胚胎发育的过程就好比一场音乐会，不同的乐器（细胞）在特定的过程中发出不同的声音，共同完成一首完美协奏曲。

小鼠作为哺乳动物研究的模式动物，可用于帮助我们了解人类胚胎的发育。虽然小鼠胚胎发育的时间短于人类胚胎发育的时间，但小鼠与人的胚胎发育的过程非常相似，仍有很多可以类比的地方。那么小鼠出生前的命运是怎样的呢？

图1 小鼠与人类胚胎发育对比（TS：Theiler Stage，CS：Carnegie stage）

卵裂

如果说受精是一个生命的开始，那么卵裂就是发育的第一步，合子经过2细胞、4细胞、8细胞、16细胞这种逐级分裂形成卵裂球。

2细胞期发生合子基因激活。8细胞期开始逐渐致密化，卵裂球变得扁平，彼此之间得接触增加，细胞的发育潜力逐渐被抑制开始分化（最早的分化事件），这一过程称桑葚形成。

16细胞时期时，最终导致两种截然不同的细胞系出现：内细胞团(ICM)和滋养外胚层(TE)，排列在胚胎内的细胞产生ICM，而外层的细胞产生TE，形成小的囊胚腔，此时的囊胚腔很小不宜看见，为早期囊胚；直到晚期囊胚，可以看到明显完整的囊胚腔和内细胞团。当内部细胞团的一小部分发育为胚胎时，滋养外胚层将分化为胚胎的附加结构，如胎盘，它是母体为胚胎提供营养的通道。在这个阶段的胚胎称为胚泡。

到发育的第5天，胚泡从透明带中孵出，准备植入子宫壁，孵出过程在脱离子宫环境的体外也能发生。植入时，子宫腔增大，子宫壁紧密闭合，使子宫腔密闭，子宫上皮表面的变化使之接受胚泡附着。

合子基因激活

哺乳动物配子受精前，其基因组处于无转录活性状态。受精后，遗传物质融合并形成合子,进一步发育成新的个体。受精卵基因表达受合子基因激活（ZGA）调控，不同物种ZGA的发生时间不同。小鼠中ZGA开始于2细胞期，而人类则为4-8细胞期，在ZGA之前，胚胎依赖于蛋白质和卵母细胞发生期合成的mRNA。

图2 不同时期小鼠受精卵形态

图3 小鼠胚胎发育从受精到原肠胚形成阶段模式图

原肠运动

在早期胚胎发育中，有一个非常重要的时刻--原肠运动，通过这个运动，体内所有细胞最终将走向特定的命运。原肠运动是胚胎剧烈的、高速有序的运动过程，通过细胞运动实现囊胚细胞的重新组合。原肠胚形成期间（受精6.5天开始形成），囊胚细胞彼此之间的位置发生变动，形成由三胚层细胞（即内胚层、中胚层和外胚层）构成的胚胎结构，这一过程又被称为“生殖层形成”。

内胚层会形成内生殖层，中胚层具有多能性，它将形成肌肉、结缔组织、血管、肾脏和其它参与分泌和渗透调节的器官、骨骼等。囊胚剩余的内皮外壁、外胚层能够形成外表皮、感觉器官和神经系统。

一般而言，原肠期标志着胚胎决定已不可逆，从此细胞将沿着各自的发育途径义无反顾的走下去。在出生的前几天，器官继续形成，胚胎的体积逐渐增大。从交配受精开始，受精卵一般需经19-20天的发育形成幼鼠。

图4 小鼠从受精卵到出生前发育特征(详见http://www.emouseatlas.org/emap/ema/theiler_stages/StageDefinition/stagedefinition.html）

小贴士

人类胚胎发育分期

人类的胚胎期可分为23个Carnegie stages，Carnegie是美国一家历史研究所的名称，该研究所对这些发育阶段进行了分类。Carnegie stages是基于脊椎动物胚胎的外部和内部形态发育，而不是直接依赖于年龄或大小划分的。由于这一阶段适用于所有脊椎动物，而且大多数脊椎动物胚胎在胚胎期发育的方式基本相同，因此我们可以直接比较不同物种的发育时间。

图5 小鼠、大鼠和人类胚胎发育Carnegie stages比较

小鼠胚胎发育分期

小鼠胚胎可以根据多种标准进行分期，其中最普遍的是泰勒在《The House Mouse: Atlas of Mouse Development》(Springer-Verlag, New York, 1989)中所描述的分期标准，也就是Theiler Stage。但是Theiler Stage过于宽泛，无法区分早期发育的许多重要阶段，因此常常辅以其他标准，如细胞数、体节数等。

图6 小鼠各个Theiler Stage影像

我们今天简要介绍了小鼠胚胎发育的过程，但是新生命孕育的神奇之处在于，它不仅仅是一个受精和胚胎发育的过程来完成的，追溯源头，从原始生殖细胞的起源和迁移，到性别决定，再到精子以及卵母细胞的发生，无一不是新生命孕育的必备过程。不禁感叹大自然的奇妙，一个生命发生，下一个生命便已经开始孕育。

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参考资料及图片来源：

1. 安德拉斯·纳吉. 小鼠胚胎操作实验手册(原著第三版)[M]. 化学工业出版社,2006.

2. Takaoka K, Hamada H. Cellfate decisions and axis determination in the early mouse embryo [J]. Development, 2012, 139(1):3-14.

3. Theiler K . The House Mouse [M].Springer Berlin Heidelberg, 1989.

4. https://embryology.med.unsw.edu.au

5. http://www.emouseatlas.org/emap/home.html