斑马鱼胚胎发育的分期 - 图文(3)

卵裂期（0.75-2.25h）

4-细胞期（1 h）.两个卵裂球不完全裂开（图4B），裂平面以合适角度穿过动物极和第一次卵裂面。因而第三细胞周期开始于2×2排列的4个卵裂球。从动物极看（见图6）胚盘呈椭球体，而第二次卵裂面是沿长轴方向的。

图 4 . 卵裂期胚胎。除B外均为正面观，B显示的是胚胎在动-植物极的扭曲，约偏离正面45°。 A :2-细胞期（0.75 h）；B：4-细胞期（1 h）；C：8-细胞期（1.25 h）；D：16-细胞期(1.5 h)；E：32-细胞期（1.75 h）；F：64-细胞期（2 h）。比例尺=250μm

图 6. 动物极观，前5次卵裂平面示意图。外圈为卵图 5 . 受精后（在28.5℃），卵裂球数目随时间变化的理想曲线，此段时间卵裂发生较为同步，在第10细胞周期的囊胚中期转变之前。 黄，A内部椭圆为未分裂的胚盘。B-F为连续的卵裂，奇数次卵裂沿短轴切割胚盘，偶数次卵裂沿长轴切割胚盘。引自Kimmel 等 (1991)，经Wiley & Sons子公司Wiley-Liss John Inc惠允。 10

斑马鱼胚胎发育的分期

8-细胞期（1.25 h）.卵裂发生于第3细胞周期结束，仍为不完全卵裂。两个独立的卵裂面与第1次卵裂面平行，将胚盘切割为2×4排列的卵裂球。由于去绒膜胚胎通常侧躺于培养皿，其4-细胞面（而非2-细胞面）正对观察者。此“正面”观（Kimmel and Law, 1985a）沿奇数卵裂面（卵裂沟1和3可见，图7）。一直到囊胚晚期去绒膜胚胎总倾向于以此方向平展开，图1第一部分（到高囊胚期）、图4（4B除外）和图7均为此“正面”观所得。

16-细胞期（1.5 h）.第4组卵裂同样沿两个面进行，均与第2次卵裂面平行，产生4×4排列的细胞，须小心与8-细胞期鉴别，因为其正面观很相似（图4C,D）。

第一次出现部分细胞完全与其他细胞分离，这些细胞是位于最中心处的4个卵裂球。此四分体在图6E中完全被其他细胞包绕。全分裂发生于近16-细胞期末，因为此次卵裂沟先从胚盘中心底部切开，再向外围延伸。实际上，作底部切开的卵裂沟并未到达外围，包围此四细胞的12个细胞（称外围卵裂球）仍与卵黄细胞通过胞质桥相连（Kimmel and Law, 1985a）。此分期之后直到囊胚中期，每次卵裂均能完全或大部分分离非外围卵裂细胞，仍不能完全分离外围卵裂细胞。

图 7. 卵裂期正面观显微扫描示意图，显示从4-细胞期一直到64-细胞期卵裂球的世系关系。各卵裂球根据期世系标号，同时也指出其位置。每一标号代表胚胎中的两个细胞，其中一个在图中可见，而另一个须将胚胎沿动-植物极轴旋转180°才可看到（比如，此处在4-细胞期只显示2个细胞）。在4-细胞期，细胞L处于第1次卵裂面左侧，细胞R处于右侧（因此，这里的标号L和R并非指未来胚体的左右侧；见正文）。细胞L分裂产生L1（更靠近动物极）和L2。L1分裂产生L11（更靠近动物极）和L12，如此等等。对于64-细胞期，深层细胞没有绘出。 引自Kimmel and Law (1985a)，经由Academic Press惠允。

32-细胞期（1.75 h）.第5细胞周期结束时的卵裂通常发生于四个平行面，而不是位于第1和3卵裂面之间两个平面。然而此时，斜向卵裂沟很明显。通常32细胞呈4×8排列，但除规则排列之外，不规则

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囊胚期（2.25-5.25h）

排列也很常见。侧面观，在外围和动物极之间常可见双层细胞。这是因为胚盘平面弯曲，外围细胞更近于植物极，其中的部分细胞排到了靠近动物极的非外围细胞之前。

64-细胞期（2 h）.第6次细胞周期结束时的卵裂是水平的，所以从动物极看细胞排列和32-细胞期很相似，只是正进入第7次细胞周期的卵裂球体积较小。侧面观，细胞堆叠明显变高（图1，4F，7）。第一次出现部分细胞完全覆盖其他细胞。被覆盖的细胞（或称深层细胞）都是由32-细胞期的4个中心细胞中每个分裂产生的两个子细胞中的一个构成；而另一个则仍处于表面，形成胚盘的最上层此时称包被层（the enveloping layer , EVL）。与此同时，每个外围细胞的水平卵裂也产生两个EVL细胞，所以64-细胞期正面观似有三层EVL细胞（图7）。

囊胚期（2.25-5.25h）

囊胚期指从128-细胞期或第8次合子细胞分裂开始形成球形胚盘直到第14次卵裂开始原肠期为止这一段时期。此期有很多重要事件发生：胚胎进入囊胚中期转变（midblastula transition, MBT）、卵黄合胞体层（the yolk syncytial layer, YSL）形成、外包（epiboly）开始。外包将一直持续到原肠期。

此期用“实囊胚”（ “stereoblastula”）称之可能更准确，因为这一术语意味着胚胎还没有形成囊胚腔（blastocoele），而事实正是如此（图8），仅在胚盘深层细胞之间存在不规则的间隙。卵裂取向不确定，比卵裂期亦更不规则。此后卵裂产生的子细胞从整齐的细胞面伸出，不论从侧面还是从顶面观都是如此，因而确定此期分期用细胞大小判断比用细胞位置判断更为有效。从动物极观，胚盘呈轻度椭球形（尤在早期）。

图 8 . 囊胚期胚胎正面观。A：256-细胞期（2.5h）；B：高囊胚期（3.3h）；C：高囊胚期和椭形期之间的转变（3.5h）；D：椭形期和球形期之间的转变（3.8h）；E：穹顶期（4.3h）；F：30%-外包期（4.7h）。比例尺=250μm

囊胚早期细胞继续同步分裂，和之前节奏相同（图5，9）。更准确的说，囊胚早期的分裂为间时同步，因为有丝分裂并不完全同时发生，相反，在每个细胞周期末期，一条波线穿过胚盘，近动物极细胞最先进入波线，外围细胞最后进入。波线一般斜穿胚盘，以致从正面观可见波线沿胚盘长轴穿过细胞野。

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斑马鱼胚胎发育的分期

图 9. 囊胚中期转变过程中细胞周期的延长和同步性的减弱，开始于第10合子周期（512-细胞期）。A中不同的标点表示从三种不同的胚胎中收集的数据；B中的分布表示一种胚胎中单个细胞周期的延长。 引自Kane and Kimmel (1993)，经Company of biologists Ltd. 惠允。

细胞周期延长标志着囊胚中期转变（MBT）的开始（图9A）。并非所有细胞周期都同时延长或延

长相同程度（图9B）。MBT开始后的任意时刻，一些细胞处于间期，可用Nomarski光镜很容易看到细胞核（图10A,D），而另一些细胞处于有丝分裂期（无核，图10C,E），因而形态学上可明显看到不同步性。MBT开始于第10次细胞周期（512-细胞期），比爪蟾（Newport and Kirshner, 1982a,b）早两个细胞周期，然而MBT的一些性质以及如何控制开始，在两物种间相同（Kane and Kimmel, 1993）。随间期延长，细胞可以移动，RNA合成增加。

时滞分析（time-lapse analysis）显示MBT开始后深部细胞在其长的间期内可动，其运动似无方向性，至少表面上如此。

囊胚早期的外围细胞层则有所不同。它们紧挨着卵黄细胞排列并在整个卵裂期都与之通过胞质相连。从第10细胞间期开始（Kimmel and Law,1985b），外围细胞经历了一次塌陷，其细胞质和细胞核均留在与其紧密相连的卵黄细胞质中。因此形成卵黄合胞体层（yolk syncytial layer , YSL），这一结构用Nomarski光镜可明显看到，对分期也很重要（图10）。YSL形成后，原先在胚盘第二层的EVL细胞成为最外层。它们看起来和先前的最外层相似，但有一个重要的不同点在于此时的外围细胞是非合胞体的：这也是第一次出现所有卵裂球均不与其它细胞通过胞质桥相连，除了那些新分裂仍短时间相连的子细胞对之外。

虽然YSL正好在MBT期间形成，但二者的调节机制似相互独立。MBT独自依赖于核-质比（nuclear- cytoplasmic ratio , Kane, 1991）。YSL的核在囊胚中期继续进行有丝分裂，但核分裂并不伴随胞质分裂，卵黄细胞仍不分裂并仍保持合胞体。由于在胚盘，囊胚中期YSL分裂周期延长，但又并非延长同样多，YSL核继续进行间时同步分裂，并非不同步。约3个细胞周期之后，在外包开始同时，YSL分裂突然中止(Kane et al., 1992; 另见 Trinkaus, 1992)。YSL核开始增大，可能表示其正在活跃地转录RNA。

YSL是硬骨鱼（teleosts）特有的结构，可能为胚外器官，对胚体无直接贡献。起先YSL以窄环包绕胚盘边缘（图10），但很快（两个细胞周期内）其延伸到胚盘底部，形成完全的“内在”合胞体（“internal’’ syncytium, the I-YSL）并一直持续到整个胚胎发生。I-YSL在胚胎细胞及其卵黄储备之间的位置上，推测其可能发挥滋养作用。相应的另一部分，E-YSL，在外包期间暂时性位于胚盘边缘的“外部”。实际上，对硬骨鱼类的克鲤鱼（Fundulus）的研究显示，E-YSL这一区域在外包过程中有重要促进作用（Trinkaus, 1984）。

外包（epiboly）始于囊胚晚期（Solnica-Krezel and Driever, 1994），是YSL和胚盘变薄延伸覆盖卵黄细胞的过程。就正如向头上戴一顶滑雪帽一般，最终在原肠期结束时将卵黄完全吞入。在这一形

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囊胚期（2.25-5.25h）

态发生运动的早期，胚盘高度变薄，从高高隆起的细胞堆叠（图8B）变为几乎同一厚度的杯状多层细胞（图8F）。最内部的细胞向外移动达到表层，标志外包运动完成，内部细胞逐步运动过程中随机与表层细胞混合（Wilson et a1.,1993）。这些所谓的激进插入者（Keller, 1980）引起积极的细胞重组也是早期外包运动的驱动力之一。插入细胞并未驱动深层细胞进入包被层（EVL），EVL仍是独立的单层（Kimmel et al., 1990b）。此外，外围深层细胞其融合程度远比中心细胞轻（Helde et al., 1994），如图8所示，外包开始前，细胞堆积很厚。外围细胞融合的相对不足对相应的早期发育建立意义重大，这是因为中胚层将从这些非融合的外围深层细胞开始（参见下文命运图，图14）。假定标示中胚层的事件如同爪蟾中似乎出现的那样始于外包之前，那么外围深层细胞群在外包期间相对融合不足可能在维持不同细胞“规格”（Kimmel et al., 1991）或特征中有重要作用。

图 10 . 卵黄合胞体层（YSL）的形成，由Nomarski光镜观察所得。A：第10细胞周期间期的外围卵裂球（512-细胞期，箭头指示其细胞核）。B：当细胞进入有丝分裂期，核消失，特殊的是无胞质分裂，核分裂产生的一对子细胞核在第11细胞周期间期再次出现于胞质中。在每一间期早期核均为球形（C），随后，在再一次进入有丝分裂期之前，核变大呈橄榄球形（D）。YSL核在有丝分裂期再次消失（E：第11次有丝分裂，注意到间期细胞核只在胚层细胞中出现，而不是在YSL中，意味着胚层和YSL已不再同步），间期又再次出现（F：第12细胞周期间期），如此经过数个有丝分裂周期，总是位于公共的合胞体内。引自Kimmel and Law (1985b)，经Academic Press惠允。比例尺=50μm

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