การก่อตัวของบิละมินาร์และไตรละมินาร์ดิสก์

หลังจากการฝังตัว มวลเซลล์ชั้นในจะจัดระเบียบเป็นแผ่นดิสก์ตัวอ่อนสองชั้น (bilaminar) ที่ประกอบด้วยอีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์ และในระหว่างการเกิดแกสตรูเลชัน แผ่นดิสก์นี้จะเปลี่ยนเป็นแผ่นดิสก์สามชั้น (trilaminar) ที่ประกอบด้วยเอ็กโทเดิร์ม มีโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นการสร้างชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดหลักสามชั้นและแกนร่างกายพื้นฐานของตัวอ่อน

Definition

การก่อตัวของบิละมินาร์ดิสก์คือการจัดระเบียบของตัวอ่อนออกเป็นสองชั้น ได้แก่ อีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์ และการก่อตัวของไตรละมินาร์ดิสก์ ซึ่งเกิดขึ้นโดยแกสตรูเลชัน คือการเปลี่ยนแผ่นดิสก์ให้เป็นชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดสามชั้น ได้แก่ เอ็กโทเดิร์ม มีโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม ซึ่งเป็นตัวกำหนดแผนผังร่างกายของตัวอ่อน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการก่อตัวของบิละมินาร์ดิสก์พร้อมกับอีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์ที่เกี่ยวข้องกับโพรงถุงน้ำคร่ำและถุงไข่แดง และกระบวนการแกสตรูเลชัน รวมถึงแนวเริ่มต้น (primitive streak) การเคลื่อนที่ของเซลล์ และการสร้างชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดสามชั้นและแกนตัวอ่อน เนื้อหานี้เป็นเอกสารอ้างอิงทางการศึกษาในกายวิภาคศาสตร์พัฒนาการและไม่ได้ให้คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• มวลเซลล์ชั้นในกลายเป็นบิละมินาร์ดิสก์ของอีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์ได้อย่างไร?
• การเกิดแกสตรูเลชันสร้างชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดสามชั้นจากอีพิบลาสต์ได้อย่างไร?
• แกนตัวอ่อนและแผนผังร่างกายถูกสร้างขึ้นได้อย่างไรในระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้?

Key concepts

• อีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์
• บิละมินาร์ดิสก์ของตัวอ่อน
• โพรงถุงน้ำคร่ำและถุงไข่แดง
• แนวเริ่มต้น (Primitive streak)
• แกสตรูเลชันและการเคลื่อนที่ของเซลล์
• เอ็กโทเดิร์ม มีโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม
• แกนตัวอ่อนและแผนผังร่างกาย

Mechanisms

หลังจากการฝังตัว มวลเซลล์ชั้นในจะแยกตัวเป็นเนื้อเยื่อบุผิวสองชั้น: อีพิบลาสต์ด้านหลัง ซึ่งอยู่ติดกับโพรงถุงน้ำคร่ำที่กำลังก่อตัว และไฮโปบลาสต์ด้านหน้า ซึ่งหันเข้าหาถุงไข่แดง โดยรวมกันเป็นบิละมินาร์ดิสก์ จากนั้นแกสตรูเลชันจะเริ่มต้นด้วยการปรากฏของแนวเริ่มต้นบนพื้นผิวของอีพิบลาสต์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดแกนของตัวอ่อน เซลล์อีพิบลาสต์จะเคลื่อนที่เข้าหาแนวเริ่มต้นและแทรกตัวผ่านแนวนี้ แทนที่ไฮโปบลาสต์เพื่อสร้างเอนโดเดิร์มที่แท้จริง และแทรกตัวระหว่างชั้นเพื่อสร้างมีโซเดิร์ม ส่วนเซลล์ที่เหลืออยู่ในอีพิบลาสต์จะกลายเป็นเอ็กโทเดิร์ม กระบวนการนี้ทำให้เกิดไตรละมินาร์ดิสก์ที่ประกอบด้วยเอ็กโทเดิร์ม มีโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม ชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดและศูนย์ส่งสัญญาณที่เกิดขึ้นในระหว่างแกสตรูเลชันจะกำหนดรูปแบบแกนร่างกายและเป็นประชากรเริ่มต้นที่เนื้อเยื่อและอวัยวะทั้งหมดจะพัฒนาต่อไป

Clinical relevance

การก่อตัวของชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดเป็นการสร้างแผนผังร่างกาย และความผิดปกติของการเกิดแกสตรูเลชันได้รับการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการพัฒนาในระยะแรกและความผิดปกติแต่กำเนิดบางอย่างที่เกิดขึ้นก่อนการสร้างอวัยวะ หัวข้อนี้เป็นข้อมูลพื้นฐานอ้างอิงเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวของชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดและแกน และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

กายวิภาคศาสตร์เชิงพรรณนาของบิละมินาร์และไตรละมินาร์ดิสก์และการเกิดแกสตรูเลชันได้รับการรวบรวมไว้ในตำราวิชาการด้านคัพภวิทยามาตรฐาน ในขณะที่กลไกทางพันธุกรรมและเซลล์ของการจัดสรรสายเลือด การกำหนดรูปแบบแกน และการก่อตัวของชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดได้รับการสรุปไว้ในบทวิจารณ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิเกี่ยวกับการพัฒนาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

History

สัณฐานวิทยาของจานตัวอ่อนและการเกิดแกสตรูเลชันได้รับการอธิบายโดยคัพภวิทยาเปรียบเทียบและคัพภวิทยาของมนุษย์แบบคลาสสิก รวมถึงการรับรู้ถึงชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดและแนวเริ่มต้น พันธุศาสตร์โมเลกุลในศตวรรษที่ 20 และ 21 ในสิ่งมีชีวิตต้นแบบได้ชี้แจงเครือข่ายการส่งสัญญาณและการควบคุมยีนที่ควบคุมการจัดสรรสายเลือด การกำหนดรูปแบบแกน และการก่อตัวของชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิด

Seminal works

• arnold-robertson-2009
• solnica-krezel-sepich-2012
• tam-loebel-2007

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างบิละมินาร์และไตรละมินาร์ดิสก์คืออะไร?

บิละมินาร์ดิสก์มีสองชั้น ได้แก่ อีพิบลาสต์และไฮโปบลาสต์; การเกิดแกสตรูเลชันจะเปลี่ยนให้เป็นไตรละมินาร์ดิสก์ที่มีชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดสามชั้น ได้แก่ เอ็กโทเดิร์ม มีโซเดิร์ม และเอนโดเดิร์ม

บทบาทของแนวเริ่มต้นคืออะไร?

มันเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดแกสตรูเลชันและกำหนดแกนของตัวอ่อน; เซลล์อีพิบลาสต์จะแทรกตัวผ่านแนวนี้เพื่อสร้างมีโซเดิร์มและเอนโดเดิร์มที่แท้จริง