Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Бластомер
Подробности
Идентификаторы
латинскийбластомер
MeSHD001757
TEE7.0.1.2.0.0.2
Анатомическая терминология

В биологии бластомер - это тип клеток, образующихся в результате расщепления (деления клеток) зиготы после оплодотворения, и он является важной частью образования бластулы . [1]

Характеристики человеческого бластомера [ править ]

У людей образование бластомеров начинается сразу после оплодотворения и продолжается в течение первой недели эмбрионального развития . Примерно через 90 минут после оплодотворения зигота делится на две клетки. Состояние двухклеточного бластомера, присутствующее после первого деления зиготы, считается самым ранним митотическим продуктом оплодотворенного ооцита. [2] Эти митотические деления продолжаются и приводят к образованию группы клеток, называемых бластомерами. Во время этого процесса общий размер эмбриона не увеличивается, поэтому каждое деление приводит к тому, что клетки становятся все меньше и меньше. Когда зигота содержит от 16 до 32 бластомеров, ее называют « морула»."Это предварительные этапы начала формирования эмбриона. Как только это начнется, микротрубочки в цитозольном материале морулы в клетках бластомера могут развиться в важные мембранные функции, такие как натриевые насосы . Эти насосы позволяют внутреннему пространству эмбриона наполняться. с бластоцелевой жидкостью, которая поддерживает дальнейший рост жизни. [3]

Бластомер считается тотипотентным . То есть бластомеры способны развиваться из одной клетки в полностью фертильный взрослый организм. Это было продемонстрировано исследованиями и предположениями, сделанными с бластомерами мышей, которые также были признаны верными для большинства бластомеров млекопитающих. Исследования проанализировали монозиготные бластомеры близнецов мышей в их двухклеточном состоянии и обнаружили, что когда один из близнецов бластомеров разрушается, полностью фертильная взрослая мышь все еще может развиваться. Таким образом, можно предположить, что, поскольку одна из двойных клеток была тотипотентной, разрушенная изначально была такой же. [4]

Относительный размер бластомера внутри эмбриона зависит не только от стадии расщепления, но также от регулярности расщепления между клетками. Если количество бластомеров в клеточной массе четное, то размеры клеток должны совпадать. Однако, если количество бластомеров в клеточной массе неравномерно, то деление должно быть асинхронным, чтобы размеры клеток наилучшим образом поддерживали стадию дифференцировки данной массы. Размер бластомера обычно считается неравномерным, если один бластомер имеет диаметр более чем на 25% больше, чем диаметр другого сравниваемого. [5]

Дифференциация бластомеров [ править ]

Отделение бластомеров от зиготы позволяет одной фертильной клетке продолжать расщепляться и дифференцироваться до тех пор, пока не образуется бластоциста . Дифференциации в бластомере позволяет для развития двух популяций различных клеток: на внутренней клеточной массы , которая становится предшественником зародыша , и трофэктодерму , который становится предшественником плаценты . Эти предшественники обычно появляются, когда бластомер дифференцируется на 8- и 16-клеточные массы. [6]

Во время периода дифференцировки из 8 клеток бластомеры формируют адгезивные соединения и впоследствии поляризуются вдоль апикально-базальной оси. Эта поляризация навсегда изменяет морфологию этих клеток и запускает процесс дифференцировки. [6]После этого масса бластомера из 8 клеток начинает уплотняться, образуя плотные соединения между собой, и цитозольные компоненты клетки накапливаются в апикальной области, в то время как ядро ​​каждой клетки перемещается в базальную область. Затем формируется адгезивное латеральное соединение, и бластомер уплощается, чтобы установить апикальный кортикальный домен. Как только начинается переход к 16-клеточной массе, апикальный кортикальный домен исчезает, но элементы полярности сохраняются. Это позволяет примерно половине бластомеров унаследовать полярные области, которые могут восстанавливать апикальный кортикальный домен. Тогда другие дифференцирующиеся бластомеры станут неполярными. Полярные бластомерные клетки, которые дифференцируются, переместятся во внешнее положение в развивающейся бластоцисте и покажут предшественников длятрофэктодерма , в то время как аполярные клетки переместятся во внутреннее положение и начнут развиваться в эмбрион. [7] Затем клетки полностью фиксируются в своих индивидуальных состояниях в одном из этих двух доменов на стадии 32 клеток. [7]

Модели дифференциации [ править ]

Существуют две основные модели дифференцировки, которые определяют, какие бластомерные клетки будут делиться либо на внутреннюю клеточную массу, либо на трофэктодерму . Первая гипотеза известна как «модель изнутри-снаружи» и утверждает, что клетки дифференцируются в зависимости от своего состояния на стадии 16 клеток или позже. Это означает, что в соответствии с этой моделью клетки бластомера не дифференцируются на основе клеточных различий, а, скорее, они делают это из-за механических и химических стимулов в зависимости от того, где они находятся в данный момент. [8]

Другая, более широко принятая модель известна как «модель клеточной полярности». Эта модель утверждает, что ориентация плоскости дробления на 8-клеточной и 16-клеточной стадиях определяет их более позднюю дифференцировку. [9] Есть два основных способа, которыми бластомеры обычно делятся: симметрично, то есть перпендикулярно апикально-базальной оси, или асимметрично, что означает горизонтально апикально-базальной оси. Множество потенциальных гипотез и предположений, которые пытаются объяснить, почему эти клетки ориентируются именно таким образом. Некоторые исследователи заявили, что ранние делящиеся бластомеры имеют тенденцию делиться асимметрично [10], в то время как другие предположили, что ориентация бластомеров на стадии 8 клеток случайна и не может быть предсказана в большем масштабе. [11]В одном исследовании, в частности, говорится, что положение ядра в каждом бластомере может использоваться для указания того, как клетка будет делиться: если ядро ​​находится в апикальной области, то клетка, вероятно, будет делиться симметрично, а если ядро ​​расположено в базальной части области, тогда клетка, вероятно, будет делиться асимметрично. [12]

Связанные расстройства [ править ]

Во время этого процесса повторяющегося деления клеток могут возникать ошибки. Распространенной среди этих ошибок является то, что генетический материал не делится поровну. Обычно, когда клетка делится, каждая дочерняя клетка имеет тот же генетический материал, что и родительская клетка. Если генетический материал не делится равномерно между двумя дочерними клетками, происходит событие, называемое « нерасхождение ». Поскольку это событие происходит только в одной из нескольких клеток, которые существуют на данный момент, эмбрион будет продолжать развиваться, но будет иметь несколько нормальных клеток и несколько аномальных клеток. Люди представляют собой «мозаику» нормальных и аномальных клеток, поэтому это нарушение называется « числовым мозаицизмом ».

Этот мозаицизм, особенно диплоидии и полиплоидии , может привести к нарушению клеточного расщепления и митоза. Когда эти необходимые ранние клеточные деления не происходят, эмбрион может начать формировать полиплоидные гигантские раковые клетки, которые функционируют очень аналогично клеткам бластомеров, чтобы расти и развиваться в ответ на механические и химические сигналы, как это делают предшественники бластоцист. Исследования показали, что эти гигантские раковые клетки часто также являются генетическим эквивалентом соматических бластомеров. [13]

Диагностика [ править ]

Часто клиницисты и исследователи используют биопсию бластомера у беременных женщин из группы риска как способ проверки на генетические нарушения. Однако эти биопсии являются инвазивными и имеют серьезный недостаток по сравнению с другими формами инвазивного генетического тестирования в том, что за один раз можно извлечь только небольшое количество клеток. Со временем многие специалисты перешли на биопсию бластоцисты , которая обеспечивает более низкий уровень мозаицизма , но биопсию бластомера по-прежнему можно использовать для исследований на более ранних стадиях и генетической диагностики. [14]

См. Также [ править ]

  • Бластоцель
  • Бластоциста
  • Ооцит

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бластомер энциклопедический словарь Брокгауза . Энциклопедия Britannica Online. Энциклопедия Britannica Inc., 2012. Интернет. 06 февраля 2012 г.
  2. ^ Casser, E .; Израиль, S .; Witten, A .; Schulte, K .; Schlatt, S .; Nordhoff, V .; Бояни, М. (декабрь 2017 г.). «Totipotency разделяет между сестринскими бластомерами двухклеточных эмбрионов мыши» . Научные отчеты . 7 (1): 8299. Bibcode : 2017NatSR ... 7.8299C . DOI : 10.1038 / s41598-017-08266-6 . ISSN  2045-2322 . PMC  5557898 . PMID  28811525 .
  3. ^ «Расщепление и образование бластоцисты» . www.vivo.colostate.edu . Проверено 4 апреля 2019 .
  4. ^ ТОГАСИ, Мамору; СУЗУКИ, Хироши; МИЯИ, Тацуя; ОКАМОТО, Мичио Т (1987). «Производство монозиготных близнецов путем расщепления эмбрионов на 2-клеточной стадии у мышей» . Японский журнал репродукции животных . 33 (2): 51–57. DOI : 10,1262 / jrd1977.33.51 .
  5. ^ "C. Размер бластомера" . Эшре . Проверено 4 апреля 2019 .
  6. ^ а б Ли, Чао-Бо; Ван, Чжэнь-Донг; Чжэн, Чжун; Ху, Ли-Ли; Чжун, Шу-Ци; Лей, Лей (25 августа 2010 г.). «Количество бластомеров и распределение микроворсинок в клонированных эмбрионах мыши во время уплотнения». Зигота . 19 (3): 271–276. DOI : 10.1017 / s0967199410000377 . ISSN 0967-1994 . PMID 20735894 .  
  7. ^ a b Джонсон, М. (апрель 1981 г.). «Фундамент двух различных клеточных линий морулы мыши». Cell . 24 (1): 71–80. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90502-х . ISSN 0092-8674 . PMID 7237545 . S2CID 22263112 .   
  8. ^ Тарковский, ANDRZEJ К. (октябрь 1959). «Эксперименты по развитию изолированных бластомеров яиц мышей». Природа . 184 (4695): 1286–1287. Bibcode : 1959Natur.184.1286T . DOI : 10.1038 / 1841286a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 13836947 . S2CID 4148223 .   
  9. Перейти ↑ Johnson, M (апрель 1981). «Фундамент двух различных клеточных линий морулы мыши». Cell . 24 (1): 71–80. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90502-X . PMID 7237545 . S2CID 22263112 .  
  10. ^ Шпиндель, Акико (1982-02-20). «Распределение клеток в доимплантационных химерах мышей». Журнал экспериментальной зоологии . 219 (3): 361–367. DOI : 10.1002 / jez.1402190311 . ISSN 0022-104X . PMID 7061978 .  
  11. ^ Пикеринг, Сьюзен Дж .; Джонсон, Мартин Х .; Брауде, Питер Р .; Хоулистон, Эвелин (ноябрь 1988 г.). «Организация цитоскелета в свежих, старых и спонтанно активированных человеческих ооцитах». Репродукция человека . 3 (8): 978–989. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.humrep.a136828 . ISSN 1460-2350 . PMID 3204153 .  
  12. ^ Ajduk, Anna; Бисвас Шиваре, Сурима; Зерницка-Гетц, Магдалена (август 2014 г.). «Базальное положение ядер - одна из предпосылок асимметричных клеточных делений у ранних эмбрионов мыши» . Биология развития . 392 (2): 133–140. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2014.05.009 . PMC 4111899 . PMID 24855000 .  
  13. ^ Niu, N; Меркадо-Урибе, I; Лю, Дж (2017-04-24). «Дедифференцировка в бластомерные раковые стволовые клетки посредством образования полиплоидных гигантских раковых клеток» . Онкоген . 36 (34): 4887–4900. DOI : 10.1038 / onc.2017.72 . ISSN 0950-9232 . PMC 5582213 . PMID 28436947 .   
  14. ^ Джанароли, Лука; Ферраретти, Анна П .; Криппа, Андор; Валерио, Марция; Кафуэри, Джулия; Поманте, Алессандра; Магли, М. Кристина (2016-03-01). «Преимплантационное генетическое тестирование: полярные тельца, бластомеры, клетки трофэктодермы или бластоцельная жидкость?» . Фертильность и бесплодие . 105 (3): 676–683.e5. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2015.11.018 . ISSN 0015-0282 . PMID 26658131 .  

Источники [ править ]

  • «Бластомер». Медицинский словарь Стедмана, 27-е изд. (2000). ISBN 0-683-40007-X 
  • Мур, Кейт Л. и TVN Persaud. Развивающийся человек: клинически ориентированная эмбриология, 7-е изд. (2003). ISBN 0-7216-9412-8