A第章神经胚形成和神经系统的发育.pptx

外胚层分三部外胚层分三部:中部中部神经外胚层、表皮外胚层和神经神经外胚层、表皮外胚层和神经-体节连接区体节连接区受受脊脊索索中中胚胚层层的的诱诱导导，中中部部外外胚胚层层细细胞胞变变形形伸伸长长，增增厚厚成成神神经经板板(neural plate)。此此后后神神经经板板边边缘缘增增厚厚向向上上隆隆起起成成神神经经褶褶(neural folds),中中央央凹凹陷陷为为神神经经沟沟(neural groove)。神神经经褶褶继继续续向向上上隆隆起起在在背背中中线线愈愈合合成成神神经经管管，神神经经-体体节节连连接接区区与与神神经经管管及及表表皮皮脱脱离离，成成神神经经嵴嵴(neural crest)，位位神神经经管管背背侧侧。两两侧侧表表皮皮也也在在背背中中线线愈愈合，覆盖在神经嵴和神经管表面。合，覆盖在神经嵴和神经管表面。神神经经嵴嵴形形成成不不久久开开始始迁迁移移到到整整个个胚胚胎胎，产产生生几几个个细细胞胞群群体体，包包括括色素细胞和周围神经系统的细胞。色素细胞和周围神经系统的细胞。神神经经系系统统主主要要由由神神经经管管、神神经经嵴嵴和和外外胚胚层层板板(ectodermal placodes)三三部分形成部分形成.神神经经管管并并非非在在外外胚胚层层中中同同时时发发生生,在在鸟鸟类类和和哺哺乳乳类类更更明明显显。它它们们的的体体轴轴在在神神经经胚胚形形成成之之前前已已伸伸长长，右右下下图图示示24小小时时鸡鸡胚胚的的神神经经胚胚形形成成，当当前前部部的的神神经经管管已已几几乎乎愈愈合合的的时时候候，后后部部区区域域才才刚刚刚刚开开始始神神经经胚胚形形成成。通通常常神神经经管管首首先先在在第第一一体体节节处处发发生生愈愈合合，然然后后继继续向前后两端逐渐愈合续向前后两端逐渐愈合.当当神神经经管管向向前前后后愈愈合合后后，在在前前后后两两端端保保留留开开口口，分分别别称称前前神神经经孔孔(anterior neuropore)和和后后神神经经孔孔(posterior neuropore),羊羊水水可可流流过过其中。其中。通常在妊娠第通常在妊娠第4周末周末分别关闭前后神经孔。分别关闭前后神经孔。在在第第27天天不不能能关关闭闭后后神神经经孔孔，导导致致髓髓裂裂胚胚(脊脊髓髓裂裂；spina bifida),此此病病的的严严重重性性取取决决于于多多少少脊脊髓髓保保留留开开口口;不不能能关关闭闭前前神神经经孔孔导导致致致致命命的的无无脑脑畸畸形形(anencephaly),此此时时前前脑脑保保持持与与羊羊水水接接触触,随随后退化后退化,胎儿前脑停止发育胎儿前脑停止发育,而且不能形成颅骨和穹隆。而且不能形成颅骨和穹隆。这这种种畸畸形形在在人人类类所所有有怀怀孕孕中中占占大大约约0.1%，神神经经管管关关闭闭的的缺缺陷陷现现在能通过物理的和化学的方法在怀孕期间检出。在能通过物理的和化学的方法在怀孕期间检出。二二.神经管的分化神经管的分化(differentiation of the neural tube)神神经经管管以以三三种种不不同同方方式式同同时时分分化化为为中中枢枢神神经经系系统统的的各各种种不不同同区区域域:在在大大体体解解剖剖水水平平神神经经管管和和其其管管壁壁膨膨大大和和收收缩缩形形成成脑脑和和脊脊髓髓的的室室;在在组组织织水水平平神神经经管管壁壁中中的的细细胞胞群群以以不不同同方方式式重重排排形形成成脑脑和和脊脊髓髓不不同同的的功功能能区区;在在细细胞胞水水平平神神经经上上皮皮细细胞胞分分化化为为多多种种类类型型的神经元和支持的胶质细胞。的神经元和支持的胶质细胞。1.脑区的形成脑区的形成:神经管前部膨大形成神经管前部膨大形成三个初级泡三个初级泡,分别是分别是前脑、前脑、中脑和后脑中脑和后脑。到后神经孔关闭时，次级膨大。到后神经孔关闭时，次级膨大(视泡视泡，optic vesicle)从前脑两侧伸出。同时出现头曲和颈曲。从前脑两侧伸出。同时出现头曲和颈曲。n前脑再分化为前部的端脑和较后的间脑前脑再分化为前部的端脑和较后的间脑.端脑最后形成大脑半端脑最后形成大脑半球，球，间脑将形成丘脑和下丘脑，间脑将形成丘脑和下丘脑，主要接受眼视神经的传入。主要接受眼视神经的传入。n中脑并不进一步分化，中脑并不进一步分化，其腔形成大脑导水管其腔形成大脑导水管.后脑分化为前部的后脑和末脑后脑分化为前部的后脑和末脑，后脑将来形成小脑后脑将来形成小脑，负责运动、，负责运动、姿势和平衡；姿势和平衡；末脑形成延髓末脑形成延髓，它的神经元负责调节呼吸、胃肠和，它的神经元负责调节呼吸、胃肠和心血管的活动。在其间形成桥曲。心血管的活动。在其间形成桥曲。2.神经细胞的增殖神经细胞的增殖最初神经管是单层细胞，最初神经管是单层细胞，增殖神经上皮组成的假复层上皮增殖神经上皮组成的假复层上皮,这是这是一个迅速分裂的细胞群一个迅速分裂的细胞群。放射自显影的研究证明，在发育早期，放射自显影的研究证明，在发育早期，100%的神经管细胞结合的神经管细胞结合3H-胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷到细胞核的到细胞核的DNA中，因此可根据放射活性追中，因此可根据放射活性追踪细胞的行为。踪细胞的行为。在细胞靠近神经管外壁时为在细胞靠近神经管外壁时为S期，期，3H-胸腺嘧啶核苷掺入细胞核胸腺嘧啶核苷掺入细胞核DNA中，当细胞移动到内壁时开始有丝分裂。中，当细胞移动到内壁时开始有丝分裂。然后进入下一然后进入下一个细胞周期。每次分裂放射活性减少一半。随发育分裂速度个细胞周期。每次分裂放射活性减少一半。随发育分裂速度减慢，细胞周期变长。减慢，细胞周期变长。随随神神经经细细胞胞继继续续分分裂裂，移移动动的的细细胞胞围围绕绕神神经经管管形形成成第第二二层层，随随后后增增殖殖神神经经细细胞胞不不断断加加入入而而增增厚厚，称称外外套套层层(mantle zone)。而而增增殖殖上上皮皮现现在在被被称称为为室管膜室管膜(ependyma)。外外套套层层细细胞胞分分化化为为神神经经元元和和神神经经胶胶质质细细胞胞两两种种。神神经经元元向向外外伸伸出出轴轴突突，产产生生边边缘缘带带(marginal zone)。此此后后胶胶质质细细胞胞以以髓髓鞘鞘包包围围边边缘缘带带的的轴轴突突，因因而而给给以以白白色色外外表表和和不不易易着着色色，此此处处称称为为白白质质(white matter)，外外套套层层细细胞体所在处称为胞体所在处称为灰质灰质(gray matter).中枢神经节系统发中枢神经节系统发育的两个时期育的两个时期脊髓、小脑和大脑皮层脊髓、小脑和大脑皮层中室层、中间层和中室层、中间层和边缘层边缘层的分化的分化3.中中枢枢神神经经系系统统(central nerve system,CNS)组织结构组织结构在在脊脊髓髓和和延延髓髓中中，上上述述室室管管层层、外外套套层层和和边边缘缘带带的的三三层层基基本本模模式式在在整整个个发发育育过程中被保留过程中被保留.在在脑脑中中细细胞胞的的迁迁移移、不不同同的的生生长长和和选选择择的的细细胞胞死死亡亡导导致致三三层层基基本本模模式式修修改改，特别是在小脑和大脑中特别是在小脑和大脑中.大脑大脑(cerebrium)的发育和组织生成的发育和组织生成在在三三层层模模式式基基础础上上,外外套套层层成成神神经经细细胞胞(neuroblast)沿沿胶胶质质细细胞胞突突起起向向外外迁迁移移到到边边缘缘带带下下面面形形成成皮皮层层板板,将将发发育育为为新新皮皮层层(neopallial cortex)。最最后后分分化化为为六六层层：分分子子层层；外外颗颗粒粒层层；锥锥体体细细胞胞层；层；内颗粒层；内颗粒层；神经节细胞层和神经节细胞层和多形细胞层多形细胞层。用用放放射射自自显显影影技技术术证证明明，除除分分子子层层是是由由最最早早到到达达皮皮层层板板的的Cajal-Retzius细细胞胞在在软软脑脑膜膜下下形形成成外外，其其余余五五层层组组织织发发生生的的特特点点是是神神经经元元迁迁移移由由内内至至外外的的装装配配过过程程(E16-，E17-，E18-，E19-，E21-)，呈呈现现“堆堆积积”的的模模式式，即即较较晚晚期期形形成成的的细细胞通过已定位的神经元迁移。胞通过已定位的神经元迁移。水水平平方方向向上上，大大脑脑皮皮层层根根据据细细胞胞的的组组织织形形态态和和功功能能又又分分成成不不同同的的40个个区区。它它们们的的输输出出、输输入入有有着着各各自自的的特特点点，如如视视皮皮层层的的第第亚亚层层输输出出到到丘丘脑脑的的外外膝膝体体核核，听听皮皮层层的的第第亚亚层层则则输输出出到到丘脑的丘脑的内膝体核内膝体核.小鼠大脑皮层中神经元小鼠大脑皮层中神经元起源时间的内外顺序起源时间的内外顺序示大脑皮层中神经元示大脑皮层中神经元迁移模式和起源时间迁移模式和起源时间小脑小脑(cerebellium)的发育和组织生成的发育和组织生成小脑皮层的发育类似大脑，但又不同。小脑皮层的发育类似大脑，但又不同。首先产生神经元首先产生神经元蒲顷野蒲顷野细胞细胞(Purkinje cells),此后具分裂能力的细胞迁移到软脑膜下成此后具分裂能力的细胞迁移到软脑膜下成次次级增生层级增生层外颗粒层外颗粒层,它继续分裂一段时间后它继续分裂一段时间后向内迁移向内迁移,经过经过蒲顷野细胞到达它们的最终位置蒲顷野细胞到达它们的最终位置内颗粒层内颗粒层.人类在出生人类在出生600天后外颗粒层才消失。最后小脑分化为三层：天后外颗粒层才消失。最后小脑分化为三层：分子分子层、蒲顷野细胞层和颗粒层层、蒲顷野细胞层和颗粒层。海马海马(hippocampus)海海马马由由大大脑脑泡泡中中央央脑脑壁壁的的一一部部分分神神经经上上皮皮发发育育而而来来，其其主主要要发发生生模模式式类类似似大大脑脑，但但由由于于脑脑壁壁向向内内折折入入脑脑室室，外外层层呈呈“内内-外外”形形成成模模式式，而而内内层层呈呈“外外-内内”的的模模式式.整整个个发发育育过过程程在在小小鼠从怀孕鼠从怀孕10天到出生后天到出生后20天完成。天完成。核团核团(nuclei)脑脑内内的的非非层层状状结结构构，在在靠靠近近脑脑室室的的较较深深的的层层中中，每每个个核核团团作作为为一个功能单位。其发生呈现一种一个功能单位。其发生呈现一种“外外-内内”的的“包裹包裹”的模式的模式。4.外周神经系统外周神经系统(peripheral nervous system,PNS)的发育的发育 PNS包括包括CNS(脑和脊髓脑和脊髓)之外的所有神经组织。之外的所有神经组织。CNS和和PNS可可分分为为:自自主主(内内脏脏)神神经经系系统统(autonomic nerve system)和和躯躯体神经系统体神经系统(somatic nerve system)。自自主主(内内脏脏)神神经经包包括括支支配配内内脏脏器器官官，如如心心脏脏等等和和各各种种腺腺体体平平滑滑肌肌上上的的神神经经纤纤维维，非非随随意意控控制制。又又分分为为交交感感(sympathetic)和和副副交交感感(parasympathetic)神经系统神经系统，相互拮抗作用。，相互拮抗作用。躯体神经系统包括支配和控制骨骼肌的神经元，随意控制躯体神经系统包括支配和控制骨骼肌的神经元，随意控制。自自主主和和躯躯体体神神经经系系统统又又包包含含两两类类神神经经元元：感感觉觉(sensory)或或传传入入(afferent)神神经经元元和和运运动动(motor)或或传传出出(efferent)神神经经元元。前前者者携携带带从从周周围围环环境境得得到到的的感感觉觉从从背背侧侧进进入入脊脊髓髓，其其胞胞体体在在脊脊髓髓外外聚聚集集成成感感觉觉神神经经节节(sensory ganglion)。经经加加工工后后的的信信息息由由运运动动(传传出出)神神经经传传递递到到肌肌肉肉或或腺腺体体。在在躯躯体体神神经经中中运运动动神神经经的的胞胞体体在在脊脊髓髓腹腹部的灰质中部的灰质中,伸出的纤维成伸出的纤维成脊神经脊神经(spinal nerves)腹根。腹根。自主神经系统的运动神经比较复杂自主神经系统的运动神经比较复杂,有两种神经元的连接有两种神经元的连接第第一一种种神神经经元元细细胞胞体体在在神神经经管管腹腹部部，纤纤维维从从腹腹根根传传出出并并在在第第二二种种神神经经元元胞胞体体上上形形成成突突触触(synapes)，后后者者在在平平滑滑肌肌或或腺腺体体上上形形成成突触。突触。第第二二种种神神经经元元细细胞胞体体也也形形成成神神经经节节，为为交交感感神神经经节节(sympathetic ganglion)第第一一类类神神经经纤纤维维称称节节前前纤纤维维(preganglionic fibers)，第第二二类类称称节节后后纤纤维维(postganglionic fibers)交交感感神神经经的的节节前前纤纤维维由由脊脊髓髓产产生生，与与体体神神经经系系统统的的感感觉觉和和运运动动纤纤维维组组成成脊脊神神经经；副副交交感感神神的的节节前前纤纤维起源于脑干和骶髓，加入脑神经维起源于脑干和骶髓，加入脑神经(cranial nerves)和骶神经和骶神经.三、成神经干细胞三、成神经干细胞神神经经系系统统一一旦旦成成熟熟，新新神神经经元元就就不不会会产产生生。但但最最近近研研究究显显示示环环境境刺激可增加大脑里新神经元的数目刺激可增加大脑里新神经元的数目.将将溴溴脱脱氧氧尿尿苷苷(BrdU,bromodeoxyuridine)注注入入动动物物大大脑脑中中，这这种种核核苷苷在在DNA复复制制过过程程中中会会合合成成胸胸苷苷(thymidine)并并进进入入DNA中中。如如果果细细胞胞标标记记上上BrdU，就就意意味味着着该该细细胞胞刚刚完完成成有有丝丝分分裂裂是是一一个个新新生生细细胞。通过这种技术发现成年动物每天都有成千的新神经元生成胞。通过这种技术发现成年动物每天都有成千的新神经元生成.从失去记忆的患者脑中发现，在注射从失去记忆的患者脑中发现，在注射BrdU的患者中，的患者中，16天到天到78天天后海马齿状回的颗粒细胞层出现新生的神经元后海马齿状回的颗粒细胞层出现新生的神经元(Erikkson，1998)，并且产生这些神经元的并且产生这些神经元的干细胞干细胞(stem cell)是来自于是来自于室管膜室管膜(Doetsch等，等，1999；Johansson等，等，1999)。因为因为室管膜由已分化的胶质细胞组成室管膜由已分化的胶质细胞组成，功能上它们的纤毛维持着，功能上它们的纤毛维持着脑脊液的流动。现在看起来这些脑脊液的流动。现在看起来这些胶质细胞可以重新再分化形成胶质细胞可以重新再分化形成神经干细胞神经干细胞(neural stem cell).所以大脑即使在出生之后，也不是一成不变所以大脑即使在出生之后，也不是一成不变的组织结构的组织结构n左图：成年人脑海马齿状回中的神经干细胞左图：成年人脑海马齿状回中的神经干细胞.n右图：胚胎干细胞培养基中加入碱性成纤维右图：胚胎干细胞培养基中加入碱性成纤维细胞生长因子和血小板来源的生长因子，分细胞生长因子和血小板来源的生长因子，分化为神经胶质细胞；加入视黄酸则分化为有化为神经胶质细胞；加入视黄酸则分化为有功能的神经细胞功能的神经细胞.神神经经嵴嵴起起源源于于外外胚胚层层,但但被被称称为为第第四四胚胚层层,因因为为神神经经嵴嵴细细胞胞广广泛泛地地迁移和产生大量分化的细胞类型。迁移和产生大量分化的细胞类型。包包括括：感感觉觉的的、交交感感和和副副交交感感神神经经系系统统的的神神经经元元和和支支持持的的胶胶质质细细胞胞；肾肾上上腺腺中中产产生生肾肾上上腺腺素素的的髓髓质质细细胞胞；表表皮皮中中含含黑黑色色素的细胞；素的细胞；头部的骨骼和结缔组织成分头部的骨骼和结缔组织成分(下表下表)。神经嵴的一些衍生物神经嵴的一些衍生物 衍生物衍生物 细胞类型和衍生的结构细胞类型和衍生的结构外周神经系统外周神经系统（PNS）神经元神经元，包括感觉神经节、交感和副交感神经节及丛，包括感觉神经节、交感和副交感神经节及丛 神经胶质细胞，神经胶质细胞，Schwann细胞。细胞。内分泌内分泌 肾上腺髓质肾上腺髓质；分泌降钙素的细胞分泌降钙素的细胞；颈动脉体；颈动脉体I 型细胞。型细胞。色素细胞色素细胞 表皮黑色素细胞表皮黑色素细胞。外胚层间质衍生物外胚层间质衍生物 面部和前腹部颅骨的软骨和骨骼。面部和前腹部颅骨的软骨和骨骼。结缔组织结缔组织（外胚层（外胚层 角膜的内皮和基质；齿乳突、真皮、平滑肌、头部和角膜的内皮和基质；齿乳突、真皮、平滑肌、头部和 间质衍生的）间质衍生的）颈部皮肤的脂肪组织；唾液腺、泪腺、胸腺、甲状腺颈部皮肤的脂肪组织；唾液腺、泪腺、胸腺、甲状腺 和脑垂体的结缔组织；动脉弓起源的动脉的结缔组织和脑垂体的结缔组织；动脉弓起源的动脉的结缔组织 和平滑肌。和平滑肌。四四.神经嵴及其衍生物神经嵴及其衍生物(The neural crest and its derivatives)1神经嵴细胞的迁移路线神经嵴细胞的迁移路线(migration pathway of neural crest cell躯干部神经嵴细胞的迁移路线躯干部神经嵴细胞的迁移路线n躯躯干干部部神神经经嵴嵴是是临临时时性性结结构构，神神经经管管愈愈合合后后不不久久它它就就分分散散迁迁移移。主要主要采取两条路线采取两条路线腹腹侧侧路路线线：神神经经嵴嵴细细胞胞通通过过生生骨骨节节迁迁移移，它它们们经经过过体体节节前前部部向向腹腹侧侧迁迁移移。将将来来变变为为感感觉觉的的和和交交感感神神经经元元、肾肾上上腺腺髓髓质质细细胞胞和施旺细胞和施旺细胞.背背侧侧路路线线：神神经经嵴嵴细细胞胞通通过过表表皮皮和和生生皮皮-生生肌肌节节之之间间迁迁移移，从从中央背区迁移到皮肤的最腹部中央背区迁移到皮肤的最腹部,它们产生皮肤的它们产生皮肤的黑色素细胞黑色素细胞.头部神经嵴细胞的迁移路线头部神经嵴细胞的迁移路线鸡鸡胚胚头头部部的的神神经经嵴嵴细细胞胞根根据据它它们们菱菱脑脑节起源分三条路线：节起源分三条路线：R2迁入第一咽囊迁入第一咽囊(下颌下颌)形成三叉神经节形成三叉神经节R4迁迁入入第第二二咽咽囊囊(颈颈部部舌舌软软骨骨)形形成成膝膝状状和听前庭神经节和听前庭神经节;R6迁迁入入第第三三、第第四四咽咽囊囊，形形成成胸胸腺腺、甲甲状状腺腺和和甲甲状状旁旁腺腺，也也形形成成迷迷走走神神经经和和舌舌咽咽神神经经的的神神经经节节。在在人人类类产产生生颌颌骨骨、中中耳耳的的砧砧骨骨和和锤锤骨骨，以以及及大大部部分分面面部部的的肌肌群群。起起源源于于后后脑脑区区的的神神经经嵴嵴细细胞胞产产生生人人类类的的镫镫骨骨和和许许多多面面部部的的软软骨骨.颈颈部部的的神神经经嵴嵴细细胞胞产产生颈部的骨骼和肌肉生颈部的骨骼和肌肉.2.神经嵴细胞的多能性神经嵴细胞的多能性（Pluripotentiality of neural crest cells）一一个个神神经经嵴嵴细细胞胞根根据据它它在在胚胚胎胎内内的的位位置置能能分分化化为为几几种种不不同同类类型型的的细胞。细胞。实验证实实验证实局部组织环境对神经嵴细胞分化的决定作用局部组织环境对神经嵴细胞分化的决定作用.取取自自鹌鹌鹑鹑迷迷走走区区神神经经嵴嵴移移植植到到鸡鸡胚胚的的躯躯干干区区，它它们们按按躯躯干干区区神神经经嵴嵴细细胞胞的的路路线线迁迁移移，形形成成肾肾上上腺腺素素能能的的神神经经节节细细胞胞.相相反反，将将鸡鸡胚胚的的躯躯干干区区神神经经嵴嵴移移植植到到鹌鹌鹑鹑的的迷迷走走区区，它它们们按按迷迷走走区区神神经经嵴细胞的迁移路线到达目的地，产生乙酰胆碱能的神经节嵴细胞的迁移路线到达目的地，产生乙酰胆碱能的神经节.中中脑脑区区的的神神经经嵴嵴细细胞胞通通常常迁迁移移到到眼眼内内变变为为巩巩膜膜软软骨骨。当当被被移移植植到到躯躯干干部部后后它它能能形形成成感感觉觉神神经经节节的的神神经经元元、肾肾上上腺腺髓髓质质细细胞胞、胶胶质细胞和施旺细胞。质细胞和施旺细胞。五、外胚层板五、外胚层板(Ectodermal placodes)外外胚胚层层板板只只发发现现于于头头部部和和那那些些变变为为柱柱状状上上皮皮的的外外胚胚层层区区.包包括括最最前前端端的的嗅嗅基基板板(nasal placode)，它它产产生生嗅嗅上上皮皮,形形成成感感受受器器的的双双极极神神经经元元。后后部部是是听听基基板板(otic placode)，它它产产生生内内耳耳的的感感觉觉上上皮皮和和听神经节或螺旋神经节及前庭神经节的神经节细胞。听神经节或螺旋神经节及前庭神经节的神经节细胞。另另外外，一一系系列列小小的的基基板板，如如鳃鳃上上基基板板、中中间间基基板板和和背背外外侧侧基基板板等等，象象听听基基板板一一样样产产生生脑脑感感觉觉神神经经节节中中的的一一些些神神经经元元。如如三三叉叉神神经经节、舌咽神经节和迷走神经节中的一些神经节细胞。节、舌咽神经节和迷走神经节中的一些神经节细胞。鸡胚头部外胚层板的位置鸡胚头部外胚层板的位置及其在成体中的衍生物及其在成体中的衍生物六、神经细胞的迁移六、神经细胞的迁移(Migration of the neuron)在神经管细胞经历最后一次有丝分裂后，停止在神经管细胞经历最后一次有丝分裂后，停止DNA合成，滞留在合成，滞留在G1期，并开始向神经管外壁迁移。在神经系统层状结构的发育期，并开始向神经管外壁迁移。在神经系统层状结构的发育中，中，神经细胞好象是沿着神经胶质细胞伸出的辐射状排列的突神经细胞好象是沿着神经胶质细胞伸出的辐射状排列的突起迁移的。起迁移的。这些突起被称为这些突起被称为辐射纤维辐射纤维(radial fibers)，它们从室管它们从室管层伸向软脑膜表面层伸向软脑膜表面.电镜研究发现，在电镜研究发现，在大脑皮层中，神经细胞在迁移期间一直紧紧地贴大脑皮层中，神经细胞在迁移期间一直紧紧地贴附于附于辐射状排列的神经胶质细胞的突起辐射状排列的神经胶质细胞的突起上上.在在小脑皮层中小脑皮层中,神经神经细胞沿着细胞沿着伯格曼神经胶质细胞的突起伯格曼神经胶质细胞的突起迁移迁移.在小鼠突变体中，在小鼠突变体中，颗粒细胞和伯格曼神经胶质细胞间的联系异常，颗粒细胞和伯格曼神经胶质细胞间的联系异常，因而颗粒细胞的迁移被严重干扰。因而颗粒细胞的迁移被严重干扰。表明，表明，迁移的神经细胞和神迁移的神经细胞和神经胶质细胞的辐射状突起之间并不是简单的靠近关系经胶质细胞的辐射状突起之间并不是简单的靠近关系。1.神经细胞的分化神经细胞的分化神神经经管管衬衬里里的的室室管管膜膜细细胞胞(ependymal cells)能能产产生生神神经经元元和和神神经经胶胶质细胞的前体质细胞的前体。这些前体细胞的分化由它们进入的环境决定这些前体细胞的分化由它们进入的环境决定一一个个已已知知的的前前体体细细胞胞能能形形成成神神经经元元和和神神经经胶胶质质细细胞胞两两种种可可能能。但但不不知知道道这这两两种种细细胞胞是是何何时时决决定定，它它们们在在外外套套层层中中时时成成神神经经胶胶质质细细胞胞和和幼幼稚稚的的神神经经元元间间形形态态上上无无明明显显差差别别。当当细细胞胞开开始始迁迁移移时时，将将来来的的神神经经元元不不再再具具有有细细胞胞分分裂裂的的能能力力，而而胶胶质质细细胞胞有有此此能能力力，并在有机体终生保持了进一步分裂的能力。并在有机体终生保持了进一步分裂的能力。最最近近用用神神经经胶胶质质原原纤纤维维酸酸性性蛋蛋白白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)进进行行免免疫疫细细胞胞化化学学发发现现，在在室室管管膜膜中中的的某某些些细细胞胞表表达达GFAP，而而另另一一些些不不表表达达，推推测测前前者者为为神神经经胶胶质质细细胞胞，后后者者为为成成神神经经细细胞。提示，胞。提示，在室管膜中神经胶质细胞在迁移前就已决定在室管膜中神经胶质细胞在迁移前就已决定。七、神经细胞的分化、结构和分类七、神经细胞的分化、结构和分类2.2.神经元的形态结构神经元的形态结构神神经经系系统统由由神神经经元元和和神神经经胶胶质质细细胞胞组组成成。人人脑脑由由超超过过1011个个神神经经元元和和超超过过1012个个神神经经胶胶质质细细胞胞组组成成。神神经经细细胞胞是是人人体体中中功功能能最最特特异异和和形形态态结结构构最最复复杂杂的的细细胞胞。神神经经细细胞胞具具有有真真核核细细胞胞结结构构的的一般特点，还有其独特的特点。一般特点，还有其独特的特点。1)形态方面：形态方面：胞体、胞体、树突树突(dentrites)，轴突轴突(axon)神神经经细细胞胞发发育育出出一一些些特特化化区区域域以以用用于于细细胞胞间间的的通通讯讯。用用于于接接受受信信息息的的延延长长部部分分称称为为树树突突(dentrites)，其其数数目目较较多多，长长度度短短且且具具分分支；另有一个较长的支；另有一个较长的轴突轴突(axon)仅在末端具终末分支仅在末端具终末分支(terminals).2)结构方面：结构方面：神经原纤维，尼氏体神经原纤维，尼氏体;3)功能方面：功能方面：兴奋，传导兴奋，传导;树突和轴突树突和轴突以突触以突触(synapses)方式与其它细胞相连方式与其它细胞相连。神神经经元元的的轴轴突突外外通通常常包包有有髓髓鞘鞘(meylin sheath)。在在中中枢枢神神经经系系统统是是由由少少突突胶胶质质细细胞胞形形成成，每每个个包包绕绕几几条条轴轴突突；在在外外周周神神经经系系统统是是由由施施旺旺细细胞胞形形成成,每个包绕一条轴突。每个包绕一条轴突。3神经细胞的分类神经细胞的分类神经元的分类神经元的分类根根据据轴轴突突和和树树突突的的数数目目分分为为(下下图图)：双双极极神神经经元元(bipolar neuron)，多多 极极 神神 经经 元元(multipolar neuron)，假假 单单 极极 神神 经经 元元(pseudounipolar neuron)。轴突合成和分泌神经递质轴突合成和分泌神经递质(neurotransmitters),把特定信号传递把特定信号传递到靶细胞。神经递质包括乙酰胆碱、肾上腺素、多巴胺、到靶细胞。神经递质包括乙酰胆碱、肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、羟色胺、-氨基丁酸等，根据合成神经递质将神经元分为氨基丁酸等，根据合成神经递质将神经元分为胆胆碱能的碱能的(cholinergic)、肾上腺素能的肾上腺素能的(adrenergic)等等.根据功能分为根据功能分为：感觉感觉(sensory)或传入或传入(afferent)神经元神经元，运动运动(motor)或传出或传出(efferent)神经元神经元，联合联合(association)或中间或中间(interneurons)神经元神经元.中枢神经系统的神经胶质细胞中枢神经系统的神经胶质细胞大神经胶质细胞大神经胶质细胞(macroglia)n星星形形神神经经胶胶质质细细胞胞(astroglia)、少少突突神神经经胶胶质质细细胞胞(oligodendroglia)、室室管管膜膜细细胞胞(ependymal cells)和和特特化化类类型型的的神神经经胶胶质质细细胞胞，如如小小脑脑皮皮层层的的Bergmann glia、视视网网膜膜的的Muller cells和和垂垂体体前前叶叶细细胞胞(pituicytes)等。等。小神经胶质细胞小神经胶质细胞(microglia):神经胶质细胞的分类神经胶质细胞的分类外周神经系统的神经胶质细胞外周神经系统的神经胶质细胞n施旺细胞施旺细胞(Schwann cells)，在有髓神经纤维中，施旺细胞形成髓鞘。在有髓神经纤维中，施旺细胞形成髓鞘。施旺细胞也包裹运动神经的终末树状分支，称为终末神经胶质施旺细胞也包裹运动神经的终末树状分支，称为终末神经胶质细胞细胞(teloglia)。神经胶质细胞的功能神经胶质细胞的功能n少突神经胶质细胞和施旺细胞形成髓鞘对包围的轴突起少突神经胶质细胞和施旺细胞形成髓鞘对包围的轴突起支持、支持、绝缘、保护和快速传导作用绝缘、保护和快速传导作用。n施旺细胞在神经再生和修复中起促进作用施旺细胞在神经再生和修复中起促进作用。星形细胞对神经元星形细胞对神经元提供营养支持，调节细胞外离子提供营养支持，调节细胞外离子，吸收释放的神经递质，除去，吸收释放的神经递质，除去损伤后变性的碎屑，对包围的细胞起分隔作用。损伤后变性的碎屑，对包围的细胞起分隔作用。n神经胶质细胞对神经元的迁移起支持和引导作用神经胶质细胞对神经元的迁移起支持和引导作用。八、神经系统发育发生的细胞凋亡八、神经系统发育发生的细胞凋亡Hamburger在在鸡鸡胚胚的的定定量量研研究究发发现现，许许多多神神经经组组织织发发育育存存在在起起初初的的过过量量增增生生和和此此后后的的细细胞胞凋凋亡亡(apoptosis).在在侧侧运运动动柱柱中中神神经经元元数目在发育期间减少约数目在发育期间减少约40%.1.自自然然发发生生的的细细胞胞死死亡亡发发生生在在一一个个精精确确的的时时间间，即即轴轴突突到到达达靶靶组组织的时间织的时间.2.神神经经系系统统细细胞胞凋凋亡亡的的发发生生与与靶靶组组织织有有关关。另另外外与与神神经经生生长长因因子子和营养因子、传入神经纤维的支配及神经功能活动有关。和营养因子、传入神经纤维的支配及神经功能活动有关。鸡胚切除或增加靶组织对运动神经元存活的影响鸡胚切除或增加靶组织对运动神经元存活的影响在在正正常常发发育育过过程程中中，运运动动柱柱中中神神经经元元的的数数目目随随细细胞胞的的迁迁入入而而增增加加，此此后后在在自自然然发发生生的的细细胞胞凋凋亡亡期期间间减减少少。在在脊脊髓髓无无神神经经分分布布到到附附肢肢的的区区域域细细胞胞凋凋亡亡最最广广泛泛，而而在在提提供供翅翅和和腿腿神神经经分分布布的的脊脊髓髓臂臂节和腰节较少。节和腰节较少。鸡胚自然发生的细胞凋亡鸡胚自然发生的细胞凋亡鸡胚自然发生的细胞凋亡鸡胚自然发生的细胞凋亡运运运运动动动动柱柱柱柱中中中中N N元元元元数数数数目目目目随随随随细细细细胞胞胞胞的的的的迁迁迁迁入入入入而而而而增增增增加加加加，此此此此后后后后在在在在自自自自然然然然发发发发生生生生的的的的细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡期期期期间间间间减减减减少少少少，在在在在脊脊脊脊髓髓髓髓无无无无N N分分分分布到附肢的区域凋亡最广泛。布到附肢的区域凋亡最广泛。布到附肢的区域凋亡最广泛。布到附肢的区域凋亡最广泛。九、神经连接的形成九、神经连接的形成(一一)神经突起的发育和伸长神经突起的发育和伸长:1.神神经经突突起起(neurites)泛泛指指轴轴突突和和树树突突,因因发发育育早早期期二二者者在在形形态态学学上上很很难难区区别别。但但它它们们在在神神经经突突起起出出现现的的机机制制和和生生长长过过程程中中膜膜增加的机制上是一致的。增加的机制上是一致的。神神经经突突起起从从细细胞胞体体的的何何处处出出现现、形形成成树树突突的的数数目目是是该该细细胞胞本本身身固固有的因素决定的有的因素决定的.如如大大脑脑皮皮层层中中的的锥锥形形细细胞胞排排成成一一行行，其其树树突突干干起起源源于于锥锥形形细细胞胞的的顶顶端端，指指向向皮皮层层表表面面；而而轴轴突突和和基基部部树树突突起起源源于于锥锥体体基基部部，轴轴突突朝朝向向白白质质。当当神神经经细细胞胞完完成成迁迁移移而而不不能能进进行行180的的旋旋转转，处处于于完完全全颠颠倒倒的的情情况况下下,轴轴突突仍仍由由基基部部伸伸出出，起起初初朝朝向向皮皮层层表表面面，而后转向白质；树突仍由顶端生出而后转向白质；树突仍由顶端生出,朝向白质朝向白质.兔大脑皮层中颠倒的锥形细胞兔大脑皮层中颠倒的锥形细胞A.正正常常定定向向的的锥锥形形细细胞胞和和颠颠倒倒的的锥锥形形细细胞胞。轴轴突突从从细细胞胞基基部部产产生生，起起初初向向软软膜膜表表面面生生长长，生生长长几几微微米米后后成成发发卡样转折；顶端树突定向长向白质。卡样转折；顶端树突定向长向白质。B.成成年年兔兔枕枕部部皮皮层层两两颠颠倒倒的的锥锥形形细细胞胞。细细胞胞轴轴突突起起源源于于近近树树突突的的胞胞体体；而而细细胞胞 轴轴突突起起源源于于树树突突基基部部(b)；细细胞胞顶端树突根据胞体来看定向正确。顶端树突根据胞体来看定向正确。C.一一颠颠倒倒锥锥形形细细胞胞。其其轴轴突突起起源源于于胞胞体体基部，然后转向白质基部，然后转向白质.轴突在顶端的生长轴突在顶端的生长轴突长度一直增长，但分支形成后轴突长度一直增长，但分支形成后胞体到分支间的距离并不增长胞体到分支间的距离并不增长,胞质胞质和细胞骨架成分被附加到突起基部和细胞骨架成分被附加到突起基部轴突和树突生长的末端为生长锥轴突和树突生长的末端为生长锥,是一种高度能动的细胞结构特是一种高度能动的细胞结构特化形式化形式:呈薄扁平膜状呈薄扁平膜状,伸出几个细丝状伪足伸出几个细丝状伪足作为延长部分。作为延长部分。伪足以每秒伪足以每秒6-10微米的速度伸展和收缩。在薄膜和伪足下面有微米的速度伸展和收缩。在薄膜和伪足下面有许多许多微棘微棘，成分是肌动蛋白。成分是肌动蛋白。生长锥含许多包被小泡生长锥含许多包被小泡，可能，可能是新合成的膜。轴突中的微管和微丝部分地伸展到生长锥，是新合成的膜。轴突中的微管和微丝部分地伸展到生长锥，但不进入伪足和生长锥中央部位。但不进入伪足和生长锥中央部位。生长锥利用伪足探索周围生长锥利用伪足探索周围环境，带动轴突的生长环境，带动轴突的生长3.先行神经纤维先行神经纤维(pioneer nerve fibers)在相邻的神经轴突生长期间，在相邻的神经轴突生长期间，先行神经纤维处于其它神经纤维前先行神经纤维处于其它神经纤维前边，边，成为引路向导成为引路向导.它首先到达靶组织它首先到达靶组织，因在发育早期，相对，因在发育早期，相对距离短，环境不十分复杂。晚期相随的神距离短，环境不十分复杂。晚期相随的神 经纤维与先行神经经纤维与先行神经纤维结合成束进入靶组纤维结合成束进入靶组 织。有时当其它神经纤维到达目的地织。有时当其它神经纤维到达目的地时，先行神经元已死亡时，先行神经元已死亡.2.生长锥生长锥(growth cone)1.向向触触性性(stereotropism):轴轴突突沿沿一一定定的的表表面面生生长长,是是一一种种机机械械的的影影响响生生长长的的因因子子。如如培培养养皿皿中中轴轴突突倾倾向向于于沿沿划划痕痕和和伸伸展展的的细细胞胞质质凝凝块块生生长长等等。因因此此提提出出，轴轴突突沿沿室室管管膜膜神神经经胶胶质质细细胞胞表表面面穿过神经上皮产生的基质生长。穿过神经上皮产生的基质生长。2.电电向向性性(galvanotropism):轴轴突突的的生生长长方方向向可可能能受受电电场场的的影影响响,在在发发育育的的胚胚胎胎和和再再生生的的附附肢肢中中存存在在电电势势梯梯度度，生生长长的的轴轴突突对对此具敏感性。通常轴突此具敏感性。通常轴突向电场的阴极生长向电场的阴极生长.3.基基质质的的粘粘连连性性:轴轴突突对对某某些些物物质质的的粘粘连连比比另另一一些些强强，它它们们沿沿可可粘粘连连的的物物质质生生长长，如如聚聚赖赖氨氨酸酸、层层连连蛋蛋白白(laminin)等等。如如下下图生长的轴突沿涂有层连蛋白的条纹生长。图生长的轴突沿涂有层连蛋白的条纹生长。4.化化学学向向性性(chemotropism):轴轴突突的的生生长长根根据据化化学学的的线线索索进进行行。神神经纤维的生长锥因加入的经纤维的生长锥因加入的神经生长因子神经生长因子而改变生长的方向而改变生长的方向.(二二)轴突生长的引导轴突生长的引导体外培养的视网膜组织块不同体外培养的视网膜组织块不同的生长情况的生长情况A.在在未用纤连蛋白处理的塑料培养皿未用纤连蛋白处理的塑料培养皿上培养上培养36h，没有生长突起生长；，没有生长突起生长；B.用纤连蛋白处理的塑料培养皿用纤连蛋白处理的塑料培养皿后的后的生长情况；生长情况；C.在在4型胶原背景上涂上平行条状层型胶原背景上