刘聪，徐鹏飞

（浙江大学医学院，杭州 310058）

早在19 世纪末，Hans DRIESCH 发现从海胆胚胎中分离的2 个细胞可以发育成尺寸较小但结构完整的海胆胚胎，由此认为在早期发育的胚胎中存在能够指定每个细胞位置的坐标系统。1969 年，WOLPERT 构建了“法国国旗”模型，首次提出了胚胎发育过程中存在位置信息的概念[1]，同时，该模型从分子水平上揭示了一种介导细胞位置调控和图式形成的信号，这种信号（形态素）能够通过给予位置信息来调控细胞命运，并进一步驱动大范围的形态发生。目前的研究对形态素已经有了一定的了解：形态素从局部组织分泌，通过扩散等方式形成浓度梯度，细胞响应不同浓度的形态素并被诱导表达相应的下游基因，从而进一步调控细胞命运的决定及其空间排布；同时，形态素下游的信号也可进一步通过调控细胞增殖、分化和迁移等过程来调控不同细胞群之间边界的形成。

脊椎动物中枢神经系统的前体——神经管的形成是一个复杂而有序的发育过程，需要正确的细胞命运诱导和空间位置调控。科学家们已经证实许多形态素参与调控神经管的发育，包括参与神经管前-后图式形成的维甲酸（retinoic acid,RA）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF）、生长分化因子（growth differentiation factor,GDF），以及参与神经管背-腹图式细胞分化和位置决定的Wingless-Int（Wnt）、骨形成蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）和音猬因子（Sonic hedgehog,Shh）[2]（图1）。

图1 脊椎动物神经管背-腹图式Fig.1 Dorsal-ventral pattern of vertebrate neural tube

Shh信号源自脊索并参与早期胚胎发育和身体图式的形成。实验证明，Shh信号负责调控神经管腹侧的细胞图式，抑制Shh信号会导致鸡、斑马鱼和小鼠胚胎中严重的神经管背-腹图式缺陷[3-4]。……