晶状体发育中平面细胞极性的功能研究-生理学论文-生物学论文
细胞极性的分子机制及其在发育和组织形态中的作用
细胞极性的分子机制及其在发育和组织形态中的作用细胞极性是指细胞内部和细胞外部分子和结构不均匀分布的状态，它在生物体发育和组织形态生成中起着重要作用。
细胞极性的确立与维持是通过一系列复杂的分子机制来实现的。
本文将探讨细胞极性形成的分子机制以及它在发育和组织形态中的作用。
1.细胞极性形成的分子机制（1）细胞骨架：微管系统和微丝系统是细胞骨架的两个重要组成部分。
微管和微丝的有序排列和不对称分布可以影响细胞内某些物质和结构在细胞内部的定位。
无论是在个体生物的发育过程中还是在多细胞体的组织建立过程中，都需要骨架的参与来调控细胞极性的形成。
（2）蛋白质分布：细胞内部的蛋白质定位是细胞极性形成的重要机制之一。
通过细胞内运输和分泌途径，蛋白质可以定向运送到细胞的不同位置。
蛋白质上的定向信号序列可以识别并与细胞内的运输蛋白相互作用，从而实现蛋白质的定向运输。
（3）细胞间相互作用：在多细胞体中，细胞间存在相互作用，这些相互作用可以牵引细胞的运动以及调控细胞的定位。
细胞外基质的组织和排列也对细胞极性的形成起着重要作用。
2.细胞极性在发育中的作用（1）胚胎发育：细胞极性在胚胎发育中起着重要作用。
在受精过程中，细胞极化将卵细胞分为动物极和植物极两个极性化部位。
在胚胎的发育过程中，细胞将会通过极性分裂和运输来形成不同的发育层次和器官系统。
（2）体细胞发育：体细胞在发育过程中也会经历细胞极性的变化。
细胞的分化和定位都离不开细胞极性的调控。
细胞极性的形成和维持对于体细胞的正常发育以及细胞的分化有着至关重要的作用。
3.细胞极性在组织形态中的作用（1）细胞排列：细胞极性对于细胞的分布和排列有着直接的影响。
细胞间的紧密连接和方向性排列将有助于形成组织的结构和形态。
（2）组织建立：细胞极性不仅影响细胞的排列，还参与到组织的建立过程中。
通过细胞间的紧密连接和方向性运输，细胞可以形成特定的组织结构，比如管道、板层和囊泡等形态。
4.细胞极性的异常与疾病细胞极性的异常可能导致疾病的发生和发展。
细胞极性与胚胎发育的分子机制研究
细胞极性与胚胎发育的分子机制研究在多细胞生物中，细胞的功能和位置通常与其形态和结构有关，这种形态和结构的差异可以通过细胞极性来解释。
细胞极性指的是细胞内分子和器官的有序排列，这种排列通常是非对称的，只有一个方向被定向，并且通常与其周围环境和其他细胞的相互作用密切相关。
细胞极性在胚胎发育中至关重要，因为它指定了细胞和组织的形成和分化。
在这个过程中，细胞必须定向它们的各种分子机器，如拍击纤毛和运输细胞器。
这些机器的定向使细胞可以发挥其特殊的功能。
在胚胎发育中，最显著的细胞极性发生在早期的胚胎发育过程中。
在哺乳动物中，一次细胞分裂后，产生了一个二细胞胚胎，这些细胞会从一侧形成一个小突起体。
这个小突起体被称为极性体，并且通常被认为分泌了一个极性决定因子来指定胚胎的前后轴。
在接下来的发育过程中，细胞按照这个具有差异的背景来分化并形成不同的组织和器官。
细胞极性的背后机理通常涉及多种信号通路和分子机制。
这些机制中最重要的是微管和微丝。
在不同信号通路中微管和微丝的作用不尽相同，甚至可以存在竞争关系，但是它们都是促进细胞极性的主要组分。
在众多信号通路中，从一个细胞极性诱导位置分泌的极性决定因子是最为关键的。
已知的极性决定因子有 Num1（发酵酵母）、Par1/2（多细胞生物）、Exo70（早期血蜱）等。
Num1/Par1/2维持纤毛对准的方向，Exo70则促进细胞小泡的合并和远离细胞膜。
极性决定因子的分泌和定向通常受到多种信号通路和细胞周期的影响。
例如，在过程中的细胞极化中可能涉及多种信号通路和酶，如Rho GTP酶、蛋白激酶A、小分子荷尔蒙等等。
微管和微丝通常作为介导这些信号通路的生物分子，在胚胎发育中起着关键作用。
微管是由α/β -tubulin二聚体组装而成的管状蛋白质，它们是胚胎发育中轴向有序排列的结构。
微丝也是蛋白质聚合体，由G-actin单体组装而成。
它们是细胞运动、细胞质流动和微小颗粒运输的重要组分。
细胞极性的形成与维持
细胞极性的形成与维持细胞是构成生命体的基本单位，它们的形态和结构具有极性，即头部和尾部、上端和下端之分。
细胞极性的形成与维持是维持生命的重要机制之一。
本文将从细胞极性的形成、维持机制、与疾病的关系等方面探讨。
细胞极性的形成细胞极性的形成主要分为两种方式：上下极性和前后极性。
上下极性：在早期胚胎发育和某些细胞类型（如肝细胞、神经母细胞）中，表现为上端、下端之分。
这种极性是由于细胞内蛋白质和细胞膜的不均匀分布而形成的。
在分化的细胞中，上下极性对于细胞的正常功能至关重要。
前后极性：某些细胞类型如神经元、成纤维细胞在运动、肿瘤侵袭中表现为前端和后端之分。
前后极性的形成依赖于细胞内各种细胞器的协调作用，复杂的调控网络通过再分配和重新组装细胞器来实现细胞极性。
如何维持细胞极性学界普遍认为，维持细胞极性有三个关键方面：细胞骨架，细胞膜和信号通路。
细胞骨架：细胞骨架是由胞质纤维网、微管和中间丝组成的支架系统。
这些纤维聚合成极性化的结构，参与细胞极性的形成。
微管作为纺锤体的组成元素负责若丝分裂过程，中间丝支持细胞器的分布和维持细胞核的位置。
细胞膜：细胞膜是细胞形态塑造和极性形成的关键结构。
细胞膜受到内外部环境刺激和分子信息的调控而发生变化。
细胞膜上的蛋白、脂肪、甘露醇、碳水化合物等成分参与构建分分散布在细胞表面的各种特化域，从而形成细胞的上下、前后、左右极性。
信号通路：维持细胞极性还依赖于内部通讯系统的平衡。
大量蛋白和信号通讯分子参与细胞极性的产生和维持，从而使细胞不断发生适应内外环境的变化。
其中包括细胞间通讯、信号转导和基因调控等模块。
细胞极性与疾病的关系细胞极性维持的平衡失调，可能引发许多疾病的发生、发展。
肿瘤可被视作是细胞极性失衡的产物之一，它常常伴随着细胞形态、营养、代谢、运动等方方面面的改变。
目前，通过研究肿瘤细胞内环节的变化和相应的治疗，细胞极性已经被证实可以是肿瘤治疗的重要靶点。
结语细胞极性的形成和维持是维持生命的重要机制之一，它负责细胞不同方向的功能表达，影响着分子信息传递、细胞分裂和控制等方面的多重生物学进程。
晶状体的解剖生理特征
晶状体的解剖生理特征
晶状体是眼睛中的一个重要结构，它在视觉过程中起着至关重
要的作用。
让我们从解剖和生理两个方面来深入了解晶状体。
首先，从解剖结构上来看，晶状体位于眼球的中央，它是由透
明的蛋白质和水分组成的。
晶状体呈透镜状，具有弹性，可以通过
肌肉的收缩和放松而改变形状。
这种形状的改变使得眼睛能够对不
同距离的物体进行对焦，从而实现清晰的视觉。
其次，从生理功能上来看，晶状体是眼睛中的一个光学透镜，
它的主要功能是将光线聚焦在视网膜上，这样视网膜上的光感受器
细胞才能将光信号转化为神经信号，然后传送到大脑进行图像处理。
晶状体的弹性使得它能够调节焦距，以便眼睛能够清晰地看到不同
距离的物体。
这种调节功能被称为调节力，它使得我们可以在近距
离和远距离之间快速切换焦距，从而实现清晰的视觉。
此外，晶状体还具有防止紫外线的功能，它可以吸收紫外线，
保护眼睛内部的结构不受紫外线的伤害。
总的来说，晶状体在解剖结构和生理功能上都是非常重要的。
它的透明性和弹性使得我们能够获得清晰的视觉，同时它的调节功能也使得我们能够适应不同距离的物体。
希望这些信息能够帮助你更全面地了解晶状体的解剖生理特征。
生命世界中的极性
生物膜的流动镶嵌模型告诉我们，膜中的蛋白质 和脂质的分布是不对称的。也就是说，构成脂双层的 内外两层脂质分子的种类 （如饱和脂类和不饱和脂 类）和含量有很大差异。同样，蛋白质在膜结构中的分 布位置（如外周膜蛋白和内在膜蛋白）和数量的差异 也很大。
3
此外，糖只存在于细胞膜外，部分与蛋白质结合 形成糖蛋白，少数与脂质结合形成糖脂。而细胞膜内 侧则无糖类的分布。可见，膜脂与膜蛋白在膜上的排 列是有极性的，这体现了细胞膜的极性特征。在特化 的细胞中，膜的极性对细胞信号的转导具有重要的生 理学意义。如神经、肌肉等可兴奋细胞的膜电位处于 静息状态时，表现为外正内负的极化过程。但产生动 作电位时，又会产生反极化的现象。这种膜电位极性 的动态逆转过程，是信号传递得重要方式。 2.3 细胞器的极性
另外，每个氨基酸分子在水溶液中是以两性离子 的极性状态存在的。这在一定程度上，使得蛋白质既 能和酸作用，也能和碱作用，从而表现出两性电解质 的极性特点。
在诸多种类的蛋白质中，微管和微丝是构成细胞 骨架的重要成分。它们的装配行为亦表现出动态的极 性现象。微管由 α 和 β 两种类型的微管蛋白组成，以 αβ 二聚体的亚单位进行装配，αβ→αβ→αβ，微管中 这种亚单位排列即构成微管的极性。微丝以肌动蛋白 的为单体。同微管一样，肌动蛋白也有结构和功能上 的极性，因此微丝亦有极性。
晶状体上皮细胞凋亡与白内障关系的研究
晶状体上皮细胞凋亡与白内障关系的研究随着我国人口老龄化的加剧，白内障的发病率也在逐年上升。
白内障是一种常见的眼部疾病，主要表现为晶状体的混浊，严重影响患者的视力。
晶状体上皮细胞是晶状体的重要组成部分，其异常凋亡与白内障的发生密切相关。
本文将对晶状体上皮细胞凋亡与白内障的关系进行研究分析，以期为白内障的预防和治疗提供理论依据。
一、晶状体上皮细胞的生理功能1. 晶状体的结构和功能晶状体是眼球内的一个透明结构，主要功能是对光线进行折射，使得光线聚焦在视网膜上。
晶状体由纤维蛋白和上皮细胞构成，其中上皮细胞分布在晶状体表面，并具有重要的营养代谢功能。
2. 晶状体上皮细胞的生理功能晶状体上皮细胞具有吸收、分泌、代谢和维持晶状体透明度等多种重要生理功能。
正常情况下，晶状体上皮细胞保持稳定的生长和分化状态，维持晶状体的清晰度和透明度。
二、晶状体上皮细胞凋亡的机制1. 凋亡的定义和特点凋亡是一种程序化细胞逝去方式，具有细胞体积缩小、染色质凝聚、核内形成小体等特点。
凋亡是一种主动的细胞逝去方式，与细胞内外环境的变化密切相关。
2. 凋亡的信号通路细胞凋亡依赖于一系列信号通路的激活和调控，包括线粒体通路、死受体通路和内质网应激通路等。
这些信号通路的异常激活会导致细胞凋亡的发生。
三、晶状体上皮细胞凋亡与白内障的关系1. 晶状体上皮细胞凋亡与老年性白内障研究表明，晶状体上皮细胞凋亡在老年性白内障的发生发展过程中起着重要作用。
老年性白内障患者的晶状体上皮细胞凋亡率显著增加，导致晶状体的氧化应激和蛋白质沉积增多，最终形成混浊。
2. 晶状体上皮细胞凋亡与糖尿病性白内障糖尿病性白内障是糖尿病患者常见的并发症之一，其发病机制与晶状体上皮细胞凋亡密切相关。
糖尿病患者晶状体上皮细胞凋亡的增加与高血糖、糖化终产物的堆积等因素有关。
3. 晶状体上皮细胞凋亡与放射性白内障放射性白内障是放射治疗患者常见的并发症，其发病机制与晶状体上皮细胞凋亡密切相关。
细胞极性的发生及其在器官发育中的影响
细胞极性的发生及其在器官发育中的影响细胞是生命的基本单位，是组成生物体的基本结构元素。
细胞的表现形态、生理功能和分裂增殖都与其极性有关。
细胞极性是指细胞在某一方向上的不对称性，是细胞功能的表现之一。
细胞极性的发生及其在器官发育中的影响是当前细胞生物学和生命科学的研究热点之一。
一、细胞极性的发生细胞极性的形成和维持主要有两个方面的机制：背景信号和内部调控。
首先，外部环境中的化学和物理信号在细胞极性方向的选择和维持上扮演重要角色。
其次，细胞内部通过分子传递和信号通路的调控实现细胞极性的选择和维持。
1. 背景信号背景信号是细胞极性的形成和维持的基础。
外部环境中的化学和物理信号对细胞极性方向的选择和维持有重要影响。
背景信号可分为外部信号和细胞间信号两大类。
外部信号包括机械和化学两种信号。
机械信号主要来自于细胞周围的基质环境和邻近细胞的相互作用。
而化学信号主要来源于细胞间的分泌物和细胞周围的分子库。
这些信号可通过细胞膜上的受体和信号通路传递到细胞内，影响细胞的生物行为。
细胞间信号则由邻近细胞表面的细胞因子和分泌物传递到接受细胞，对接受细胞的生物行为产生影响。
2. 内部调控内部调控是细胞极性形成和维持的关键。
细胞内部通过分子传递和信号通路实现对细胞极性的选择和维持。
内部调控机制主要包括细胞骨架、转运蛋白和内质网等细胞器的参与。
其中，细胞骨架是细胞内部不可缺少的极性调控器。
微管蛋白和肌动蛋白是细胞骨架中最重要的分子骨架组成部分。
微管蛋白是细胞内细胞器的支架，肌动蛋白则是细胞运动和细胞轮廓的主要骨架构成成分。
转运蛋白是参与细胞内物质转运的重要部分。
这些蛋白质根据细胞膜的不同位置，可以选择不同类型的细胞运输方式，如内质网运输、高尔基体运输、溶酶体运输等。
这些转运蛋白以不同的方式参与细胞极性的形成和维持。
内质网则是细胞间重要的膜系统，是细胞膜和其他细胞器的主要来源。
内质网参与物质的合成和修饰过程，并通过简单运输机制，调节细胞极性的形成和维持。
组织发育中的细胞极性与分化
组织发育中的细胞极性与分化细胞极性是在组织发育过程中起着重要作用的关键因素。
它涉及细胞内部结构和分子的定向排列，对于细胞分化和组织形态的形成至关重要。
本文将探讨细胞极性与分化之间的关系，并介绍在组织发育中常见的细胞极性调控机制。
1. 细胞极性的定义与类型细胞极性是指细胞内某些结构和分子在空间上的有序排列，通常包括极性细胞形态、细胞器的极性定位以及细胞内分子的极性分布等。
根据极性结构的排列方式，细胞极性可以分为两种类型：前后极性和上下极性。
2. 细胞极性的形成与调控2.1 极性蛋白的作用细胞极性的形成离不开一系列极性蛋白的参与。
其中，细胞骨架蛋白如微丝和微管在极性细胞形态的建立中起到重要作用，调控着细胞的形状和运动。
另外，细胞间连接蛋白如紧密连接蛋白和黏附蛋白也参与了细胞间的信号传导和细胞极性的建立。
2.2 细胞极性的信号传导通路细胞极性的形成和调控还涉及到一系列信号传导通路的参与。
例如，Wnt信号通路通过调控细胞内β-catenin的分布来影响细胞极性的建立。
而Hippo信号通路则通过核对DACT的定位，进而调控细胞的极性形成。
3. 细胞极性与细胞分化的关系细胞极性在细胞分化中发挥着重要作用。
细胞分化是指细胞从幼稚状态逐渐发育成特定类型细胞的过程，包括细胞形态的改变和功能的分化。
细胞极性的形成为细胞分化提供了基础，使细胞能够在特定环境下发挥特定的功能。
4. 细胞极性调控与组织发育在组织发育过程中，细胞极性的调控起着至关重要的作用。
通过调控细胞极性的形成和维持，可以实现组织形态的建立和细胞组织间的相互作用。
例如，在胚胎发育中，细胞极性的调控可以使细胞向特定方向迁移，形成特定的器官结构。
5. 细胞极性调控的意义与应用对细胞极性的深入研究不仅有助于深化对组织发育的理解，还有望为疾病的治疗和组织工程的应用提供新的思路。
例如，细胞极性在某些肿瘤的发生和发展中起着关键作用，研究细胞极性的异常调控可以为相关疾病的治疗提供新的靶点。
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晶状体发育中平面细胞极性的功能研究-生理学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：晶状体发育是一个复杂的生物学过程,受多种信号分子及其构成的通路网络调控。
近年研究发现,平面细胞极性(PCP)信号通路在晶状体发育过程中起重要作用,是形成晶状体正常透明度和形态的基础。
PCP的深入研究为临床治疗先天性白内障提供了指导意义,同时更是有望成为完善再生晶状体的新干预靶点。
本文结合目前该领域研究进展就PCP在晶状体的发育过程中的作用进行详细综述。
关键词：平面细胞极性; 晶状体发育; Wnt/PCP信号通路; 晶状体纤维细胞; 细胞骨架;Abstract：Regarded as a complex biological process, lens development involves a range of signal molecules and their crosstalk networks. Recently,the role of planar cell polarity(PCP) signaling pathway in lens development has attracted increasing attention. It has been reported that PCP is critical for lens morphology and transparencymaintaining. The studies performed on PCP serve to provide guidelines on how to optimize the morphology of regenerated lens. This is thought as presenting an effective therapy for infant cataract from a clinical perspective. This article will give a comprehensive review of the role of PCP signaling pathways in the lens development.Keyword：planar cell polarity; lens development; Wnt/PCP signaling pathway; lens fiber cells; cytoskeleton;0、引言细胞极性(cell polarity)是指细胞中的亚细胞(subcellular)结构或者分子沿着某个或某几个轴向呈不对称分布,包括顶端-基底极性(apico-basal polarity,ABP)和平面细胞极性(planar cell polarity,PCP)[1,2]。
晶状体发育早期,胚胎细胞不同的分化命运赋予了晶状体特殊的细胞极性,这种细胞极性在晶状体的发育过程中起到了重要的作用。
在晶状体发育过程中,PCP的形成是决定晶状体正常形态和透明度的关键环节,其对晶状体上皮细胞的延长和纤维细胞的规律排列起重要作用[3]。
本文结合目前该领域研究进展就PCP在维持晶状体的正常发育中的作用进行详细综述。
1、PCP的建立PCP指极性细胞在同一组织平面上统一的规则排列,其方向与ABP方向垂直[2]。
PCP主要由两个分子系统调控,包括核心(core)和Fat-Dachsous(Ft-Ds)PCP通路[4]。
近几年来,普遍认为PCP的建立由三个部分组成:(1)整体的极性信号;(2)特异性极性蛋白的不对称分布;(3)极性信息的输出[4,5]。
最新的一项假设提出,与ABP仅涉及单个细胞内分子的分布调控不同,PCP通路导致细胞内的分子不对称分布,结果进一步影响相邻细胞的极性方向,从而使多个细胞间极性方向一致[6]。
1.1、PCP成分的不对称性PCP成分的不对称分布是建立PCP的基础。
PCP成分的不对称性一旦消失或随机排列,可使细胞极性紊乱、细胞结构沿组织轴错位[7]。
这种不对称分布在脊椎动物的器官发生过程中表现并不总是那么明显,但在个别器官如肾脏中仍然可以观察到[8,9]。
核心PCP通路由多通道跨膜蛋白Frizzled(Fz)、Van Gogh(Vang;脊椎动物中为Vang-like/Vangl)和Starry night(Flamingo/Fmi;脊椎动物中为Celsr)以及胞质成分Dishevelled(Dsh;哺乳动物中为Dvl)、Diego(Dgo;脊椎动物中为Inversin/Diversin)和Prickle(Pk)组成,它们的分布呈高度保守,即细胞的一侧分布Fz、Dsh和Dgo,另一侧分布Vang和Pk[10,11,12],Fmi位于细胞两侧,并在相邻细胞之间形成二聚体连接Fz 和Vang[13]。
众所周知,极性蛋白的不对称分布是细胞极性形成的必要条件。
在细胞中,上述蛋白质分别组合为Fz-Dsh-Fmi和Vang-Pk-Fmi两种复合体,呈不对称分布。
这种不对称分布依赖于它们在细胞内的相互排斥以及在细胞间的相互作用[14]。
Ft-Ds通路的成分包括钙粘蛋白Fat(Ft)和Dachsous(Ds)以及高尔基体固有跨膜激酶Four-jointed(Fj)[15]。
Ft和Ds分别聚集在细胞的对立两侧,也呈不对称分布。
与Wnt/PCP系统不同的是,Ds和Fj在果蝇翅膀上的分布呈相反的浓度梯度,Fj在翅原基(wing disc)浓度最高,并随径向距离线性减少,而Ds的分布浓度随成形素(morphogen)浓度变化而变化,但始终在翅膀最狭窄的部位保持最高浓度[16]。
1.2、整体极性信号整体的极性信号是形成PCP的前提,但它们的性质以及在组织中如何协调极性等关键问题一直尚未解决[5,17]。
有证据表明,组织中的机械力以及细胞重排可引起细胞沿组织轴规则排列[18,19]。
此外,极性信号分子浓度梯度的形成在提供极性信号方面也起着关键作用[5,20]。
目前认为,Wnt蛋白家族为其中一种整体极性信号分子,但仍有很多尚未解决的问题。
Wnt蛋白家族与Fz家族受体(以及其他受体)结合,使膜受体Fz形成活性梯度,为PCP提供方向信息[21]。
现已证实,Wnt5a、Wnt7a和Wnt11可以调控脊椎动物的PCP[22,23],但这一过程是否具有必要性尚不清楚。
最新研究表明,在同一水平面上,Wnt5a沿前-后极形成从低到高的浓度梯度,可使细胞极化,从而引导细胞内PCP蛋白的极性分布[24]。
Ft-Ds-Fj和核心PCP信号是平行关系还是上下游关系一直存在争议[25,26]。
研究发现,哺乳动物中Dchs1和Fat4的同源基因都可以影响PCP通路[27],人类Fat4甚至可以挽救因果蝇Ft突变产生的PCP 异常表型[28]。
以上观点表明,Ft-Ds-Fj也为PCP提供了整体的极性信号。
但最新研究表明,在果蝇腹部虽然发现Ft-Ds-Fj和核心PCP通路之间存在共同调控基因,但这两个通路是互相的,不存在上下游关系[29]。
1.3、极性信息的输出通常细胞的信号输出需要依靠核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)的转录,但目前尚未发现PCP信号的效应依赖于转录过程。
目前研究认为,极性信息可通过对细胞骨架动力和顶端肌动球蛋白收缩力的调控、驱动细胞运动从而产生效应。
Wnt蛋白家族至少可以通过两条途径来激活下游效应分子(包括小G蛋白、Rac、Rho、JNK等),从而调动骨架蛋白。
Wnt配体与细胞表面的Fzd受体结合后,Dvl被招募到细胞膜[30]。
随后,Dvl继续招募细胞质蛋白(如Daam),这些蛋白促进GTPases的激活,并通过Rho激酶(ROCK)使得肌球蛋白轻链(pMLC)激活肌球蛋白,使肌球蛋白相关的粘着连接沿着一定方向开始收缩,引起细胞的定向运动[31]。
此外,在Wnt5a 导下,Fzd与Ror2形成复合物,Dvl2磷酸化并聚合,随后激活JNK 磷酸化关键肌动蛋白调节因子,从而引起细胞的定向运动[32,33]。
然而,Ft-Ds-Fj究竟是如何建立极性,目前尚不清楚。
有研究认为,Ft可通过调控非经典肌球蛋白Dachs的膜定位而建立极性[34]。
此外,Ft还可以和Atrophin结合,共同调节微管组织中心的平面排列,使极化细胞定向迁移[35,36]。
2、PCP在晶状体发育中的作用现已证实,PCP在晶状体发育中起重要作用[37]。
研究表明,在无脊椎动物和脊椎动物中,中心粒/纤毛的不对称分布是PCP通路在晶状体生长发育中起作用的有力证据[38]。
晶状体的发育分为晶状体泡的产生和晶状体纤维的分化两个阶段。
其中,晶状体细胞形态的分化依赖肌动蛋白、微管等多种细胞骨架成分的参与[39]。
在脊椎动物中,尽管Ft-Ds-Fj在某些器官(如肾脏)形态形成方面起作用,但其在PCP过程中是否真正发挥作用的证据相当有限[40,41],尚需进一步探索。
2.1、晶状体泡的形成从胚胎第22d开始,小鼠间脑前部两侧的神经褶不断内陷形成视泡(optic vesicle);胚胎第31d左右,视泡与表皮外胚层接触,接触部位的表皮外胚层增厚形成晶状体板(lens placode);随后晶状体板内陷,形成晶状体杯(lens pit),并逐渐表皮外胚层;胚胎第33d,晶状体杯完全表皮外胚层,形成晶状体泡(lens vesicle)[37,42]。
晶状体板内陷的分子机制已经有了不少相关研究。
在晶状体杯中发现了细胞粘着连接复合物(adherence junction complexes,AJC),其由参与肌动球蛋白收缩的分子RhoA、Rock、Shroom3和p120-catenin组成,上述分子与肌动球蛋白和钙粘蛋白连接,通过磷酸化并激活非肌球蛋白,导致顶端细胞间的连接长度减少,最终引起晶状体杯顶端收缩(apical constriction)。
另外,AJC在晶状体杯中呈平面极性分布[43],与晶状体基板的形态发生有关。
Muccioli等[44]发现在晶状体板开始内陷时,基板细胞极性方向一致,统一朝向晶状体板的中心点,共同拮抗Cdc42介导的连接收缩(junctional contraction)。
2.2、晶状体纤维细胞的分化晶状体泡形成后,前部细胞逐渐分化为晶状体上皮细胞。
后部上皮细胞向前部伸长,分化成初级晶状体纤维,从而逐渐将晶状体泡填满[45]。
在出生后的晶状体中,只有在赤道部生发区的上皮细胞才有增殖和分化能力,这些细胞可以不断增殖并分化成次级晶状体纤维[42]。
成熟晶状体的前部覆盖着一层单层上皮细胞,其余部位均分布不同分化阶段的纤维细胞。