性 别 决 定 与 生 殖 细 胞 发 育
历 史 观 点 公 元 前 335 年,Aristotle 指 出 性 别 决 定 于 热 (heat) 1600s/1700s, 已 认 识 到 female 可 以 产 生 能 够 传 递 亲 本 性 状 的 卵 子 19 世 纪 末 之 前, 人 们 认 为 温 度 营 养 年 龄 等 环 境 因 素 决 定 了 性 别 有 利 于 能 量 和 营 养 储 存 的 因 子 将 使 一 个 人 生 产 女 婴, 而 有 利 于 能 量 和 营 养 利 用 的 因 子 则 使 人 有 男 婴 20 世 纪 初,Mendel 定 律 重 新 发 现 (1900) McClung 发 现 性 染 色 体 (1902) Stevens 和 Wilson 在 昆 虫 上 发 现 了 性 染 色 体 组 成 与 性 别 的 关 系 (male=xy or XO while female=xx)(1905), 从 而 认 识 到 遗 传 物 质 在 性 别 决 定 中 起 重 要 作 用 1
哺 乳 动 物 性 别 决 定 哺 乳 动 物 性 决 定 : 初 级 性 决 定, 性 染 色 体 的 决 定 次 级 性 决 定, 性 腺 决 定 ( 激 素 ) 2
哺 乳 动 物 性 腺 的 发 育? Primary sex determination: 指 生 殖 腺 发 育 为 睾 丸 或 卵 巢 的 选 择 胚 胎 生 殖 腺 (gonad) 的 发 育 命 运 决 定 于 其 染 色 体 组 成,Y 染 色 体 的 存 在 使 生 殖 腺 的 体 细 胞 发 育 为 testis 而 非 ovary 3
发 育 中 的 生 殖 腺 哺 乳 动 物 的 生 殖 腺 经 历 了 一 个 双 潜 能 (bipotential stage) 阶 段 human:4-7 周 4
6 weeks 5
睾 丸 的 发 生 如 果 细 胞 核 型 是 46,XY, 在 SRY 基 因 的 作 用 下, 原 始 生 殖 腺 向 睾 丸 方 向 发 育 精 原 细 胞 支 持 细 胞 ( 抗 缪 勒 氏 管 激 素 ) 睾 丸 管 周 肌 样 细 胞 睾 丸 间 质 细 胞 ( 分 泌 睾 酮 ) 6
卵 巢 的 发 生 如 果 胚 胎 的 细 胞 核 型 是 46,XX, 原 始 生 殖 腺 则 发 育 为 卵 巢 卵 泡 膜 细 胞 颗 粒 细 胞 卵 泡 细 胞 ( 甾 类 激 素 ) 卵 原 细 胞 原 始 卵 泡 7
人 类 性 腺 原 基 在 妊 娠 4 周 时 出 现 于 中 间 的 中 胚 层, 直 到 7 周 之 前 一 直 处 于 未 分 化 状 态 生 殖 嵴 原 基 有 两 种 发 育 方 向 : Testis-Ovary 8
人 类 性 腺 原 基 在 妊 娠 4 周 时 出 现 于 中 间 的 中 胚 层, 直 到 7 周 之 前 一 直 处 于 未 分 化 状 态 生 殖 嵴 原 基 有 两 种 发 育 方 向 : Testis-Ovary
初 级 性 别 决 定 的 机 制 Sry Y 染 色 体 短 臂 上, 大 约 35000bp 长 度 的 DNA 序 列 这 段 序 列 编 码 一 段 长 度 为 223 氨 基 酸 的 蛋 白, 基 因 被 命 名 为 SRY (sexdetermining region of the Y chromosome) 10
不 影 响 表 型 影 响 表 型 11
对 睾 丸 发 育 的 影 响 的 实 验 证 据 XY XX 12
初 级 性 别 决 定 的 机 制 SOX9 常 染 色 体 睾 丸 决 定 基 因 染 色 体 组 成 是 XX 的 人, 当 具 有 多 一 个 SOX9 拷 贝 时, 其 表 型 为 男 性 SOX9 转 基 因 小 鼠 ( XX) 睾 丸 发 育, 而 SOX9 基 因 敲 除 小 鼠 (XY) 性 转 换 即 使 有 Sry, 如 果 缺 失 SOX9 依 旧 不 能 形 成 睾 丸 13
Sox9 可 能 作 为 拼 接 因 子 和 转 录 调 节 因 子 调 节 性 别 发 育 : 进 入 核 内 结 合 到 抗 缪 勒 氏 管 激 素 基 因 的 启 动 子 上 ; 另 外 该 蛋 白 可 能 参 与 了 RNA 的 拼 接 过 程 Sox9 in the genital ridge at 11.5 days AMH in the embryonic gonad Sertoli cells 14
Fgf9 纯 合 Fgf9 基 因 敲 除 小 鼠 几 乎 全 为 雌 性 Fgf9 完 成 多 种 功 能 : 引 起 支 持 细 胞 前 体 的 增 殖 合 分 化 ; 吸 引 中 肾 细 胞 进 入 生 殖 腺 15
SF1 : Sry 直 接 或 间 接 作 用 的 转 录 因 子 Sf1 (steroidogenic factor 1). Sfl 可 能 在 支 持 细 胞 和 睾 丸 间 质 细 胞 中 都 起 作 用 16
DAXI X 染 色 体 上 潜 在 的 睾 丸 生 成 抑 制 因 子 编 码 一 种 核 内 激 素 受 体 分 子 17
? DaxI 调 控 序 列 -lacz Dax1 基 因 可 能 拮 抗 Sry 和 Sox9, 同 时 可 以 下 调 Sfl 表 达 18
WNT4 常 染 色 体 潜 在 的 卵 巢 决 定 因 子 在 缺 少 Wnt4 的 转 基 因 XX 小 鼠 中, 卵 巢 发 育 受 限 制, 其 细 胞 表 达 睾 丸 特 异 的 基 因 标 签, 包 括 合 成 睾 酮 的 酶 和 AMH 19
20
某 些 品 系 小 鼠 的 Sry 基 因 移 植 到 其 它 品 系 不 能 产 生 睾 丸, 因 为 移 植 基 因 表 达 较 晚, 影 响 了 Sox9 的 表 达, 使 生 殖 腺 向 卵 巢 发 育 表 达 时 间 很 关 键 21
secondary sex determination 指 睾 丸 或 卵 巢 形 成 后, 由 它 们 分 泌 的 激 素 来 影 响 性 器 官 的 发 育 次 级 性 征 通 常 是 由 性 腺 分 泌 的 激 素 所 决 定 的 22
cultured in the presence of fetal testis or sertoli cells. 23
乌 尔 夫 氏 管 通 常 是 中 肾 的 收 集 管, 在 雄 性 它 分 化 形 成 输 精 管 (vas deferens) 附 睾 精 囊 缪 勒 氏 管 保 持 完 整 并 分 化 为 输 卵 管 (oviducts) 子 宫 (uterus) 子 宫 颈 (cervix) 和 上 阴 道 (upper vagina) 24
25 睾 丸 酮 (testosterone) : 由 睾 丸 间 质 细 胞 合 成, 其 作 用 是 诱 导 中 肾 管 分 化 为 输 精 管 精 囊 附 睾 男 性 激 素 不 敏 感, 有 睾 丸 出 现, 但 是 第 二 性 征 为 女 性?
颗 粒 细 胞 滤 泡 子 宫 卵 巢 宫 颈 上 阴 道 阴 唇 阴 蒂 下 阴 道 卵 泡 膜 细 胞 睾 丸 支 持 细 胞 雌 激 素 生 殖 节 结, 泌 尿 生 殖 窦 睾 丸 间 质 细 胞 二 氢 睾 酮 阴 茎 前 列 腺 附 睾 输 精 管 精 囊 26
雌 激 素 (estrogen) : 在 female 胚 胎 中, 雌 激 素 由 卵 巢 合 成, 它 诱 导 Mullerian duct 分 化 为 雌 性 器 官 27
在 乳 腺 发 育 中 多 种 激 素 的 相 互 作 用 在 哺 乳 动 物 乳 腺 的 发 育 中, 不 同 的 激 素 给 发 育 不 完 全 的 组 织 提 供 不 同 的 信 息, 指 导 乳 腺 的 发 育 乳 腺 的 发 育 被 划 分 为 三 个 不 同 的 时 期 : 胚 胎 期 青 春 期 以 及 妊 娠 和 哺 乳 期 28
胚 胎 期 在 雌 性 小 鼠 的 正 常 发 育 中, 在 妊 娠 11 天 两 条 隆 起 的 表 皮 组 织 带 出 现 在 小 鼠 腹 中 线 的 两 侧, 它 们 被 称 为 乳 腺 嵴 在 每 一 个 嵴 中, 细 胞 浓 缩 集 合 于 嵴 的 中 央, 并 保 留 在 那 里, 形 成 乳 腺 芽 基 在 临 近 出 生 前 1 天, 这 些 地 方 的 上 皮 迅 速 增 生, 产 生 乳 腺 索, 这 条 索 在 靠 近 皮 肤 的 一 端 开 口, 形 成 乳 头, 而 它 的 另 一 端 开 始 分 支 成 管 至 此 发 育 停 止, 直 到 青 春 期 在 雄 性 小 鼠 乳 腺 组 织 的 发 育 直 到 妊 娠 13-15 天 与 雌 性 的 相 同 此 时 间 质 围 绕 着 中 央 的 乳 腺 芽 基 收 缩, 而 乳 腺 带 内 的 细 胞 开 始 死 亡 29
30
31
(A) 雌 性 小 鼠 乳 腺 组 织 在 体 内 或 体 外 培 养 时 将 由 上 皮 向 下 生 长 并 分 支 (B) 雌 性 小 鼠 乳 腺 组 织 加 入 睾 丸 酮 培 养 时, 芽 基 伸 长, 但 基 质 细 胞 聚 集 围 绕 在 柄 的 周 围, 使 其 下 部 分 断 开, 像 正 常 雄 性 发 育 一 样 (C) 雄 性 小 鼠 的 乳 腺 组 织 在 缺 少 睾 丸 酮 的 情 况 下 培 养 时, 象 雌 性 小 鼠 乳 腺 的 正 常 发 育 一 样 32
在 小 鼠 中 有 一 种 称 为 雄 性 激 素 不 敏 感 综 合 症 的 疾 病 当 分 别 从 正 常 的 和 突 变 体 的 乳 腺 芽 基 中 分 离 出 间 质 和 上 皮 细 胞, 并 以 不 同 的 组 合 进 行 培 养 : 当 间 质 和 上 皮 细 胞 都 是 野 生 型 时, 芽 基 发 育 为 乳 房 组 织 ; 在 加 入 睾 丸 酮 时, 间 质 细 胞 浓 缩 在 芽 基 的 周 围 将 乳 腺 带 断 开 当 正 常 的 上 皮 与 突 变 的 间 质 共 同 培 养 时, 在 睾 丸 酮 存 在 的 情 况 下 发 生 正 常 的 乳 房 发 育 然 而 当 突 变 的 上 皮 与 正 常 的 间 质 共 同 培 养 时, 加 入 睾 丸 酮 引 起 乳 腺 带 的 退 化? 33
睾 丸 酮 的 靶 组 织 是 间 质, 而 不 是 上 皮 34
青 春 期 在 青 春 期 乳 腺 的 管 系 统 广 泛 地 增 殖 广 泛 的 细 胞 分 裂 是 在 雌 激 素 和 生 长 激 素 控 制 下 进 行 的 35
妊 娠 期 在 青 春 期 和 妊 娠 期 (pregnancy) 之 间, 小 鼠 乳 房 细 胞 在 有 丝 分 裂 上 是 不 活 跃 的, 是 未 分 化 的 这 种 情 况 在 妊 娠 后 半 期 出 现 改 变, 在 雌 激 素 和 孕 激 素 的 作 用 下, 新 的 乳 腺 管 形 成, 而 管 远 端 的 细 胞 开 始 发 育 出 分 泌 组 织 的 特 征 36
促 甲 状 腺 激 素 黄 体 素 滤 泡 刺 激 素 生 长 激 素 促 肾 上 腺 皮 质 激 素 37
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果 蝇 的 性 别 决 定 于 X 染 色 体 的 数 量 : 39
控 制 果 蝇 雌 性 的 关 键 基 因 是 sex lethal (sxl) 性 别 致 死 基 因 40 性 别 转 换 基 因 双 性 基 因
41
Transformer1: 果蝇性别决定 的中间基因 42
43
线 虫 的 性 别 决 定 也 决 定 于 X 染 色 体 与 常 染 色 体 套 数 之 比 0.2% male progeny 50% male progeny 44
线 虫 性 别 决 定 因 子 的 作 用 机 制 45
环 境 因 素 对 性 别 发 育 的 影 响 爬 行 动 物 的 性 别 受 温 度 的 影 响 46
Bonellia 的 性 别 取 决 于 幼 虫 的 栖 息 地 47
总 结 染 色 体 与 性 别 决 定 环 境 与 性 别 决 定 48
49
50
生 殖 细 胞 发 生
原 始 生 殖 细 胞 (primordial germ cells) 的 决 定 原 始 生 殖 细 胞 迁 移 到 发 育 中 的 生 殖 腺 中 减 数 分 裂 形 成 精 子 和 卵 子 激 素 控 制 的 配 子 成 熟 和 排 卵
生 殖 质 和 原 始 生 殖 细 胞 决 定 germ plasm
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.
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
滋 养 型 卵 子 发 生 比 较 特 殊, 大 量 的 RNA 都 在 滋 养 细 胞 中 合 成, 然 后 转 运 到 卵 母 细 胞 中 滋 养 细 胞 如 何 保 证 合 成 大 量 的 卵 母 细 胞 发 生 所 需 的 物 质? 物 质 的 定 向 运 输 是 如 何 保 证 的?
卵 卵 母 细 胞 的 发 生 过 程 中 滋 养 细 胞 通 过 染 色 体 的 大 量 复 制, 使 其 转 录 活 性 升 高 卵 室 内 存 在 电 荷 梯 度, 促 进 一 些 酸 性 大 分 子 的 定 向 运 动 和 抑 制 大 多 数 蛋 白 质 运 动
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
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
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
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
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
Vasa RNA 结 合 蛋 白, 起 始 生 殖 细 胞 分 化 和 减 数 分 裂
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
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
精 子 的 结 构 一 般 来 说 精 子 由 头 部 中 部 ( 或 颈 部 ) 和 较 长 的 尾 部 组 成
提 供 能 量 提 供 支 持
卵 子 的 结 构 一 般 卵 子 体 积 比 精 子 大 很 多, 大 约 是 精 子 体 积 的 10000 倍
放 射 冠 透 明 带 初 级 卵 母 细 胞
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
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
昆 虫 卵 细 胞 成 熟 激 素 调 节 脑 释 放 神 经 释 放 激 素, 促 进 咽 侧 体 释 放 保 幼 激 素 保 幼 激 素 的 功 能 是 调 控 卵 细 胞 表 面 对 卵 黄 蛋 白 原 的 摄 入, 促 进 卵 巢 卵 黄 蛋 白 的 合 成 和 导 致 卵 巢 滤 泡 细 胞 和 腹 壁 细 胞 释 放 蜕 皮 素 蜕 皮 素 通 过 代 谢 形 成 其 活 性 形 式 20- 羟 基 蜕 皮 素, 后 者 能 促 进 脂 肪 体 合 成 卵 黄 蛋 白
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
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
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
随 细 在 着 胞 动 卵 器 物 黄 不 半 发 对 球 生 称 形 接 的 成 近 排 的 结 列 卵 束 方 黄, 式 小 卵, 板 质 由 向 开 高 始 尔 分 基 的 层 体, 转 心 皮 变 方 质 成 向 颗 皮 移 粒 质 动 颗, 线 粒 粒 的 而 体 过 和 程 植 色 开 物 素 始 极 颗, 形 粒 起 成 主 初 的 要 皮 卵 位 质 黄 于 颗 小 周 粒 板 围 随 运 的 机 动 细 分 不 胞 散 活 质 在 跃 中 于, 整 随 形 个 着 成 细 新 卵 胞 的 质 卵 皮 内, 质 以 黄 后 蛋 在 迁 白 内 移 原 层 到 由 的 周 细 卵 围 胞 质 细 表 中 胞 面 也 质 不 出 断 现 此 摄 不 时 入 同 线, 的 粒 许 梯 体 多 度 复 新 分 制 的 布 也 卵, 已 黄 当 开 小 卵 始 板 黄, 慢 小 分 板 裂 慢 在 形 从 植 成 皮 物 大 质 极 量 中 开 的 转 始 线 移 积 粒 到 累 体 细 和, 胞 浓 以 中 缩 供 心 的 卵 和 同 裂 植 时 物, 分 极 糖 配 原 到 由 颗 不 于 粒 同 卵 的 黄 核 子 小 糖 细 板 体 胞 脂 中 质 体 内 质 网 等 都 往 动 物 极 移 动 贮 存 mrna 蛋 白 在 去 细 胞 非 洲 运 爪 动 蟾 的 在 差 原 异 肠, 胚 植 形 物 成 极 开 卵 始 黄 之 慢 前 慢 不 地 再 积 形 累 成 新 的 线 颗 粒 粒 体 开 始 在 卵 内 定 位 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
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.
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
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 pp 39mos 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
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 周 期 蛋 白 在 间 期 翻 译, 到 细 胞 分 裂 时 又 迅 速 降 解 如 果 周 期 蛋 白 不 降 解,MPF 则 保 持 其 活 性, 细 胞 停 留 在 细 胞 分 裂 的 中 期 ; 一 旦 周 期 蛋 白 降 解,MPF 失 活, 细 胞 就 回 到 细 胞 分 裂 间 期
减 数 分 裂 的 第 二 次 阻 断 和 继 续 一 般 认 为 pp 39mos 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
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
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 pp 39mos, 使 周 期 蛋 白 降 解, 细 胞 由 M 相 跨 入 G 1 相 因 此, 在 接 受 孕 酮 刺 激 后 卵 内 pp 39mos 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,pp 39mos 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
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
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
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
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
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
放 射 冠 卵 泡 液 卵 母 细 胞 细 胞 核 透 明 带 卵 泡 膜 内 层 卵 泡 膜 外 层
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
卵 泡 发 育 过 程 小 结 原 始 卵 泡 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 生 长 卵 泡 初 级 卵 泡 次 级 卵 泡 卵 泡 增 大, 卵 母 细 胞 和 卵 泡 细 胞 皆 增 大 卵 泡 细 胞 立 方 形 或 柱 状, 一 层 变 多 层 出 现 嗜 酸 性 的 透 明 带 出 现 卵 泡 腔, 卵 母 细 胞 已 达 最 大, 卵 丘 放 射 冠 形 成 成 熟 卵 泡 体 积 发 育 至 最 大, 直 径 可 达 2cm 卵 泡 腔 大, 卵 丘 根 部 出 现 裂 隙
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 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
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
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
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 没 有 受 精 黄 体 将 退 化, 孕 酮 释 放 也 停 止, 子 宫 内 膜 剥 落 随 着 血 清 中 孕 酮 水 平 的 下 降 垂 体 重 新 开 始 合 成 FSH, 月 经 周 期 又 重 新 开 始 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
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 ; 在 引 起 垂 体 降 低 FSH 产 生 的 同 时, 使 滤 泡 细 胞 表 面 的 FSH 受 体 数 目 增 多 ; 在 低 浓 度 时, 抑 制 LH 的 产 生, 但 在 高 浓 度 时 刺 激 LH 产 生 ; 在 过 长 时 间 持 续 极 高 浓 度 时, 雌 激 素 作 用 于 下 丘 脑, 引 起 后 者 分 泌 促 性 腺 素 释 放 因 子
促 卵 泡 激 素 促 黄 体 生 成 激 素
孕 酮 (-) 垂 体 FSH LH 卵 子 成 熟 颗 粒 细 胞 表 面 LH 受 体 排 卵 颗 粒 黄 体 细 胞 及 膜 黄 体 细 胞 排 出 卵 子 卵 泡 细 胞 (+) 子 宫 内 膜 (+) (+) 受 精 后 滋 养 层 细 胞 催 乳 素 未 受 精 孕 酮 下 降 下 一 个 周 期
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