發育生物學 (Developmental biology)/ 研究領域 Field of research

• 體發育學(Ontogeny)
• 細胞成長的基因調控、分化及型態學
  • 調控細胞的過程主導了整個發育的過程
    • 細胞間的溝通(Cell-cell communication)
      • 生長素 (Morphogen) 在細胞間的擴散傳遞
  • 胚胎型態發生階段的物理趨動力
    • 細胞形狀改變 (Cell shape change)
    • 細胞遷徙 (Cell migration)
  • 各部位不同的細胞增殖(Cell proliferation)速度差異
    • 影響了器官或個體最後的外型差異
  • 細胞死亡(Cell death)
    • 計畫性細胞死亡(Programmed cell death)
    • 細胞自殺 (Apoptosis)
  • 癌症
  • 老化

• 近代重要的發育生物學的研究領域

  • 初始的對稱或單一形狀如何發育成日後複雜的3D結構的組織及器官

    • 細胞在特定邊上長出鞭毛
    • 酵母的出芽
    • 上皮組織中頭髮細胞的發育
    • 型態學 (Morphology)
    • 生物力學(Biomechanics)

  • 模式發育 (Pattern formation)

    • 發育成複雜組織或個體在空間與時間上的整合分佈
    • 基因的表現時機和位置，對個體外型發育、及模式發育有重要腳色
    • 體軸前後軸胚胎模式發育 (Anterior-posterior patterning of embryos)
      • 果蠅或其他目標物種的
    • 內胚層(Endoderm)，中胚層(Mesoderm)和外胚層(Ectoderm)的發育
    • 主動性的方向性非均等細胞行為 (Directional-anisotropic cell behavior)；
    • 細胞與細胞之間的溝通
    • 許多動植物的型態發生 (Morphogenesis) 和模式發育有著相同或類似的分子作用機制，
    • 演化發育生物學(Evolutionary developmental biology)
      • 探討模式發育的分子機制及其型態控制演變的親緣關係及發育過程的演化

  • 細胞自我更新 (Self-renewal)

    • 幹細胞相關研究
      • 幹細胞是能進行自我增生且有潛力能分化成幾乎所有細胞類型的未特化細胞
      • 幹細胞的基礎研究
        • 誘導性多功能幹細胞 (Induced Pluripotent Stem Cells，IPSCs)
        • 幹細胞基因調控
        • 幹細胞分化機制研究
      • 幹細胞的應用研究
        • 治療遺傳性疾病和癌症
        • 再生移植醫學
          • 以幹細胞培育成組織及器官
        • 抗衰老

  • 神經系統發育

    • 其他細胞或組織的發育機制也同樣作用在神經系統上
    • 大腦網路的發育也受其他電子活動的影響。
    • 早期胚胎背侧表面有一群細胞日後會發育成腦和脊髓，稱為神經板(Neural plate)。
      • 控制這群細胞的信號來自背側表面的下層
      • 在神經板上分子信號的空間濃度梯度，影響了細胞生成
        • 間細胞元
        • 運動細胞元

Reference: