Bài giảng Sự phát triển phôi và làm tổ

SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI VÀ LÀM TỔ

HUỲNH THÚY OANH

Đã hoàn tất 3 việc: Trứng và tinh

trùng gặp nhau

Dung hợp 2 tiền

nhân

Hợp tử 2n hình

thành

TIẾN TRÌNH TẠO THÀNH CÁ THỂ MỚI

▫ Hóa hướng động ▫ Khả năng hóa tinh trùng/Phản ứng cực đầu ▫ Bám dính tinh trùng/trứng Phân cắt: tế bào phân chia tạo phôi nang ▫ ▫ Hình thành phôi vị: tấ bào sắp xếp lại tạo 3 lá

▫

phôi Phát sinh cơ quan: 3 lá phôi tác động lẫn nhau và di cư để tạo cơ quan

PHÂN CẮT (Cleavage)

• Là bước đầu tiên • Tế bào bắt đầu phân chia • Phụ thuộc gene mẹ • Hình thành phôi nang

SỰ SẮP XẾP

• Bước thứ 2 • Tái sắp xếp tế bào trong các lớp o Tạo các phần:

▫ Mặt trước và sau ▫ Mặt lưng và bụng ▫ Mặt trái và phải

• Hình thành 3 lá phôi

▫ Ngoại bì ▫ Trung bì ▫ Nội bì

o Kế thúc: gen hợp tử bắt dầu hoạt động

BIỆT HÓA

• Bước thứ 3 • Hình thành cấu trúc đặc trưng và chức năng hoạt

động

• Theo quy luật: mô-cơ quan-hệ cơ quan • Ống thần kinh, não bộ, mắt, tai, da… • Ống tiêu hóa, gan, mật, phổi, tim,…

PHÁT TRIỂN

• Bước cuối cùng • Sự phát triển và hoạt động của cơ quan • Hình thành nhiều

loại tế bào mới cũng như chất nền ngoại bào

HÀNH TRÌNH ĐẾN TỬ CUNG

Quy luật phân cực

Vị trí của thể cực

Tạo thoi vô sắc

SỰ ĐỊNH VỊ XƯƠNG TẾ BÀO

Genome điều khiển và liên quan đến các vi ống và vi sợi

Vi sợi: Microfilaments , Sợi trung gian: intermediate filaments Vi ống: microtubules

Sperm

Extracellular space

Daughter cells

Second meiotic division of oocyte Second meiotic division of first polar body

(g)

(a)

(h)

Detached sperm tail Sperm pro- nucleus

Corona radiata

Zona pellucida

Anaphase of first cleavage division

Ovum nucleus Polar bodies

(b)

(f)

Sperm and ovum chromosomes

Male pronucleus Mitotic spindle Centriole Female pronucleus

(e)

(c)

Zygote

(d)

Tiền phân cắt

2 thể cực tách và di chuyển

Họ gen Oct-4 hoạt động

Giai đoạn này, zygote hoạt động nhờ mRNA của noãn

- 35 h sau thụ tinh: 2 tế bào (nguyên phôi bào) - Zygote 48 giờ trong vòi trứng. - Nguyên tắc di chuyển

Bắt đầu sử dụng gen của phôi ?

Xuất hiện rãnh phân trên bề mặt trứng.

Kết quả trứng thụ tinh đã phân làm 2 phôi bào.

Trứng thụ tinh thực hiện nguyên phân liên tục >> số lượng phôi bào tăng lên Qua mỗi lần phân chia, kích thước mỗi phôi bào sinh ra trở nên nhỏ hơn. Phân tử liên kết: D/L-CAM, Cadherin E

Đạt đến giai đoạn 8 tế bào

Ở giai đoạn này, phôi không gia tăng về thể tích.

PHÔI DÂU

Sau khi đến buồng tử cung, phôi còn tự do khoảng 48 giờ nữa. Thời gian này, phôi dâu tiếp tục hoạt động phân bào, lớn lên về thể tích

Các tb culmulus mất dần

Xuất hiện dịch trong phôi

Chuẩn bị thành lập “mầm phôi” và “lá nuôi”

Zona pellucida bắt đầu thoái hóa Trứng hết dần dinh dưỡng và năng lượng

Khoàng 5 ngày sau thụ tinh, phát triển thành phôi nang. Các phôi bào nén chặt tạo khoảng trống (khoang)

Màng trong suốt hoàn toàn biến mất. Hình thành mầm (cúc) phôi và lớp nuôi Thuyết trong-ngoài

BẤT HOẠT NST X

1X (cha) bị bất hoạt ở tất cả các tb soma >> cô đặc (thể Barr) Cụm gen XIST trên NST X lồ: Tạo RNA khổng không dịch mã, bao lấy NST X

Thoát nang thành công Lớp nuôi kết nối với tử cung

HỖ TRỢ THOÁT NANG

Implantation of the blastocyst

Endometrium

Uterine endometrial epithelium Inner cell mass

Trophoblast Blastocyst cavity Lumen of uterus

(a)

Endometrial stroma with blood vessels and glands Syncytiotrophoblast Cytotrophoblast Inner cell mass (future embryo)

Lumen of uterus

(b) (c)

Events of placentation, early embryonic development, and extraembryonic membrane formation

Maternal arteries

Maternal veins

Myometrium

Stratum basalis of endometrium

Maternal portion of placenta (decidua basalis)

Fetal portion of placenta (chorion)

Chorionic villus containing fetal capillaries Maternal blood in lacuna (intervillus space)

Fetal arteriole Fetal venule Amnion Umbilical cord

Umbilical arteries Umbilical vein Connection to yolk sac

(g)

Hoàn chỉnh việc làm tổ

Events of placentation, early embryonic development, and extraembryonic membrane formation

Amniotic cavity

Endometrium

Primary germ layers:

• Ectoderm

Lacuna (intervillus space) containing maternal blood Chorionic villus

• Mesoderm

Chorion

Maternal blood vessels

• Endoderm

Amnion

Yolk sac

Forming body stalk Allantois

Extraembryonic mesoderm

Chorion being formed

Proliferating syncytiotrophoblast Cytotrophoblast Amniotic cavity Bilayered embryonic disc: • Epiblast • Hypoblast Endometrial epithelium

Lumen of uterus

Extra- embryonic coelom

(c) 16-day embryo

(a) 71/2-day implanting blastocyst

(b) 12-day implanted blastocyst

Kiểm soát gen phôi

Kiểm soát gen mẹ

Thụ tinh

Phân cắt

LH tăng

Sự phát triển trứng

• Phiên mã • Dịch mã

• Dịch mã • Hậu dịch mã

• Không phiên mã • Dịch mã • Hậu dịch mã

• Phiên mã • Dịch mã • Hậu dịch mã

Điều hòa gen

Sự chuyển đổi trong điều khiển gen từ mẹ sang phôi

Phiên mã bộ gen của phôi

Sự phát triển phụ thuộc vào

Loài

Thời điểm bắt đầu

Chuột

1 TB

2 TB

Thỏ

2 TB

8 TB

Heo

4 TB

8 TB

Bê

4 TB

8-16 TB

Cừu

8 TB

16 TB

Người

4 TB

8 TB

DẤU ẤN DI TRUYỀN CHA MẸ

• Tiền nhân đực, cái

DẤU ẤN DI TRUYỀN CHA MẸ

• Biểu hiện gen dấu ấn

Mẹ

Gene

Cha

Tăng trưởng

Kích thích (IGF-2) Ức chế (HI9)

Biệt hóa

Tác động TBG Tăng sinh

Biệt hóa

Mô cơ

Biểu bì

Vùng dưới đồi

Tân vỏ não

Mô não

Chuyển hóa

Giảm

Tăng

ĐẶC ĐIỂM CHUNG

Phân cắt chậm, ở 4 ngày đầu: 1 lần/ngày

Gen Oct-4 rất quan trọng thời kỳ phôi bào: duy trì thuộc tính chưa biệt hóa

Tùy dấu ấn di truyền của cha mẹ, các NST tương đồng có sự tác động khác biệt nhau

Giai đoạn này, phôi có khả năng tự điều hòa (thêm bớt/vị trí tế bào)

CƠ SỞ PHÂN TỬ

• Các yếu tố phiên mã 1. Homeobox và homeodomain: Hox/HOX, Pax, Sox 2. Các yếu tố phiên mã khác: POU, Lim, T-box, Dlx

CƠ SỞ PHÂN TỬ

• Các phân tử tín hiệu 1. TGF- β: 30 loại 2. FGF: 10 loại 3. Các phân tử tín hiệu khác: sonic hedgehog, Wnt

CƠ SỞ PHÂN TỬ

CƠ SỞ PHÂN TỬ

Formation of the three primary germ layers

Amniotic sac

Bilayered embryonic disc

Yolk sac

(b) . . . turned 90˚ (c) 3-D view (d) Section view

in (e)

Amniotic sac (amnion)

Yolk sac

Left

Cut edge of amnion

Tail Future opening between mouth and pharynx Head

(a) Embryo

Yolk sac

Epiblast Primitive streak

Hypoblast Right (e) Bilayered embryonic disc, lateral-superior view

Formation of the three primary germ layers

Primitive streak Head

Yolk sac (cut edge)

Cut edge of amnion

Epiblast Hypoblast

Right Left Endoderm (g) 14–15 days

Sections

Ectoderm

Primitive streak

Tail

(h) 16 days (f) Bilayered embryonic disc, superior view Mesoderm Definitive endoderm

Neurulation

Head

Amnion Neural plate Surface ectoderm Amniotic cavity Future neural crest

Neural plate

Left Right Ectoderm

Notochord Mesoderm

Notochord

Primitive streak Endoderm

Tail Yolk sac Cut edge of amnion (a) 17 days

Neural groove

Neural groove

Cut edge of amnion Neural plate

Neural fold Neural crest

Notochord

Primitive node Primitive streak (b) 19 days

Tissues derived from the three germinal layers • Ectoderm: nervous tissues, epidermis and

melanocytes.

• Mesoderm: bones, muscles, mesenchyme,

reproductive system, urinary system.

• Endoderm: digestive system, respiratory system,

endocrine system.

The Different Stages of the Organism.

1.

2.

3.

First 12-14 days = zygote From 15th day up to the 8th week = embryo From 8th week to the time of birth = fetus

STAGES OF HUMAN PRENATAL DEVELONT

Events of placentation, early embryonic development, and extraembryonic membrane formation

Decidua basalis

Maternal blood

Chorionic villus

Umbilical blood vessels in umbilical cord

Amnion

Amniotic cavity

Yolk sac

Extraembryonic coelom

Chorion

Lumen of uterus Decidua capsularis

(d) 41/2-week embryo