Ekstremite Gelişimi ve Morfogenezi
Ekstremite gelişimi, ektoderm ile kaplı lateral plak mezoderminin bir uzantısı olan ekstremite tomurcuğunun üç eksen boyunca şekillenerek tanınabilir bir ekstremitenin kemiklerine, eklemlerine, kaslarına ve bağ dokusuna dönüşme sürecidir. Sinyal merkezlerinin gelişmekte olan bir organı nasıl şekillendirdiğini anlamak için klasik bir model sistem olarak kabul edilmektedir.
Tanım
Ekstremite gelişimi ve morfogenezi, ekstremite tomurcuğunun lateral plak mezoderminden başlayarak, etkileşimli sinyal merkezleri tarafından üç eksen boyunca şekillendirilerek ekstremitenin orantılı iskelet ve yumuşak doku elemanlarını oluşturma sürecidir.
Kapsam
Bu kapsam, ekstremite tomurcuğunun başlangıcını, başlıca sinyal merkezlerini (apikal ektodermal çıkıntı ve polarize edici aktivite bölgesi), proksimodistal, anteroposterior ve dorsoventral eksenler boyunca şekillenmeyi ve ekstremite içindeki iskelet elemanlarının oluşumunu içermektedir. Kıkırdaktan kemiğe geçişin detaylı süreci, ilgili iskelet konusunun kapsamında ele alınmaktadır. Bu, referans niteliğinde, eğitsel bir gelişimsel anatomi konusudur.
Temel sorular
- Ekstremite tomurcuğu nasıl başlatılır ve vücut ekseni boyunca nasıl konumlandırılır?
- Apikal ektodermal çıkıntı ve polarize edici aktivite bölgesi nedir ve neyi şekillendirirler?
- Üç ekstremite ekseni nasıl koordine edilir?
- Ekstremitenin iskelet elemanları tomurcuk içinde nasıl şekillenir?
Anahtar kavramlar
- Ekstremite tomurcuğu büyümesi
- Apikal ektodermal çıkıntı (proksimodistal eksen)
- Polarize edici aktivite bölgesi (anteroposterior eksen)
- Sonic hedgehog ve SHH-GLI3 gradyanı
- FGF sinyallemesi
- Dorsoventral şekillenme
- Parmak oluşumu
Mekanizmalar
Ekstremite tomurcuğu, kalınlaşmış bir ektodermin altında lateral plak mezoderminin çoğalmasıyla oluşmaktadır. Şekillenmesinde iki sinyal merkezi baskın rol oynamaktadır: tomurcuk ucundaki apikal ektodermal çıkıntı, büyük ölçüde FGF sinyallemesi aracılığıyla büyümeyi ve proksimodistal şekillenmeyi sürdürmektedir; ve arka kenardaki polarize edici aktivite bölgesi, Sonic hedgehog aracılığıyla anteroposterior (başparmaktan serçe parmağa) ekseni şekillendirmektedir. SHH, kısmen transkripsiyon faktörü GLI3'ün bir baskılayıcıya işlenmesini düzenleyerek, ekstremite boyunca bir anteroposterior baskılayıcı gradyanı oluşturmaktadır. Dorsoventral ipuçları üç eksenli koordinat sistemini tamamlamakta ve bu çerçeve içinde mezenkimal yoğunlaşmalar ekstremite iskeletini oluştururken, apoptoz parmaklar arasındaki boşlukları şekillendirmektedir.
Klinik önem
Ekstremite sinyallemesi ve şekillenmesindeki bozukluklar, parmak sayısı ve kimliğindeki kusurlar da dahil olmak üzere bir dizi konjenital ekstremite malformasyonunun temelini oluşturmaktadır. Bu madde, ekstremitenin gelişimsel biyolojisini eğitsel bir arka plan olarak sunmakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
Ekstremite, klasik doku grefti çalışmaları apikal ektodermal çıkıntıyı ve polarize edici aktivite bölgesini tanımladığından beri deneysel embriyolojide önde gelen bir model olmuştur. Moleküler çağ, Sonic hedgehog'u polarize edici sinyal ve FGF'leri çıkıntı sinyalleri olarak tanımlamış, ardından bütünleştirici analizler bunları ekstremite organogenezinin sistem düzeyinde bir resmine dönüştürmüştür.
Tartışmalar
- Parmak kimliği nasıl belirlenir?
- Parmak kimliğinin öncelikli olarak dereceli bir morfogen konsantrasyonu, sinyalleşme süresi veya bunların bir kombinasyonu ile belirlenip belirlenmediği aktif bir araştırma alanı olmaya devam etmekte olup, SHH-GLI3 sistemi tartışmanın merkezinde yer almaktadır.
Öne çıkan isimler
- Rolf Zeller
- Aimee Zuniga
- Philip Beachy
- John Fallon
- Cheryll Tickle
İlgili konular
Temel eserler
- zeller-2009
- wang-2000
Sıkça sorulan sorular
- Apikal ektodermal çıkıntı nedir?
- Ekstremite tomurcuğunun ucunda yer alan, esas olarak FGF sinyallemesi aracılığıyla alttaki mezenşimi besleyen ve ekstremitenin büyümesini ve proksimodistal şekillenmesini sağlayan kalınlaşmış bir ektoderm bandıdır.
- Polarize edici aktivite bölgesi ne işe yarar?
- Ekstremite tomurcuğunun arka kenarında yer alan, Sonic hedgehog salgılayan ve anteroposterior ekseni şekillendirerek parmakların sayısını ve kimliğini etkileyen bir bölgedir.