AERAER作用。作用。28附肢发生和机理第28页2.渐进带渐进带(Progresszone，PZ)对肢芽向外生长作用对肢芽向外生长作用证据一证据一 不一样时间离开不一样时间离开渐进带渐进带细胞分化细胞分化为不一样软骨。为不一样软骨。证据之一是，在证据之一是，在不一样时间去除不一样时间去除AERAER，所形成肢体所形成肢体骨不一样。骨不一样。渐进带渐进带是指位于是指位于AERAER下方、保持下方、保持旺盛分裂能力间质细胞旺盛分裂能力间质细胞区区，离，离AERAER约约0.2mm0.2mm以内以内。Progress ZoneProgress Zone 识别和决定识别和决定识别和决定识别和决定肢体肢体肢体肢体远远远远-近近近近轴生长程度轴生长程度轴生长程度轴生长程度29附肢发生和机理第29页肢体肢体P-DP-D极性决定于极性决定于PZPZ而非而非AERAER：证据二证据二：P-dP-d极性存在于极性存在于渐进带渐进带内，因为嫩肢芽内，因为嫩肢芽PZPZ和和AERAER移植到老肢芽上造成在原已长出结构上再长出近端肢体结构，移植到老肢芽上造成在原已长出结构上再长出近端肢体结构，老肢芽老肢芽PZPZ和和AERAER移植到嫩肢芽上造成在远端肢体结构提前长移植到嫩肢芽上造成在远端肢体结构提前长出，出，而单独移植而单独移植AERAER不会出现此现象。不会出现此现象。30附肢发生和机理第30页间质细胞离开间质细胞离开PZPZ区时间决定了其分化命运区时间决定了其分化命运附肢内附肢内中胚层细胞命运中胚层细胞命运是由它们是由它们在渐进带中保留多长时间在渐进带中保留多长时间决定决定：在渐进带中细胞连续增殖，首先迁出渐进带细胞先脱离在渐进带中细胞连续增殖，首先迁出渐进带细胞先脱离AER影响，将发育形成附肢最影响，将发育形成附肢最近端成份近端成份；而那些在渐进带；而那些在渐进带保持较长时期细胞将形成附肢较远端成份保持较长时期细胞将形成附肢较远端成份；31附肢发生和机理第31页3、Hox基因在决定肢体基因在决定肢体PD轴线中作用轴线中作用在肢芽中表示在肢芽中表示Hox基因主要是基因主要是Hoxa和和Hoxd基基因簇组员，它们因簇组员，它们沿近远轴线分沿近远轴线分化表示，可能为化表示，可能为肢体发育提供位肢体发育提供位置信息。不一样置信息。不一样Hox基因缺乏会基因缺乏会造成特定肢体软造成特定肢体软骨缺失。骨缺失。32附肢发生和机理第32页Hox基因缺点造成肢体对应部位缺失基因缺点造成肢体对应部位缺失并指多指并指多指(HOXD-13突变）突变）33附肢发生和机理第33页人多指症也可能与人多指症也可能与Hox基因异位表示相关基因异位表示相关34附肢发生和机理第34页三、肢体三、肢体A AP P轴线确实定轴线确实定 鸡肢芽还未鸡肢芽还未形成之前，其形成之前，其 A AP P和和D DV V轴线就轴线就已经确定。已经确定。(移植移植肢芽极性不受受肢芽极性不受受体胚胎极性影响体胚胎极性影响)35附肢发生和机理第35页研究表明，前研究表明，前-后轴是年幼后轴是年幼肢芽肢芽和和体壁后部连接处体壁后部连接处一一小团中胚层特化，这个区域称为小团中胚层特化，这个区域称为极性活化区极性活化区(ZPA)(ZPA)，位于后部间质细胞区。位于后部间质细胞区。36附肢发生和机理第36页将额外将额外极性活化区极性活化区(ZPA)ZPA)移植到移植到肢芽前端肢芽前端可可造成远端形成镜像对称结构造成远端形成镜像对称结构37附肢发生和机理第37页Sonic Hedgehog（Shh）表示部位与表示部位与ZPA吻合吻合38附肢发生和机理第38页Sonic Hedgehog(shh)含有含有ZPA活性试验证据活性试验证据39附肢发生和机理第39页前前-后特化后特化:可扩散形态发生子模型可扩散形态发生子模型A.正常附肢正常附肢ZPA中产生一个中产生一个可扩散因子，形成由可扩散因子，形成由后高前后高前低梯度低梯度，当降低到一定阈值，当降低到一定阈值水平时，它组织细胞形成特水平时，它组织细胞形成特定指。后趾是定指。后趾是，前指是，前指是此此模型认为是由模型认为是由ZPA组织分泌可扩散形态发生子决定，此物质组织分泌可扩散形态发生子决定，此物质从从ZPA向外扩散，由肢芽后端向前端形成一个浓度梯度。向外扩散，由肢芽后端向前端形成一个浓度梯度。B.当额外当额外ZPA置于附肢前部，置于附肢前部，假定形态发生子浓度发生改假定形态发生子浓度发生改变，建立一个形态发生子变，建立一个形态发生子对对称分布称分布，阈值情况依然适用，阈值情况依然适用，结果形成对称加倍指。结果形成对称加倍指。40附肢发生和机理第40页ZPAZPA活性决定活性决定A AP P轴线信号传导机制轴线信号传导机制SHH可诱导可诱导BMP2产生，产生，BMP2再诱导其它因子合成。再诱导其它因子合成。Shh和来自和来自AER信号因子共同激活信号因子共同激活Hoxd基因及细胞增殖。基因及细胞增殖。AER中信号分子对于激活和维持中信号分子对于激活和维持SHH表示起主要作用。表示起主要作用。AER中中FGF8不能诱导前部合成不能诱导前部合成SHH，与，与Hoxb8表示相关表示相关Wnt7a也能影响肢芽也能影响肢芽AP极性。它可能与极性。它可能与Shh、FGF4互作。互作。41附肢发生和机理第41页四、肢体四、肢体D DV V轴线确实定轴线确实定Lmx-1Lmx-1在背、腹间质细胞中都表示，造成双背部结构。在背、腹间质细胞中都表示，造成双背部结构。Engrailed突变体肢芽腹部外胚层可表示突变体肢芽腹部外胚层可表示Wnt-7aWnt-7a，从而形，从而形成双背部结构。成双背部结构。肢体肢体DV轴线决定于背部特异性信号因子轴线决定于背部特异性信号因子Wnt7a表示，表示，同时同时诱导背部诱导背部间质细胞表示转录因子间质细胞表示转录因子Lmx-1，Lmx-1控制控制其它影响肢芽背部形态结构基因表示。其它影响肢芽背部形态结构基因表示。Engrailed在小鼠肢芽腹部在小鼠肢芽腹部外胚层细胞中表示外胚层细胞中表示，决定了肢，决定了肢芽腹部命运。芽腹部命运。42附肢发生和机理第42页敲除敲除Wnt-7a小鼠脚掌有镜像对称双腹部结构小鼠脚掌有镜像对称双腹部结构敲除敲除Wnt-7a小鼠脚掌缺乏后部趾，说明其也影响小鼠脚掌缺乏后部趾，说明其也影响AP极性极性附腱腹足垫43附肢发生和机理第43页前肢芽和后肢芽前肢芽和后肢芽成软骨细胞对信号因子反应成软骨细胞对信号因子反应及及纤粘纤粘连蛋白沉积连蛋白沉积方式不一样方式不一样五、前肢和后肢发育机制有所不一样五、前肢和后肢发育机制有所不一样44附肢发生和机理第44页Tbx5和和Tbx4分别决定了前肢芽和分别决定了前肢芽和后肢芽发育后肢芽发育TBX5TBX5基因发生了突变，人基因发生了突变，人基因发生了突变，人基因发生了突变，人Holt-Oram SyndromeHolt-Oram Syndrome表现表现表现表现为心脏和手畸形，而脚是正常。为心脏和手畸形，而脚是正常。为心脏和手畸形，而脚是正常。为心脏和手畸形，而脚是正常。45附肢发生和机理第45页FGF诱导诱导肢体类型肢体类型决定于肢决定于肢芽是表示芽是表示Tbx5或或Tbx446附肢发生和机理第46页Tbx异位表示可改变异位表示可改变FGF诱导结果。诱导结果。47附肢发生和机理第47页六、细胞凋亡与趾形成六、细胞凋亡与趾形成两栖类动物趾形成依赖于趾区和两栖类动物趾形成依赖于趾区和趾间区生长速度差异趾间区生长速度差异 在细胞死亡被决定和在细胞死亡被决定和死亡真正发生之间时期死亡真正发生之间时期DNADNA、RNARNA和蛋白质合成和蛋白质合成水平急剧地降低。水平急剧地降低。一些基因表示预示在一些基因表示预示在鸡后肢芽一些区域细胞鸡后肢芽一些区域细胞死亡。死亡。48附肢发生和机理第48页决定细胞死亡是间质细胞，而不是外胚层细胞决定细胞死亡是间质细胞，而不是外胚层细胞决定细胞死亡是间质细胞，而不是外胚层细胞决定细胞死亡是间质细胞，而不是外胚层细胞49附肢发生和机理第49页 在在早期早期肢芽中，肢芽中，BMP2、BMP4、BMP7在趾间组织在趾间组织中表示，中表示，促进趾间组织凋亡促进趾间组织凋亡，趾区表示，趾区表示noggin可拮抗可拮抗BMP。但在但在较后期较后期肢体中，肢体中，BMP促进间质细胞分化为软骨。促进间质细胞分化为软骨。BMP受体突变，受体突变，BMP不能发挥作用，阻止了凋亡不能发挥作用，阻止了凋亡Noggin表示部位表示部位50附肢发生和机理第50页骨形成蛋白骨形成蛋白BMP2、BMP7、GDF5在关节形成中作用在关节形成中作用 在在noggin-/-小鼠胚胎中，小鼠胚胎中，BMP7使全部间质细胞转变为软骨使全部间质细胞转变为软骨细胞，造成无趾关节；含细胞，造成无趾关节；含GDF5突变人无趾关节，突变人无趾关节，GDF5和和BMP2作用可能是杀死关节间间质细胞或使其快速分化。作用可能是杀死关节间间质细胞或使其快速分化。BMP7BMP2GDF551附肢发生和机理第51页七、肢体进化七、肢体进化3.64亿年前泥盆纪四肢动物肢体近端结构与鱼亿年前泥盆纪四肢动物肢体近端结构与鱼鳍相同鳍相同52附肢发生和机理第52页在鱼鳍和鸡后肢中在鱼鳍和鸡后肢中Hox基因表示谱相同基因表示谱相同53附肢发生和机理第53页不一样物种肢体骨结构是相同不一样物种肢体骨结构是相同蝙蝠马人54附肢发生和机理第54页决定肢体轴线分子机制在不一样物种上是保守决定肢体轴线分子机制在不一样物种上是保守果蝇翅成虫盘鸡翅芽55附肢发生和机理第55页有尾两栖类附肢再生有尾两栖类附肢再生56附肢发生和机理第56页一些两栖类与爬行类、鸟类和哺乳类相比，一些两栖类与爬行类、鸟类和哺乳类相比，含有恢复被截断附肢能力，这种能力被称含有恢复被截断附肢能力，这种能力被称为为再生再生。再生包含以下两个过程：再生包含以下两个过程：变形再生变形再生：是指身体保留部分重新组织以：是指身体保留部分重新组织以产生丧失结构。产生丧失结构。新建再生新建再生：是由创伤表面产生新组织，并：是由创伤表面产生新组织，并逐步恢复失去部分。逐步恢复失去部分。57附肢发生和机理第57页蝾螈附肢再生1、创伤愈合、创伤愈合 附肢被截断以后，创伤附肢被截断以后，创伤修复从伤口边缘表皮扩展并修复从伤口边缘表皮扩展并覆盖切口表面开始。覆盖切口表面开始。附肢顶端形成一个圆锥附肢顶端形成一个圆锥状膨大。这个结构称为顶表状膨大。这个结构称为顶表皮帽。皮帽。在截断附肢后很快，在截断附肢后很快，创伤处出现发炎反应。发炎创伤处出现发炎反应。发炎反应消失后，表皮下面形成反应消失后，表皮下面形成瘢痕组织。瘢痕组织。58附肢发生和机理第58页2、组织破坏和去分化、组织破坏和去分化 残留跗肢中出现大片组织残留跗肢中出现大片组织溶解。溶解。此时创伤表面下区域此时创伤表面下区域释放胶原酶，使已存在组释放胶原酶，使已存在组织细胞相继失去已分化特织细胞相继失去已分化特征，彼此之间及与细胞外征，彼此之间及与细胞外基质间分离，形成涣散间基质间分离，形成涣散间质，这个过程称为质，这个过程称为去分化。去分化。59附肢发生和机理第59页3再生芽基形成再生芽基形成 这些去分化细胞在顶外这些去分化细胞在顶外胚层帽下形成一堆积突起，胚层帽下形成一堆积突起，称为称为再生芽基再生芽基。再生中附肢也包含一个再生中附肢也包含一个上皮上皮间质系统，它与胚胎间质系统，它与胚胎器官分化系统极其相同。此器官分化系统极其相同。此时芽基快速分裂增生，并产时芽基快速分裂增生，并产生新附肢结构。生新附肢结构。60附肢发生和机理第60页芽基细胞起源和作用 经过用经过用X X射线照射蝾螈肘部一窄区，然后以以下方式截射线照射蝾螈肘部一窄区，然后以以下方式截断，依据其附肢生长情况，能够推断芽基细胞来自截肢位断，依据其附肢生长情况，能够推断芽基细胞来自截肢位点附近一个狭窄区域。芽基细胞是附肢再生所必需。点附近一个狭窄区域。芽基细胞是附肢再生所必需。61附肢发生和机理第61页 4形态发生和分化形态发生和分化 在芽基中第一个分化组织是软骨。在芽基中第一个分化组织是软骨。它首先出现于残余骨尖端，并在它首先出现于残余骨尖端，并在其远端生长，逐步附加使其完整其远端生长，逐步附加使其完整恢复。今后较远端骨成份出现。恢复。今后较远端骨成份出现。当软骨完成其重建后，再生软骨当软骨完成其重建后，再生软骨进行骨化。进行骨化。肌肉形成包含软骨周围肌肉重新肌肉形成包含软骨周围肌肉重新出现和残余肌肉末端增生。出现和残余肌肉末端增生。62附肢发生和机理第62页再生作用调整再生作用调整 表皮作用：表皮作用：将顶表皮帽移植到再生芽基基部，可诱导将顶表皮帽移植到再生芽基基部，可诱导超额附肢再生。所以，顶表皮帽可能对附肢得以再生是必超额附肢再生。所以，顶表皮帽可能对附肢得以再生是必须。须。激素作用：激素作用：附肢再生也受内分泌系统影响：将垂体切附肢再生也受内分泌系统影响：将垂体切除，可阻止有尾类附肢再生。参加激素可能是生长素和催除，可阻止有尾类附肢再生。参加激素可能是生长素和催乳素。甲状酶素可能也参加附肢再生调整。乳素。甲状酶素可能也参加附肢再生调整。神经作用：神经作用：神经对附肢再生作用十分显著。在截肢后神经对附肢再生作用十分显著。在截肢后神经很快就长人再生芽基并重建正常神经模式。神经很快就长人再生芽基并重建正常神经模式。63附肢发生和机理第63页附肢再生模式特点附肢再生模式特点再生特征之一：再生特征之一：附肢再生遵照再生远端规则。附肢再生遵照再生远端规则。附肢再生总是在远端方向发附肢再生总是在远端方向发生，不论断肢残桩极性。生，不论断肢残桩极性。64附肢发生和机理第64页再生特征之二：插入再生规律再生特征之二：插入再生规律 将一个从截断前肢形成芽基移植到肱骨残桩上将一个从截断前肢形成芽基移植到肱骨残桩上,产生附肢含有全部失去中间部分。产生附肢含有全部失去中间部分。65附肢发生和机理第65页FrenchFrench等（等（19761976）提出。）提出。此模型认为附肢细胞含有它们此模型认为附肢细胞含有它们位置信息，此位置信息假设是位置信息，此位置信息假设是沿极性坐标特化。沿极性坐标特化。一个细胞位置由两个值决定一个细胞位置由两个值决定圆圈值特指圆圈值特指A-PA-P和和D-VD-V轴上值轴上值放射值代表放射值代表P-DP-D轴位置轴位置.附肢再生极性坐标模型附肢再生极性坐标模型66附肢发生和机理第66页附肢再生极性坐标模型附肢再生极性坐标模型插入规则插入规则:假如除去一个组织假如除去一个组织,以致不相邻位置被带以致不相邻位置被带到一起到一起,细胞将被刺激进行分裂和插入失去位置值细胞将被刺激进行分裂和插入失去位置值.67附肢发生和机理第67页附肢再生极性坐标模型附肢再生极性坐标模型再生附肢芽基切除再生附肢芽基切除,置于另一附肢芽残桩上置于另一附肢芽残桩上,使它们使它们轴不配套时轴不配套时,经常发生超数目标附肢经常发生超数目标附肢。68附肢发生和机理第68页视黄酸（视黄酸（Retinoic acid）能够改变再生肢体能够改变再生肢体位置信息，使胚基近端化位置信息，使胚基近端化(proximalizing)69附肢发生和机理第69页70附肢发生和机理第70页