تکوین و مورفوژنز اندام
تکوین اندام فرآیندی است که طی آن یک جوانه اندام، که برآمدگی مزودرم صفحه جانبی پوشیده شده توسط اکتودرم است، در امتداد سه محور الگوبرداری شده و به استخوانها، مفاصل، ماهیچهها و بافت همبند یک اندام قابل تشخیص تبدیل میشود. این یک سیستم مدل کلاسیک برای درک چگونگی الگوبرداری مراکز سیگنالدهی از یک اندام در حال تکوین است.
Definition
تکوین و مورفوژنز اندام فرآیندی است که طی آن جوانه اندام از مزودرم صفحه جانبی آغاز شده و در امتداد سه محور توسط مراکز سیگنالدهی متقابل الگوبرداری میشود تا عناصر اسکلتی و بافت نرم متناسب اندام را تولید کند.
Scope
این موضوع شامل آغاز جوانه اندام، مراکز اصلی سیگنالدهی (ستیغ اکتودرمی راسی و ناحیه فعالیت قطبیکننده)، الگوبرداری در امتداد محورهای پروگزیمال-دیستال، قدامی-خلفی و پشتی-شکمی، و تشکیل عناصر اسکلتی در اندام است. انتقال دقیق غضروف به استخوان در موضوع مرتبط اسکلتی مورد بررسی قرار میگیرد. این یک آناتومی تکوینی مرجع-آموزشی است.
Core questions
- جوانه اندام چگونه آغاز شده و در امتداد محور بدن قرار میگیرد؟
- ستیغ اکتودرمی راسی و ناحیه فعالیت قطبیکننده چه هستند و چه چیزی را الگوبرداری میکنند؟
- سه محور اندام چگونه هماهنگ میشوند؟
- عناصر اسکلتی اندام چگونه در داخل جوانه شکل میگیرند؟
Key concepts
- رشد جوانه اندام
- ستیغ اکتودرمی راسی (محور پروگزیمال-دیستال)
- ناحیه فعالیت قطبیکننده (محور قدامی-خلفی)
- Sonic hedgehog و گرادیان SHH-GLI3
- سیگنالدهی FGF
- الگوبرداری پشتی-شکمی
- تشکیل انگشتان
Mechanisms
جوانه اندام به صورت تکثیر مزودرم صفحه جانبی در زیر یک اکتودرم ضخیم شده تشکیل میشود. دو مرکز سیگنالدهی بر الگوبرداری آن غالب هستند: ستیغ اکتودرمی راسی در نوک جوانه، که عمدتاً از طریق سیگنالدهی FGF، رشد و الگوبرداری پروگزیمال-دیستال را حفظ میکند، و ناحیه فعالیت قطبیکننده در حاشیه خلفی، که محور قدامی-خلفی (از شست تا انگشت کوچک) را از طریق Sonic hedgehog الگوبرداری میکند. SHH تا حدی با تنظیم پردازش فاکتور رونویسی GLI3 به یک سرکوبکننده عمل میکند و یک گرادیان سرکوبکننده قدامی-خلفی را در سراسر اندام ایجاد میکند. نشانههای پشتی-شکمی سیستم مختصات سه محوری را تکمیل میکنند، و در این چارچوب، تراکمهای مزانشیمی اسکلت اندام را تشکیل میدهند، با آپوپتوز که فضاهای بین انگشتان را شکل میدهد.
Clinical relevance
اختلالات سیگنالدهی و الگوبرداری اندام زیربنای طیفی از ناهنجاریهای مادرزادی اندام، از جمله نقص در تعداد و هویت انگشتان است. این مدخل زیستشناسی تکوینی اندام را به عنوان پیشزمینه آموزشی ارائه میدهد و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.
History
اندام از زمان مطالعات کلاسیک پیوند بافت که ستیغ اکتودرمی راسی و ناحیه فعالیت قطبیکننده را تعریف کردند، یک مدل برجسته در رویانشناسی تجربی بوده است. دوران مولکولی Sonic hedgehog را به عنوان سیگنال قطبیکننده و FGFها را به عنوان سیگنالهای ستیغ شناسایی کرد، و سپس تحلیلهای یکپارچه اینها را در یک تصویر در سطح سیستم از اندامزایی ترکیب کردند.
Debates
- هویت انگشت چگونه مشخص میشود؟
- اینکه هویت انگشت عمدتاً توسط غلظت مورفوژن درجهبندی شده، توسط مدت زمان سیگنالدهی، یا ترکیبی از اینها تعیین میشود، یک حوزه فعال تحقیق باقی مانده است، با سیستم SHH-GLI3 که در مرکز بحث قرار دارد.
Key figures
- Rolf Zeller
- Aimee Zuniga
- Philip Beachy
- John Fallon
- Cheryll Tickle
Related topics
Seminal works
- zeller-2009
- wang-2000
Frequently asked questions
- ستیغ اکتودرمی راسی چیست؟
- این یک نوار ضخیم شده از اکتودرم در نوک جوانه اندام است که عمدتاً از طریق سیگنالدهی FGF، مزانشیم زیرین را حفظ کرده و رشد و الگوبرداری پروگزیمال-دیستال اندام را هدایت میکند.
- ناحیه فعالیت قطبیکننده چه کاری انجام میدهد؟
- این ناحیهای در حاشیه خلفی جوانه اندام است که Sonic hedgehog را ترشح میکند و محور قدامی-خلفی را الگوبرداری میکند و بر تعداد و هویت انگشتان تأثیر میگذارد.