胚胎:生物學名詞-中文百科頻道

發育過程

一般來說，卵子在受精後的2周内稱孕卵或受精卵；受精後的第3～8周稱為胚胎。

從一個受精卵發育成為一個新個體，要經曆一系列非常複雜的變化，這裡隻能簡要地介紹胚胎發育的情況。卵細胞受精以後即開始分裂、發育，形成為胚胎。

先形成的胚胎為桑椹胚（胚胎的形狀像桑椹），然後形成囊胚（胚胎呈囊狀），并且植入在子宮内膜中，吸取母體的營養，繼續發育。囊胚壁為滋養層，囊中有内細胞群。胚胎繼續發育，内細胞群的一部分發育成外胚層、内胚層和中胚層這三個胚層，再由這三個胚層分化發育成人體的所有組織和器官。

卵裂及胚泡

受精後26～30小時開始卵裂，每10～12小時進行一次卵裂，有16～32個細胞時開始稱為桑椹胚，此時開始到達子宮腔。第4～5天時，形成早期胚泡，透明帶溶解消失，胚泡開始侵入子宮内膜，11～12天完成植入。

胚泡滋養層細胞迅速增殖，由單層變為複層，外層細胞融合形成合體滋養層，深部的一層細胞界限明顯，稱細胞滋養層。植入後，滋養層向外長出許多指狀突起，稱絨毛，逐漸發育、分化形成胎盤。滋養層直接從母體血液中吸取營養供胚胎發育所需。

植入

胚泡逐步埋入子宮内膜的過程稱植入（inplantation），又稱着床（imbed）。

着床是哺乳動物特有的生殖活動。植入約于受精後第5—6天開始，第11—12天完成。研究表明，胚泡産生的層粘連蛋白（laminin）和子宮内膜上的受體蛋白促使胚泡粘附在子宮内膜，胚泡與子宮内膜随即形成微絨毛交錯現象，滋養層細胞和内膜上皮細胞間形成橋粒等專門固着結構。

植入時，内細胞群側的滋養層先與子宮内膜接觸，并分泌蛋白酶，消化與其接觸的宮内膜組織，胚泡則沿着被消化組織的缺口逐漸埋入子宮内膜功能層。經過着床，原來漂流的胚泡緊密附着于子宮壁，進而埋入子宮壁中，從而取得母體營養和保護，建立起母子間結構上的聯系。

植入是一個深刻變化過程，母子雙方暫時的結合，是将兩個在基因型上和在發育階段上不同的個體統一起來，兩者既緊密聯系又保持各自的獨立。從某種意義上來說，胚泡着床與同種異體移植過程十分類似。子宮對胚泡這個“異體”不僅不排斥，反而能夠容納并保護其正常發育，直至分娩。

植入過程相當複雜，胚泡的發育必須與子宮内膜的改變同步才能發生植入。幾乎所有哺乳動物的子宮僅在某一特定的時期才允許着床，同時，胚泡也隻在特定發育階段才能與子宮内膜識别并着床。這個特定發育階段在各種動物胚胎之間有很大差别。

在植入過程中，滋養層細胞迅速增值并分化為内外兩層，外層細胞的細胞界限消失，稱合體滋養層；内層由單層立方細胞組成，稱細胞滋養層。細胞滋養層細胞有分裂能力，可不斷産生新細胞加入合體滋養層。胚泡全部植入子宮内膜後，缺口修複，植入完成。此時，合體滋養層内出現腔隙，其内含有母體血液。

胚盤形成

第2周時進行胚泡内細胞團細胞增殖與重排。靠近胚泡腔的細胞形成一層立方形細胞，為胚胎本身的内胚層；内胚層上方的細胞呈柱狀，為外胚層；兩層細胞緊密相貼形成橢圓形的二胚層胚盤。

胚盤下方内胚層延伸，形成卵黃囊内層。胚盤内胚層構成卵黃囊頂壁，胚盤上方外胚層與滋養層間出現腔隙，逐漸擴大成羊膜腔。胚盤外胚層構成羊膜囊底壁，羊膜囊其餘部分來自滋養層。

胚盤上原條的出現與退縮，标志着中胚層的形成與三胚層胚盤的建立。中軸線的中胚層形成脊索。在脊索頭端前方及原條尾端後方各有一圓形區，沒有中胚層進入，内外胚層緊密相貼，分别稱口咽膜及洩殖腔膜，為以後形成口腔和肛門的部位。

脊索誘導其上方外胚層增厚形成神經闆，進而形成神經溝及神經褶，神經褶在背中線愈合形成神經管。神經管頭端與尾端尚未閉合的孔，稱前、後神經孔，于第4周末全部閉合。

體形建立

三胚層所構成橢圓形扁平胚盤，由于其中部細胞生長迅速，周緣向腹側卷折，分别形成頭褶、尾褶及腹褶。頭、尾、腹褶進一步卷折向中央收縮，在胚體腹側與尿囊及卵黃囊柄的附着點形成一圓柱形臍帶區。胚胎由盤狀逐漸形成頭寬尾細的圓柱形，胚體懸浮于羊膜腔内羊水中。

上、下肢芽于第4周先後出現，至第8周末，肢芽的各區段明顯可辨，手指及足趾形成。外生殖突出現，但尚不能分辨性别。

顔面及感官形成

顔面造形始于第4～5周；形成5個隆起，第7周面突移動，開始形成顔面；第8周形成具有人臉特征的顔面。眼、耳、鼻等感官形成并定位。

早期分化

中胚層

中胚層分為三部分，在脊索兩旁的中胚層為軸旁中胚層，其外方為間介中胚層，最外側為側闆中胚層。

第3周末，兩側軸旁中胚層增厚并分節，形成體節，緻使體表形成許多小的隆起。

第5周末，44對體節全部形成。每個體節将分化形成生骨節、生肌節及生皮節。它們分别形成該體節段内的軟骨、骨、肌肉以及皮膚真皮。間介中胚層形成泌尿生殖系統。

側闆中胚層由于中間出現腔隙而分為兩層，緊貼外胚層的中胚層稱體壁中胚層，将分化為體壁的骨骼、肌肉和結締組織等；圍于内胚層周圍的中胚層稱髒壁中胚層，将分化為内髒器官的平滑肌、結締組織和漿膜等。二層之間的腔稱原始胚内體腔，以後分化為心包腔、胸腔及腹腔。

内胚層

随圓柱形胚體的形成，内胚層卷折形成原腸，為消化和呼吸系統的原基，将分化為消化管、消化腺、喉、氣管和肺的上皮以及甲狀腺、甲狀旁腺、胸腺、膀胱及尿道等的上皮。

外胚層

神經管頭區迅速生長，形成5個腦泡，神經管向腹側彎曲，使胚胎呈“C”形。在神經管形成時，兩側神經褶外側的外胚層細胞與神經褶脫離，形成位于神經管背外側的細胞索，稱神經嵴，以後分化為周圍神經系統的神經節及腎上腺髓質等。位于體表的外層将分化為表皮及其衍生物，一些器官的上皮組織。

至第8周末，體内主要器官系統雛形結構均已建立，可區分出頭、面、頸、軀幹及四肢，胚胎初具人形。

性激素影響

在正常人的性器官分化過程中，無論是男性基因還是女性基因，在開始發育的頭幾周内，其性器官在解剖上是毫無區别的。大約懷孕六周開始出現原始性腺。這時的原始性腺具有雙向腺趨勢，即原始性腺既可能發育成睾丸，又可能發育成卵巢，這取決于以後的發展。

大約第八周，原始性腺分化成功能性睾丸，具備了分泌睾丸酮的能力。反之，則向女性化方向發育，一直到懷孕後大約第十二周才出現了卵巢的分化。

雌激素有促進骨骼生長和骨骼閉合的雙重作用。因為女孩子發育一般比男孩子早兩年。因此，在剛開始發育時女孩子一度比男孩子個子高，但由于骨骼閉合早，因此，男孩子後來居上，一般要比女孩子長得高大。

胚胎緻畸

胚胎的發育過程是一個極為細緻複雜的過程，是細胞和組織按照一定的順序進行分化的過程，在這個過程中任何一個環節受到幹擾，就會導緻各種畸形。特别是器官迅速分化發育時，最易受到緻畸因子的幹擾。

人胚對緻畸因素的敏感期随胎齡不同而異，可分為不敏感期，敏感期及低敏感期。

不敏感期

指受孕後2周内（末次月經的第14-28天）此時的胚胎呈細胞胚體，尚無細胞及器官組織的分化，與母體的接觸範圍小，細胞胚體單純，對一般有害物質均不敏感。倘若遭受侵害，重者胚體細胞全部死亡或大部分被破壞，而緻早孕流産，臨床可表現為一次月經過多，或經期延長；如損害輕微，胚體細胞可自行修複，繼續正常發育，不形成異常。故此期稱不敏感期。

敏感期

指受孕後3-8周（末次月經的第5-10周）。此期是人胚胎發育的最重要時期，所有主要的外表和内部結構都在此時開始發育。許多重要器官及系統，如中樞神經系統、心髒、眼、四肢、五官、外陰等都在此期陸續萌芽分化，組織嬌嫩、敏感、極易受到内外環境因素的影響與損害，而導緻嚴重的形體與内髒的畸形。

根據人類胚胎發育時間的研究，引起主要器官畸形的最危險時期均在此期，如腦在受孕後的15-27天，眼在24-29天，心髒在20-29天，四肢在24-36天，生殖器在26-62天。故此期稱為敏感期。

低敏感期

指受孕後9-38周（末次月經的第11-40周）。此期人胚胎進入胎兒期，器官組織漸趨發育成形，對有害物質的敏感性下降，如受侵害則表現為某些生理功能障礙或小形體異常。但因大腦及中樞神經系統分化發育時間較長，直到妊娠晚期還保持對緻畸因子的敏感性，故在孕晚期受侵害亦可影響胎兒智力發育。

停止發育原因

胚胎停止發育（fetal discontinuation）是指各種不利于妊娠的因素導緻妊娠早期或中期胚胎死亡，經B超檢查提示無胎心搏動或妊娠囊枯萎，全部或部分的組織留在宮腔内未能自然排出的一種病理性妊娠。

一、自身免疫抗體與胚胎停育的關系：

1．抗精子抗體（ASAB）與胚胎停育，抗精子抗體作用于子宮胎盤血管内皮細胞上的磷脂，使血管内皮細胞受損，血小闆聚集，血栓形成，使蛻蟆或胎盤血供不足，發生胎停育。也有人認為抗精子抗體的産生與人工流産術後導緻局部炎症有關。抗精子抗體還可以通過幹擾胚胎着床、發育及胎盤形成而引起胎停育。

2．抗精子抗體與胎停育：精漿内有強效的免疫抑制物，若免疫抑制物不足或缺陷，女方對丈夫的精子就易産生免疫反應，導緻受精卵着床及發育異常，此外精子本身的異常也與胎停育密切相關。

3．抗子宮内膜抗體與胎停育：抗子宮内膜抗體是一種以子宮内膜為靶細胞，并引起病理反應的自身抗體，抗子宮内膜抗體（EMAB）與子宮内膜中抗原結合，激活補體，緻子宮内膜産生細胞毒損作用，對孕卵産生抗植入作用，引起不育或流産，當子宮内膜炎或内膜異位症時，内膜組織可能轉化為抗原或半抗原刺激機體合成抗子宮内膜抗體。

二、内分泌異常與胚胎停育的關系：

1．高泌乳素（PRL）與胎停育：血清泌乳素是垂體前葉分泌的一種多肽激素。若腦垂體功能異常或占位性病變則可發生高泌乳素血症，抑制下丘腦促性腺激素的合成和釋放，引起卵泡發育及排卵障礙，并幹擾受精和胚胎發育，導緻不育或胎停育。

2．孕激素（P）與胎停育：正常妊娠中，随着受精卵的發育，絨毛分泌人絨毛膜促性激素，黃體功能進一步提高，當黃體功能不全，孕激素分泌受到影響，勢必影響胚胎的正常發育。

三、宮頸支原體感染與胎停發育的關系

支原體（UU）可通過垂直傳播影響胚胎，最終導緻胚胎發育障礙而流産。

四、其它因素與胎停育的關系：

1．染色體異常與胎停育，在胎停育流産的患者中，最常見的染色體異常是平衡易位，對于染色體平衡易位攜帶者其自身遺傳物質無丢失，但生殖細胞在減數分裂時會産生異常配子，這些配子與正常配子結合後即可導緻流産、死胎、智力低下和畸形等遺傳效應。

2．精子異常，胎停育精子密度和活力異常明顯高于正常人群，提示對不育夫婦應先治療精子異常後妊娠。

胚胎幹細胞

幹細胞是人體組織的基本形成元素，世界各地的科研人員目前正積極地展開研究，将幹細胞轉變成全新與健康的細胞，以修複逐漸壞死的心髒、肝髒、頭腦和其他器官。

幹細胞可從成人體内抽取，或是從胚胎中抽取。而胚胎幹細胞和成人幹細胞最大的不同，莫過于胚胎幹細胞是人類最初的細胞，較成人幹細胞有伸縮性和适應能力，其發展潛能自然更是無盡無窮。科研人員相信，從胚胎抽取出的幹細胞能被轉變為人體内200多種細胞組織的任何一種。胚胎幹細胞的移植

1．胚胎幹細胞的含義：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來的一類細胞，又叫ES或EK細胞。

2．特征：形态上體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上具有發育的全能性，即可分化為成年動物體内任何一種組織細胞。[體外培養下，ES細胞可以隻增殖不分化]

3．應用：用于治療人類疾病，如利用ES細胞誘導其分化成新的組織細胞特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修複。

胚胎工程

胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎幹細胞培養等技術。經過處理後獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體内生産後代，以滿足人類的各種需求。

胚胎工程的應用

1．體外受精和胚胎的早期培養

(1)卵母細胞的采集和培養：主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然後，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養成熟後，才能與獲能的精子受精。

(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行獲能處理。

(3)受精：獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。

(4)胚胎的早期培養：精子與卵子在體外受精後，應将受精卵移入發育培養液中繼續培養，以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較複雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及血清等物質。

當胚胎發育到适宜的階段時，可将其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)

2．胚胎移植

(1)胚胎移植是指将雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀态相同的其它雌性動物的體内，使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為優良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）

地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生産的胚胎，都必須經過胚胎移植技術才能獲得後代，是胚胎工程的最後一道“工序”。

(2)胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發揮雌性優良個體的繁殖能力。

(3)生理學基礎：

①動物發情排卵後，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環境。

②早期胚胎在一定時間内處于遊離狀态。這就為胚胎的收集提供了可能。

③受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。

④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。

(4)基本程序主要包括：

①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生産性能優秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。

②配種或人工授精。

③對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精後第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮内的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入－196℃的液氮中保存。

④對胚胎進行移植。

⑤移植後的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。

3．胚胎分割

(1)概念：是指采用機械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。

(2)意義：來自同一胚胎的後代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。

(3)材料：發育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發育過程中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）

(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要将内細胞團均等分割，否則會影響分割後胚胎的恢複和進一步發育。

4.基因編輯

據外國媒體報道，近期一項研究計劃使用“化學手術”成功的将疾病從胚胎中移除。這個計劃被稱作基礎編輯“Base Editing”，由一名哈佛大學的教授設計，這項技術允許胚胎學家在30億個“字母”的基因組裡糾正一個錯誤。

為了進行前所未有的實驗，研究人員成功地清除了一種可能緻命的遺傳性血液疾病---地中海貧血症。這項技術與CRISPR非常相似，Crispr技術精确的改變了遺傳基因的一小部分，并永久的關閉了DNA水平上的基因。DNA切割被稱為“雙鍊斷裂”，而基礎編輯有所不同，在這項技術中，相較于切斷螺旋的雙鍊，科學家選擇使用酶來分離組成遺傳密碼的單個字母。

這些胚胎都沒有被用來生産嬰兒，因為這在很多國家都是非法的。但盡管如此，專家表示，這種對過去CRISPR DNA剪切技術的改善方法未來也可以對任何可能發生的潛在疾病進行編輯。研究小組在《細胞與蛋白》雜志上寫道：這項研究證明了用基礎編輯系統對治療人類胚胎中的遺傳疾病是有可行性的。