ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΜΒΡΥΟΥ ΟΡΝΙΘΑΣ

Transcript

1 Αναπτυξιακή βιολογία και ιστολογία Ενότητα 2: Κύριοι οργανισμοί-μοντέλα ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΜΒΡΥΟΥ ΟΡΝΙΘΑΣ (J.M.W. Slack, Βασικές Αρχές Βιολογίας Ανάπτυξης, 2007) Δρ. Μαριάννα Χ. Αντωνέλου Λέκτορας Βιολογίας Κυττάρου

2 O πιο αγαπημένος οργανισμός στην επιστήμη της εμβρυολογίας, από πολύ παλιά Εισαγωγή

3 Εισαγωγή «Περί ζώων γενέσεως» «Η βιολογία αποτέλεσε, για το Αριστοτέλη, το προκαθορισμένο πεδίο χρησιμοποίησης της λογικής του.αποσκοπούσε στην ανεύρεση των μορφών μέσα στην ύλη» Aριστοτέλης (Στάγειρα, πΧ) Ανάπτυξη εμβρύου όρνιθας (3w), Μηχανισμοί (φυσικά φαινόμενα/φυσικά αίτια)

4 Εισαγωγή Κατώτερα σπονδυλωτά - Ομοιότητες με τα θηλαστικά Σπονδυλωτά Ορατές πρώιμες μορφογενετικές κινήσεις - Διαδικασίες σε μοριακό επίπεδο

5 Εισαγωγή Όρνιθα: Αμνιωτά (ερπετά, πτηνά, θηλαστικά) (το έμβρυο αναπτύσσεται μέσα σε ένα μεμβρανώδη σάκο, το άμνιο) Έμβρυο αμνιωτών: εξωεμβρυικές δομές (παρούσες μόνο κατά την εμβρυική περίοδο/ αποβάλλονται μετά τη γέννηση) Χόριο Άμνιο Αλλαντοίδα Λεκιθικός σάκος Εγκλείει όλο το σύστημα Περικλείει το έμβρυο. Γεμάτο με αμνιακό υγρό. Προστασία. Αναπνευστικό όργανο. Αποθήκη μεταβολικών αποβλήτων. Περιέχει τη λέκιθο. Συνδέεται με το έμβρυο με το μέσο έντερο

6 Εισαγωγή Έμβρυο/Ωοτοκία: πρώιμο αναπτυξιακό στάδιο αυλάκωσης = επίπεδο βλαστόδερμα (στιβάδα, δίσκος κυττάρων) Πρόσβαση σε όλα τα στάδια μετά την ωοτοκία (έμβρυο ποντικού?) Σημαντική μεταβολή μεγέθους κατά την εμβρυική ζωή Γονιμοποιημένα αυγά σε εκκολαπτήρια Ανάπτυξη: 10 o C o C

7 Εισαγωγή Πειραματικοί χειρισμοί (1) Καλλιέργεια πρώιμου βλαστοδέρματος και καταβολών οργάνων in vitro (παρατήρηση σχηματισμού βασικού αρχιτεκτονικού σχεδίου σώματος) (2) Μικροχειρισμοί in ovo (οπή στο αυγό, σφράγισμα, επώαση) (3) Μοσχεύματα: Εκφύτευση μικρών τμημάτων ιστού και μεταφορά στην CAM εμβρύων μεγαλύτερου αναπτυξιακού σταδίου (4) Μοσχεύματα ορτυκιού σε έμβρυα όρνιθας (species-specific Abs)

8 Εισαγωγή Γενετική ανάλυση??? ΔΕΝ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ Κύκλος ζωής Μεταλλάγματα Διαγονιδιακοί οργανισμοί/στοχευμένη μεταλαξιγένεση. Protocols? (5) Μέθοδοι για υπερέκφραση γονιδίων στο έμβρυο (ενέσιμοι ρετροϊοίολικού ή περιορισμένου εύρους μόλυνσης-ορθοτοπικά μοσχεύματα ανάμεσα σε 2 στελέχη ανθεκτικά ή μη στον ιό μόλυνση μόνο του ιστού του μοσχεύματος) RCAS (Replication competent avian-specific viruses) (6) Ηλεκτροδιάτρηση (DNA - electroporation, ηλεκτρικοί παλμοί χαμηλής τάσης)

9 Εισαγωγή (7) Έκθεση περιοχής εμβρύου σε επαγωγικούς παράγοντες (Εμφύτευση ιζημάτων από (α) κύτταρα καλλιέργειας ιστών ή (β) εμφύτευση παραγόντων προσροφημένων σε σφαιρίδια χρωματογραφίας συγγένειας, αργή απελευθέρωση παράγοντα σε 1-2d) (8) Μέθοδοι αδρανοποίησης γονιδίων (υπερέκφραση παραλλαγών μεταγραφικών παραγόντων)

10 1. Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου Έμβρυο Εξωεμβρυϊκές μεμβράνες Χάρτης πεπρωμένου 2. Τοπική εξειδίκευση πρώιμου εμβρύου Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά 3. Οργανογένεση στο έμβρυο της όρνιθας Το έμβρυο Περιοχή φαρυγγικών τόξων Μελέτη όψιμων σταδίων ανάπτυξης-σπονδυλωτά) Καρδιά και κυκλοφορία Νευρικό σύστημα Μεσόδερμα

11 1. Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου 1.1. Έμβρυο 1.2. Εξωεμβρυϊκές μεμβράνες 1.3. Χάρτης πεπρωμένου

12 Φυσιολογική ανάπτυξη Αυγό Μεγάλο: συσσώρευση λεκίθου, προσθήκη εξωκυττάριων περιβλημάτων Ασβεστολιθικό κέλυφος Ασπράδι (αλβουμίνη) (πυκνόρευστη, λεπτόρευστη) Κρόκος Λέκιθος (yolk, τμήμα κυτταροπλάσματος ωοκυττάρου, ώριμο ωοκύτταρο) Τροφικά συστατικά, ενέργεια, νερό Γονιμοποίηση Bλαστόδερμα κυττάρων Λεκιθική μεμβράνη (vitelline (yolk) membrane)

13 Φυσιολογική ανάπτυξη Ωοκύτταρο 1-2w πριν την ωορρηξία: μικρό (και θυλακικά κύτταρα: ωοθυλάκιο) Σε λίγες ημέρες: 55g Βλαστοδίσκος 1 Ωοθήκη (ωάριο) Ωορρηξία Ωαγωγός (oviduct) 24h (4h πριν τη μήτρα, 20h στη μήτρα) Εδώ επενδύεται από αλβουμίνη, κέλυφος Μήτρα (κατώτερο τμήμα ωαγωγού) (Περισταλτικές κινήσεις μήτρας, αργή περιστροφή, σχηματισμός ασβεστώδους κελύφους) Γονιμοποίηση (στο ανώτερο τμήμα ωαγωγού, χωρίς αλβουμίνη, κέλυφος)

14 Φυσιολογική ανάπτυξη Αυλάκωση: ανάλογα με την ποσότητα λεκίθου που περιέχει το ωάριο Ολόκληρο το αυγό χωρίζεται σε βλαστομερίδια Διαίρεση μόνο πυρήνων χωρίς παράλληλη κυτταροπλασματική αυλάκωση (έντομα) Μεροβλαστική αυλάκωση: Μόνο το κυτταρόπλασμα στον ζωικό πόλο αυλακώνεται σχηματίζοντας βλαστομερίδια. Η κύρια λεκιθική μάζα παραμένει ακυτταρική

15 Φυσιολογική ανάπτυξη 1) Δισκοειδής αυλάκωση (στην επιφάνεια του βλαστοδίσκου, μετατροπή βλαστοδίσκου (2-3mm) σε κυκλικό βλαστόδερμα single-layered) ΩΑΓΩΓΟΣ 3h μετά τη γονιμοποίηση Κάθετες αυλακώσεις: βλαστομερίδια με κυτταροπλασματική συνέχεια με τη λέκιθο (cyt γέφυρες) 15 βλαστομερίδια single-layered blastoderm λέκιθος βλαστόδερμα Οριζόντιες αυλακώσεις: ανεξάρτητα κύτταρα, χωρισμένα από τη λέκιθο h μετά τη γονιμοποίηση υποβλαστική κοιλότητα tissue five to six cell layers thick 2) Μεροβλαστική αυλάκωση

16 Φυσιολογική ανάπτυξη Μήτρα ωαγωγού (20h), περιστροφές, ασβεστώδες κέλυφος Πρώιμες αυλακωτές διαιρέσεις (ωαγωγός) single-layered blastoderm Κυκλικό μονόστιβο βλαστόδερμα κυτταροπλασματικές γέφυρες Λεκιθική μάζα

17 Φυσιολογική ανάπτυξη Έμβρυο σταδίου V (διέλευση μήτρας) Βλαστόδερμα Οργανωμένο επιθήλιο: μερικές εκατοντάδες κύτταρα ΡΑΧΗ Χ 1. Χ Διαφανής περιοχή (area pellucida) Χ ΚΟΙΛΙΑ Καθορισμός ραχαιοκοιλιακής ασυμμετρίας εμβρύου EMBΡΥΟ Κεντρική περιοχή βλαστοδέρματος -Λεπτό, ημιδιαφανές επιθήλιο- Χωρίς επαφή με τη λέκιθο) 2. Αδιαφανής περιοχή (area οpaca) Εξωτερική, αδιαφανής περιοχή βλαστοδέρματος-περιφερικός δακτύλιος- Σε επαφή με τη λέκιθο) 3. Οριακή ζώνη, marginal zone ουσιαστικά ανήκει στη διάφανη περιοχή, σημαντική στον καθορισμό κυτταρικού πεπρωμένου κατά την πρώιμη ανάπτυξη

18 Φυσιολογική ανάπτυξη Κάτοψη βλαστοδέρματος πριν το σχηματισμό της υποβλαστικής κοιλότητας Κάτοψη βλαστοδέρματος μετά το σχηματισμό της υποβλαστικής κοιλότητας Εγκάρσια τομή διαφανής περιοχή υποβλαστική κοιλότητα διαφανής περιοχή αδιαφανής περιοχή αδιαφανής περιοχή οριακή ζώνη

19 Φυσιολογική ανάπτυξη (έμβρυο σταδίου X, διέλευση μήτρας) Πρωτογενής υποβλάστη (από κύτταρα διάφανης περιοχής - νησίδες 5-20 κυττάρων) Τα περισσότερα κύτταρα διάφανης περιοχής μένουν στην επιφάνεια (ΕΠΙΒΛΑΣΤΗ) entering

20 Φυσιολογική ανάπτυξη (έμβρυο σταδίου XΙΙ, διέλευση μήτρας) Δευτερογενής υποβλάστη (διασκορπισμός κυττάρων από το βάθος της οπίσθιας*** οριακής ζώνης) Από πάχυνση του Kollar και πίσω από αυτήν Ανώτερη στιβάδα κυττάρων Yποβλάστη (hypoblast) Επιβλάστη (epiblast) Εξωεμβρυικές δομές (Rosenquist 1966, 1972) EMBΡΥΟ (3 βλαστικές στοιβάδες & ένα ποσοστό εξωεμβρυικών μεμβρανών)

21 ΠΡΟΣΘΙΑ ΟΖ ΟΠΙΣΘΙΑ ΟΖ Φυσιολογική ανάπτυξη Σχηματισμός βλαστοδέρματος 2 στοιβάδων στο έμβρυο της όρνιθας (B) Πρωτογενής υποβλάστη Βλαστόκοιλο Υποβλαστική κοιλότητα (C) Δευτερογενής υποβλάστη : κύτταρα από την οπίσθια οριακή ζώνη (πάχυνση του Koller και κύτταρα οπίσθιας οριακής ζώνης πίσω από την πάχυνση) μεταναστεύουν κάτω από την επιβλάστη και ενσωματώνονται με τις νησίδες. Καθώς η υποβλάστη κινείται προς το εμπρόσθιο μέρος, τα κύτταρα της επιβλάστης που συγκεντρώνονται στην περιοχή μπροστά από την πάχυνση του Koller, σχηματίζουν την αρχική λωρίδα (primitive streak). Gilbert SF, Developmental Biology (From Eyal-Giladi et al. 1992, photograph courtesy of H. Eyal-Giladi) (D) Οβελιαία (τοξεοειδής) τομή εμβρύου κοντά στο οπίσθιο όριο. (sc, subgerminal cavity; gwm, germ wall margin.)

22 Φυσιολογική ανάπτυξη Ωοτοκία Έχει μόλις αρχίσει ο σχηματισμός της δευτερογενούς υποβλάστης Βλαστόδερμα: κύτταρα Η γέννηση του αυγού διακόπτει την ανάπτυξη του εμβρύου επειδή μειώνεται η θερμοκρασία

23 Φυσιολογική ανάπτυξη Πρώιμα αναπτυξιακά στάδια (λατινικοί αριθμοί) Πίνακας Eyal-Giladi και Kochav (Developmental Biology 49:321, 1976) Ι Χ ΧΙΙ Αναπτυξιακό Στάδιο Γονιμοποιημένο αυγό Βλαστόδερμα μιας στιβάδας Όψιμο βλαστόδερμα δύο στιβάδων Χ-ΧΙ: ωοτοκία

24 Φυσιολογική ανάπτυξη Πρώιμα αναπτυξιακά στάδια: 3 αναπτυξιακές περίοδοι 1. Αυλάκωση (Ι-VI) 2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής (VII-X) 3. Σχηματισμός υποβλάστης (XI-XIV) 2,3: Μορφογενετικές περίοδοι που ακολουθούν τον καθορισμό του εμβρυικού άξονα Eyal-Giladi και Kochav, 1976

25 1. Αυλάκωση Φυσιολογική ανάπτυξη I II III αυλακώσεις προς την περιφέρεια 0-1h (ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΑ): λίγα βλαστομερίδια, όλα ανοιχτά στο κάτω μέρος σε επικοινωνία με τη λέκιθο 2h: 16 κεντρικά κύτταρα (βλαστομερίδια), όχι υποβλαστική κοιλότητα 3-4h: 90 κεντρικά, επιφανειακά κύτταρα, και κάτω από την επιφάνεια. Ίχνη υποβλαστικής κοιλότητας

26 1. Αυλάκωση Φυσιολογική ανάπτυξη IV V VI βλαστομερή βλαστόδερμα 5h: 300 επιφανειακά κύτταρα, και 90 κάτω από την επιφάνεια. Σαφής υποβλαστική κοιλότητα 8-9h: Τόσο η πάνω όσο και η κάτω πλευρά του βλαστοδέρματος περιέχουν αρκετά, μεγάλα βλαστομερίδια. Αύξηση μεγέθους υποβλαστικής κοιλότητας 10-11h: Πάρα πολλά κύτταρα σε όλη την επιφάνεια. Πλήρως αυλακωμένο. Κύτταρα σε στρώματα επιθηλίου.

27 2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής Φυσιολογική ανάπτυξη VII VIII IX Βλαστόδερμα με area pellucida area opaca yolk laden cells 12-14h: Αρχή εμφάνισης διάφανης περιοχής από το πίσω μέρος του βλαστοδέρματος 15-17h: Η διάφανη περιοχή εξαπλώνεται προς τα εμπρός πεταλοειδώς 17-19h: Εξάπλωση της διάφανης περιοχής αλλά τα όριά της με την αδιάφανη περιοχή δεν είναι σαφή

28 Φυσιολογική ανάπτυξη X 2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής 20h: Σαφής διάκριση μεταξύ διάφανης και αδιάφανης περιοχής. Γέννηση αυγού

29 Φυσιολογική ανάπτυξη XI XII Πάχυνση του Kollar (Transparent belt) υποβλάστη 3. Σχηματισμός υποβλάστης (XI-XIV)

30 3. Σχηματισμός υποβλάστης XIII XIV Φυσιολογική ανάπτυξη Πλήρης σχηματισμός υποβλάστης Πάχυνση του Kollar Transparent belt Δημιουργία κυτταρικής γέφυρας που ενώνει υποβλάστη και αδιαφανή περιοχή

31 Φυσιολογική ανάπτυξη Όψιμη ανάπτυξη εμβρύου Πίνακας αναπτυξιακών σταδίων Hamburger και Hamilton (2 έως 35) Σχηματισμός αρχιτεκτονικού σχεδίου σώματος

32 Φυσιολογική ανάπτυξη Στάδια 1-3 (απόψεις από πάνω) 1: Προγραμμικό (0-5h ΕΠΩΑΣΗΣ): Δεν διακρίνεται η αρχική λωρίδα (αρχέγονη γραμμή) Διαφανής περιοχή βλαστοδέρματος αρχική λωρίδα (αρχέγονη γραμμή) T-box transcription factor gene brachyury 3: Μέση γραμμή (12-13h): Η αρχική λωρίδα επιμηκύνεται και φτάνει περίπου στο μέσον της διάφανης περιοχής αλλά δεν έχει εμφανιστεί αρχέγονη αύλακα. 2: Αρχική γραμμή (6-7h): Εμφάνιση αρχέγονης γραμμής ως μικρή κωνική πάχυνση στο πίσω μέρος της διάφανης περιοχής (στην επιβλάστη) Εμφάνιση πρώτου ζεύγους σωματομεριτών εκατέρωθεν του προσθίου άκρου της γραμμής. Ακριβώς μπροστά από τη γραμμή σχηματίζεται η προχορδική πλάκα.

33 Φυσιολογική ανάπτυξη Aρχική λωρίδα (primitive streak): το κύριο δομικό χαρακτηριστικό της γαστριδίωσης πτηνών, ερπετών και θηλαστικών (Α). Είσοδος προγόνων κυττάρων ενδοδέρματος από την επιβλάστη στο βλαστόκοιλο (Β) Μετανάστευση κυττάρων από την πλευρική περιοχή της οπίσθιας επιβλάστης προς το κέντρο της επιβλάστης Η λωρίδα επιμηκύνεται με κατεύθυνση προς τη μελλοντική περιοχή της κεφαλής του εμβρύου Μετακινήσεις κυττάρων αρχικής λωρίδας στο έμβρυο της όρνιθας. (A) 3 4 hours (B) 7 8 hours Ταυτόχρονα, τα κύτταρα της δευτερογενούς υποβλάστης συνεχίζουν τη μετανάστευσή τους προς τα εμπρός, προερχόμενα από το οπίσθιο όριο του βλαστοδέρματος (Adapted from several sources, especially Spratt 1946 and Smith and Schoenwolf 1998.)

34 23 24 h Φυσιολογική ανάπτυξη Η αρχική λωρίδα (primitive streak): καθορίζει τη συμμετρία στο έμβρυο 1. Η λωρίδα εκτείνεται από πίσω προς μπροστά h 2. Τα μεταναστεύοντα κύτταρα εισέρχονται από τη ραχιαία της πλευρά και κινούνται προς την κοιλιακή πλευρά h 3. Η λωρίδα ξεχωρίζει το αριστερό από το δεξί τμήμα του εμβρύου 4. Όποια στοιχεία είναι κοντά στη λωρίδα θα γίνουν μελλοντικά οι «μεσαίες» δομές ενώ όσα στοιχεία βρίσκονται πιο μακρυά από αυτήν θα γίνουν οι ακραίες/πλευρικές/περιφερικές δομές του εμβρύου.

35 Φυσιολογική ανάπτυξη Μετανάστευση κυττάρων επιβλάστης διαμέσου της αρχικής λωρίδας αρχική αύλακα Εγκάρσια τομή Καθώς τα κύτταρα συγκλίνουν για να σχηματίσουν την αρχική λωρίδα, σχηματίζεται ένα βαθούλωμα/κοίλωμα μέσα στη λωρίδα, η αρχική αύλακα. Αυτή χρησιμοποιείται ως άνοιγμα διαμέσου του οποίου τα μεταναστεύοντα κύτταρα εισέρχονται στο βλαστόκοιλο. Έτσι, η αρχική αύλακα είναι ανάλογο του βλαστοπόρου των αμφιβίων.

36 Αλλαγή σχήματος διαφανούς περιοχής (απιοειδές) Φυσιολογική ανάπτυξη Εδώ απαντώνται τα μελλοντικά κύτταρα νωτοχορδής C-goosecoid C-not FoxA2 (HNF3β) Πάχυνση (κόμβος του Ηensen) Κίνηση (οπισθοδρόμηση) κόμβου προς τα πίσω ΜΓΦ παράγοντες που χαρακτηρίζουν την περιοχή του οργανωτή στα έμβρυα κατώτερων σπονδυλωτών αρχική λωρίδα Κεφαλική (νωτοχορδική) προβολή: μάζα μεσοδερμικών κυττάρων μπροστά από κόμβο. Τμήμα νωτοχορδής που βρίσκεται μέσα στην κεφαλή. Ο υπόλοιπος κόμβος κινείται προς τα πίσω 4: Τελική γραμμή (18-19h): Απιοειδής διαφανής περιοχή. Η αρχική λωρίδα καταλαμβάνει τα ¾ του μήκους της διάφανης περιοχής (μέγιστο μήκος). Εμφάνιση κόμβου Hensen (εκατέρωθεν: 2 ο ζεύγος σωματομεριτών). 5: Κεφαλική προβολή/απόφυση (19-22h): Πρώτη εμφάνιση της κεφαλικής (νωτοχορδικής) προβολής (μετανάστευση κυττάρων μπροστά) αλλά όχι της κεφαλικής πτυχής. (εκατέρωθεν κόμβου Hensen: 3 ο ζεύγος σωματομεριτών).

37 Φυσιολογική ανάπτυξη Ο υπόλοιπος κόμβος κινείται προς τα πίσω σωμίτες διαδοχική εμφάνιση πρωταρχικών δομών του αρχιτεκτονικού σχεδίου σώματος Πώς???

38 Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της αρχικής λωρίδας (primitive streak) (Α) Μικρογραφία από SEM: κύτταρα επιβλάστης εισέρχονται στο βλαστόκοιλο (καθώς εκτείνουν το μπροστινό άκρο τους μετασχηματίζονται σε φυαλοκύτταρα) (Β) Γαστριδίωση στο έμβρυο της όρνιθας. Από τα μεταναστεύοντα διαμέσου της αρχικής λωρίδας κύτταρα σχηματίζονται τα δύο αρχικά στρώματα του βλαστοδέρματος. Το κατώτερο στρώμα γίνεται ένα μωσαικό υποβλάστης και ενδοδερμικών κυττάρων. Τα κύτταρα της υποβλάστης διαλέγονται τελικά για να δώσουν ένα στρώμα κάτω από το ενδόδερμα και συνεισφέρουν στο σχηματισμό του λεκιθικού σάκου. Gilbert SF, Developmental Biology (A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after Balinsky 1975.)

39 Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της αρχικής λωρίδας (primitive streak) 1. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από κόμβο Hensen: α) μετακινούνται κοιλιακά για να σχηματίσουν μελλοντικά τα ενδοδερμικά κύτταρα του ανώτερου τμήματος του πεπτικού σωλήνα β) μετακινούνται μπροστά και σχηματίζουν μελλοντικά κεφαλική χορδή, κεφαλικό μεσόδερμα και νωτοχορδή. 2. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από πλευρικά τμήματα αρχικής λωρίδας: δίνουν γέννηση στην πλειονότητα των ενδοδερμικών και μεσοδερμικών ιστών (Schoenwolf et al. 1992). Gilbert SF, Developmental Biology (A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after Balinsky 1975.)

40 Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της αρχικής λωρίδας (primitive streak) Τα πρώτα κύτταρα που εισέρχονται από τον κόμβο του Hensen στο βλαστόκοιλο: Ενδοδερμικά κύτταρα που μεταναστεύουν μπροστά (για να γίνουν το φαρυγγικό ενδόδερμα του πεπτικού σωλήνα (foregut). Στην μετακίνησή τους αυτή, τελικά εκτοπίζουν τα κύτταρα της υποβλάστης περιορίζοντάς τα στην πλέον εμπρόσθια περιοχή της διαφανούς περιοχής.

41 Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της αρχικής λωρίδας (primitive streak) 1. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο: ως μεμονωμένα, ανεξάρτητα κύτταρα (θραύση βασικού ελάσματος και μετασχηματισμός κυττάρων epithelial-to-mesenchymal). 2. Ο μετασχηματισμός των κυττάρων μεσολαβείται από τον παράγοντα διασκορπισμού (scatter factor, 190kD) ο οποίος εκκρίνεται από τα κύτταρα καθώς αυτά εισέρχονται στην αρχική λωρίδα ή στον κόμβο του Ηensen. Αυτός ο παράγοντας καταστέλλει την έκφραση και τη δράση της E-cadherin (Stern et al. 1990; DeLuca et al. 1999). Gilbert SF, Developmental Biology (A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after Balinsky 1975.)

42 Φυσιολογική ανάπτυξη Ορισμένα από τα κύτταρα της επιβλάστης (από το πλέον κεντρικό τμήμα της διάφανης περιοχής) καθορίζονται αρκετά νωρίς ως αρχέγονα γεννητικά κύτταρα. Αυτά διεισδύουν στο μεσόδερμα και στο ενδόδερμα και μεταναστεύουν χημειοτακτικά προς τις γεννητικές χορδές όπου εγκαθίστανται και μετασχηματίζονται σε ωογόνια ή σπερματογόνια. (τα αρχέγονα γαμετικά κύτταρα εμφανίζονται στο ακραίο εμπρόσθιο όριο της διαφανούς περιοχής (εμπρόσθια εξωεμβρυική θέση, έξω από το ίδιο το έμβρυο) και εισέρχονται στη γεννητική ακρολοφία μετά από μακρά μετανάστευση)

43 Φυσιολογική ανάπτυξη Πλήρης έκταση αρχικής λωρίδας και ανύψωση βλαστοδέρματος Τα επόμενα κύτταρα που εισέρχονται από τον κόμβο του Hensen στο βλαστόκοιλο: μεταναστεύουν μπροστά, αλλά όχι τόσο κοιλιακά όσο τα ενδοδερμικά κύτταρα του ανώτερου τμήματος του πεπτικού σωλήνα. Αντίθετα, μένουν μεταξύ ενδοδέρματος και επιβλάστης για να σχηματίσουν το κεφαλικό μεσέγχυμα. Στην μετακίνησή τους αυτή, τελικά πιέζουν την μπροστινή/μέση περιοχή της επιβλάστης, σχηματίζοντας έτσι την Κεφαλική πτυχή κόμβος του Hensen Ετσι η κεφαλή στο έμβρυο των πτηνών σχηματίζεται μπροστά από τον κόμβο του Hensen.

44 Φυσιολογική ανάπτυξη Κεφαλική πτυχή Πλήρης έκταση αρχικής λωρίδας και ανύψωση βλαστοδέρματος κόμβος του Ηensen 6: Κεφαλική πτυχή (23-25h): Κεφαλική πτυχή (αναδίπλωση των εμβρυικών μεμβρανών μπροστά και κάτω από την κεφαλική περιοχή) αλλά ακόμα δεν έχει εμφανιστεί κανένας σωμίτης. Τέλος πρώτης μέρας

45 Φυσιολογική ανάπτυξη Ανύψωση βλαστοδέρματος 7: Ένας σωμίτης (25-26h): Κεφαλική πτυχή και εμφάνιση πρώτου ζεύγους σωμιτών και εμπρόσθιων νευρικών πτυχών στα ίχνη της οπισθοδρόμησης του κόμβου του Hensen

46 Φυσιολογική ανάπτυξη ΣΥΝΟΨΗ

47 Φυσιολογική ανάπτυξη Προοδευτικός διαχωρισμός εμβρύου από περιβάλλοντα εξωεμβρυϊκό ιστό 8: Τέσσερις σωμίτες (28-29h): Αρχίζουν και κλείνουν οι νευρικές πτυχές. Εμφανίζονται οι πρώτες νησίδες αίματος (εξωτ. εξωεμβρυϊκό τμήμα βλαστοδέρματος). Πτυχώσεις (και των 3 βλαστικών στιβάδων) γύρω από το έμβρυο έτσι ώστε αρχικά το κεφάλι και ύστερα ο κορμός να προβάλουν πάνω από την επιφάνεια του εξωεμβρυϊκού ιστού

48 Φυσιολογική ανάπτυξη Στο μεταξύ, κύτταρα εξακολουθούν να εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από τα πλευρικά τμήματα της αρχικής λωρίδας. Αυτά τα κύτταρα διαχωρίζονται σε δύο στρώματα: 1. Κύτταρα που εισέρχονται βαθύτερα στο βλαστόκοιλο: συναντούν τα κύτταρα στο μέσον της υποβλάστης και τη μετατοπίζουν στα δύο άκρα. Από αυτά τα κύτταρα «μεγαλύτερου βάθους» θα προκύψουν όλα τα ενδοδερμικά όργανα του εμβρύου και οι περισσότερες εξωεμβρυικές μεμβράνες. Η υποβλάστη θα σχηματίσει τις υπόλοιπες. 2. Κύτταρα που διαχέονται μεταξύ αυτού του ενδοδέρματος και της επιβλάστης: σχηματίζουν ένα χαλαρό στρώμα κυττάρων. Από αυτά θα προκύψουν τα μεσοδερμικά τμήματα του εμβρύου και εξωεμβρυικές μεμβράνες.

49 Φυσιολογική ανάπτυξη Μέχρι τις 22h όλα τα ενδοδερμικά κύτταρα έχουν μετατοπιστεί στο εσωτερικό του εμβρύου ενώ τα μεσοδερμικά κύτταρα συνεχίζουν να μεταναστεύουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Η κεφαλική πτυχή στο στάδιο 8. (α) Παραοβελιαία τομή. (β) Εγκάρσια τομή.

50 Φυσιολογική ανάπτυξη Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας Καθώς η είσοδος των μεσοδερμικών κυττάρων συνεχίζεται, η αρχική λωρίδα αρχίζει να υποχωρεί μετακινώντας τον κόμβο του Hensen από το κέντρο σχεδόν της διαφανούς περιοχής σε περισσότερο οπίσθια θέση. Στη θέση της, σχηματίζεται ο ραχιαίος άξονας του εμβρύου και η νωτοχορδή. Μπροστινό τμήμα νωτοχορδής: σχηματίζεται από την είσοδο κυττάρων από τον κόμβο του Hensen Οπίσθιο τμήμα νωτοχορδής (μετά τον 17 ο σωμίτη): σχηματίζεται από τη συμπύκνωση του μεσοδερμικού ιστού/κυττάρων που εισήλθαν από την αρχική λωρίδα (δηλ. όχι από τον κόμβο). Αυτό το τμήμα της νωτοχορδής εκτείνεται προς τα πίσω για να σχηματίσει την ουρά του εμβρύου (Le Douarin et al. 1996).

51 ΣΥΝΟΨΗ

52 Φυσιολογική ανάπτυξη 8: Τέσσερις σωμίτες (27h) Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας 28h Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας στο ουραίο τμήμα του εμβρύου

53 Φυσιολογική ανάπτυξη anterior-to-posterior gradient of developmental maturity Κύτταρα στα οπίσθια τμήματα του εμβρύου: υφίστανται γαστριδίωση Κύτταρα στα εμπρόσθια τμήματα του εμβρύου: έχουν ήδη ξεκινήσει να σχηματίζουν όργανα (Darnell et al. 1999).

54 Φυσιολογική ανάπτυξη 9: Επτά σωμίτες (29-33h): Εμφανίζονται τα οπτικά κυστίδια. Αρχίζουν να ενώνονται οι καρδιακοί σωλήνες. Αρχέγονη καρδιά (σύντηξη καταβολών της στο εμπρόσθιο μεσόδερμα ) 10: Δέκα σωμίτες (33-38h): Υπάρχουν τρία πρωτογενή εγκεφαλικά κυστίδια. Δεν έχει εμφανιστεί ακόμα ο οφθαλμικός μίσχος.

55 Φυσιολογική ανάπτυξη Ο νευρικός σωλήνας κλείνει πρώτα πάνω από το διάμεσο εγκέφαλο κι ύστερα προοδευτικά μπροστά και πίσω. σωμίτες: Μπροστά Πίσω 10: Δέκα σωμίτες (33-38h): 36h: Ο νευρικός σωλήνας έχει κλείσει

56 Φυσιολογική ανάπτυξη Υποδιαίρεση μεσοδέρματος πλευρικού πετάλου: Σωματική στιβάδα Νευρικός σωλήνας Πλευρικό πέταλο Προσωμιτικό μεσόδερμα κοίλωμα Σπλαχνική στιβάδα Νεφροί Επινεφρίδια Γονάδες

57

58 Φυσιολογική ανάπτυξη Για κάποιο διάστημα ακόμα συνεχίζονται τόσο η οπισθοδρόμηση κόμβου Hensen όσο και ο σχηματισμός οπίσθιου τμήματος σώματος Ωστόσο: Οριοθέτηση μετάβασης στην Όψιμη φάση ανάπτυξης Γενικό αρχιτεκτονικό σχέδιο Επίκειται ο σχηματισμός επιμέρους οργάνων

59 Φυσιολογική ανάπτυξη Αμνιωτά: ερπετά, πτηνά, θηλαστικά Εξωεμβρυικές μεμβράνες παροχή τροφής σε έμβρυο

60 Φυσιολογική ανάπτυξη (έμβρυο σταδίου XΙΙ, διέλευση μήτρας) Δευτερογενής υποβλάστη (διασκορπισμός κυττάρων από το βάθος της οπίσθιας*** οριακής ζώνης) Στο οπίσθιο όριο: Από πάχυνση του Kollar και πίσω από αυτήν Ανώτερη στιβάδα κυττάρων Yποβλάστη (hypoblast) Επιβλάστη (epiblast) Εξωεμβρυικές δομές (Rosenquist 1966, 1972) EMBΡΥΟ (3 βλαστικές στοιβάδες & ένα ποσοστό εξωεμβρυικών μεμβρανών)

61 Φυσιολογική ανάπτυξη Εισαγωγή κυττάρων στο βλαστόκοιλο από τα πλευρικά τμήματα της αρχικής λωρίδας. Αυτά τα κύτταρα διαχωρίζονται σε δύο στρώματα: 1. Κύτταρα που εισέρχονται βαθύτερα στο βλαστόκοιλο: συναντούν τα κύτταρα στο μέσον της υποβλάστης και τη μετατοπίζουν στα δύο άκρα. Από αυτά τα κύτταρα «μεγαλύτερου βάθους» θα προκύψουν όλα τα ενδοδερμικά όργανα του εμβρύου (εμβρυικό ενδόδερμα) και οι περισσότερες εξωεμβρυικές μεμβράνες (εξωεμβρυικό ενδόδερμα). Η υποβλάστη θα σχηματίσει τις υπόλοιπες (πχ. Λεκιθικός σάκος). 2. Κύτταρα που διαχέονται μεταξύ αυτού του ενδοδέρματος και της επιβλάστης: σχηματίζουν ένα χαλαρό στρώμα κυττάρων. Από αυτά θα προκύψουν τα μεσοδερμικά τμήματα του εμβρύου και εξωεμβρυικές μεμβράνες.

62 Φυσιολογική ανάπτυξη Καθώς τα μελλοντικά μεσοδερμικά και ενδοδερμικά κύτταρα μεταναστεύουν προς τα μέσα, οι πρόδρομοι των εξωδερμικών κυττάρων πολλαπλασιάζονται και μεταναστεύουν για να περικλείσουν τη λέκιθο. epiboly Η περισσότερο ταχεία και εκτεταμένη επιθηλιακή μετακίνηση. Η επιβλάστη «αποικεί» ολόκληρη τη λέκιθο. Ολοκληρώνεται σε 4 ημέρες. Το μέτωπο μετακινείται με μία ταχύτητα 500μm/h, δηλ. περίπου 8 φορές πιο μεγάλη από την ταχύτητα μετακίνησης ινοβλαστών!!!

63 Φυσιολογική ανάπτυξη epiboly Ταυτόχρονα με γαστριδίωση Ανακατασκευή/Μορφογένεση Ταχύτατα διαιρούμενη ομάδα κυττάρων γύρω από μία άλλη ομάδα που διαιρείται με πιο αργούς ρυθμούς. «Λέπτυνση (αύξηση S) και επέκταση κυτταρικών στρωμάτων».

64 Φυσιολογική ανάπτυξη Για αυτή τη μετακίνηση απαιτείται μία ακέραια λεκιθική μεμβράνη, η οποία λειτουργεί ως το υπόστρωμα πάνω στο οποίο προσδένεται και εξαπλώνεται η επιβλάστη. Μόνο τα κύτταρα της εξωτερικής άκρης της αδιαφανούς περιοχής προσκολλώνται ισχυρά στη λεκιθική μεμβράνη.

65 Φυσιολογική ανάπτυξη Αυτά τα κύτταρα είναι διαφορετικά από τα υπόλοιπα κύτταρα του βλαστοδέρματος: εκτείνουν τεράστιες (500 μm) κυτταροπλασματικές προεκβολές μέσα στο λεκιθικό σάκο. Τα επιμήκη φιλοπόδια πιθανώς δρουν ως κινητήριες συσκευές/μηχανισμοί των απομακρυσμένων κυττάρων, διαμέσου των οποίων ωθούνται τα υπόλοιπα εξωδερμικά κύτταρα γύρω από τη λέκιθο (Schlesinger 1958). Τα φιλοπόδια προσδένουν φιμπρονεκτίνη, κύρια πρωτεΐνη του λεκιθικού φακέλου

66 Διάταξη εξωεμβρυϊκών μεμβρανών στο έμβρυο της όρνιθας. Φυσιολογική ανάπτυξη Εξώδερμα Μεσόδερμα (υγρό περιβάλλον, προστασία από μηχανικές βλάβες) 2 1 ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΕΞΩΕΜΒΡΥΙΚΗ ΣΤΟΙΒΑΔΑ Σωματ. Μεσόδερμα Εξώδερμα 1. Μεσόδερμα 2.Ενδόδερμα 3. Αιμοποιητικό Ιστό 4 3 Σωματ. Μεσόδερμα Ενδόδερμα (κύριο αναπνευστικό όργανο εμβρύου) Πεπτικό όργανο (τα προϊόντα της πέψης της λεκίθου απορροφώνται από τα αιμοφόρα αγγεία και μεταφέρονται στο έμβρυο) ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΞΩΕΜΒΡΥΙΚΗ ΣΤΟΙΒΑΔΑ Χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη (σύντηξη, κάτω από το κέλυφος, πλούσια σε αιμοφόρα αγγεία) (Alfred Hildebrand Analysis of Vertebrate Structure. New York: Wiley.)

67 Φυσιολογική ανάπτυξη

68 Φυσιολογική ανάπτυξη

69 Φυσιολογική ανάπτυξη 3 ημέρες Χόριο (Εξωτερική) Άμνιο (Εσωτερική)

70 Φυσιολογική ανάπτυξη 1. Το εξώδερμα έχει περικλείσει τη λέκιθο. 2. Το ενδόδερμα έχει αντικαταστήσει την υποβλάστη 3. Το μεσόδερμα έχει τοποθετηθεί ανάμεσα σε αυτές τις δύο περιοχές. 4. Μηχανισμοί????? Παρότι η πρώιμη επιβλάστη φαίνεται ομοιογενής, τα κύτταρά της είναι διαφορετικά μεταξύ τους. Επιφανειακοί δείκτες? Έτσι κάποια από αυτά παραμένουν στην επιβλάστη και άλλα μεταναστεύουν στο έμβρυο.

71 Φυσιολογική ανάπτυξη Χάρτης πεπρωμένου πρώιμου εμβρύου Σήμανση κυττάρων (Dil, DiO) και εντοπισμός τους σε όψιμα στάδια Από κύτταρα βλαστοδέρματος 1. περισσότερα Εξωεμβρυικές δομές 2. λιγότερα Έμβρυο

72 Φυσιολογική ανάπτυξη Παρότι ο σχηματισμός των αξόνων συμμετρίας του εμβρύου ολοκληρώνεται κατά τη γαστριδίωση, η εξειδίκευσή τους συμβαίνει νωρίτερα, στο στάδιο της αυλάκωσης. 1. Η αρχική λωρίδα προέρχεται από το πλέον οπίσθιο τμήμα της διαφανούς περιοχής και την ΟΟΖ 2 στιβάδες κυττάρων ΟΟΖ: Πάνω: συμβάλει στο εξώδερμα αρχικής λωρίδας Κάτω: συμβάλει στο δευτερογενή υποβλάστη

73 Φυσιολογική ανάπτυξη Επέκταση αρχικής λωρίδας με ενεργή διάταση 2. Συνεχής ροή, διέλευση κυττάρων επιβλάστης διαμέσου της αρχικής λωρίδας και κόμβου και από τις δύο πλευρές (κάποια κύτταρα ωστόσο παραμένουν στη λωρίδα) Μεσόδερμα Ενδόδερμα Τα κύτταρα της αρχικής υποβλάστης ωθούνται προς την περιφέρεια

74 Φυσιολογική ανάπτυξη Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας Καθώς η είσοδος των μεσοδερμικών κυττάρων συνεχίζεται, η αρχική λωρίδα αρχίζει να υποχωρεί μετακινώντας τον κόμβο του Hensen από το κέντρο σχεδόν της διαφανούς περιοχής σε περισσότερο οπίσθια θέση. 3. Στη θέση που υποχωρεί, σχηματίζεται ο ραχιαίος άξονας του εμβρύου και η νωτοχορδή.

75 Φυσιολογική ανάπτυξη Επιβλάστη 4. Η νευρική πλάκα προκύπτει από την επιβλάστη που βρίσκεται γύρω από τον κόμβο του Hensen

76 Φυσιολογική ανάπτυξη 5. Οι σωμίτες προκύπτουν από την περιοχή που βρίσκεται ακριβώς γύρω από τον κόμβο του Hensen 6. Το πλευρικό πέταλο προκύπτει από πιο οπίσθια τμήματα της αρχικής λωρίδας

77 Φυσιολογική ανάπτυξη Εμπρόσθια λωρίδα Οπίσθια λωρίδα Εξωεμβρυϊκοί ιστοί Μέση γραμμή Πλευρικά τμήματα Η αρχική λωρίδα δε χαρτογραφείται με αντιστοίχιση σημείου προς σημείο με το μελλοντικό εμπροσθοπίθιο σχέδιο του σώματος αλλά: Ο εμπροσθοπίσθιος άξονας της λωρίδας χαρτογραφείται στο μεσοπλευρικό άξονα του όψιμου εμβρύου Από το οπίσθιο ήμισυ της λωρίδας θα προκύψουν οι εξωεμβρυικοί ιστοί Τα επίπεδα της αρχικής λωρίδας από τα οποία αναπτύσσεται το ενδόδερμα και το μεσόδερμα.

78 Έμβρυο πριν την ανάπτυξη της αρχικής λωρίδας Μπροστινό ήμισυ πάχυνσης Kollar (πράσινη χρωστική, επιβλάστη και ενδιάμεσο στρώμα): Κόμβος Hensen και παράγωγά του (νωτοχορδή) Όπίσθιο ήμισυ πάχυνσης Kollar (κόκκινη χρωστική, επιβλάστη και ενδιάμεσο στρώμα): Οπίσθια περιοχή αρχικής λωρίδας Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF.

79 Κόμβος Hensen: (1) Η θέση από την οποία ξεκινάει η γαστριδίωση (2) Τα κύτταρα αυτής της περιοχής γίνονται μεσόδερμα νωτιαίας χορδής (3) Τα κύτταρα αυτής της περιοχής μπορούν να οργανώσουν ένα δεύτερο εμβρυικό άξονα όταν μεταμοσχευθούν σε άλλες θέσεις γαστριδίου. Μεταμόσχευση σε επιβλάστη εμβρύου όρνιθας. Επαγωγή σχηματισμού νέου εμβρύου (όπως φαίνεται από το σχηματισμό νευρικού σωλήνα) από ιστούς του δέκτη στη θέση του μοσχεύματος Πάχυνση Κοllar: (1) H μεταμόσχευσή της επάγει σχηματισμό νέων εμβρυικών αξόνων. (2) Τα ενδιάμεσα κύτταρα της πάχυνσης εκφράζουν το γονίδιο goosecoid το οποίο είναι γνωστό από άλλους οργανωτές

80 Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου (1) Το έμβρυο της όρνιθας είναι αμνιωτό Μορφολογία παρόμοια με θηλαστικά (2) Πρώιμη ανάπτυξη: = επίπεδο βλαστόδερμα Αρχική λωρίδα: επάγεται στο οπίσθιο όριο και επιμηκύνεται προς το εμπρόσθιο Γαστριδίωση: διαρκής κυτταρική μετακίνηση μέσω της αρχικής λωρίδας. (3) Εξω-εμβρυικές μεμβράνες: Λεκιθικός σάκος-χόριο-άμνιο-αλλαντοίδα: Υποστήριξη εμβρύου με οξυγόνο και θρεπτικά υλικά (4) Χάρτης πεπρωμένου: ο ΕΟ άξονας αρχικής λωρίδας αντιστοιχεί στο μεσοπλευρικό άξονα του πρωτογενούς αρχιτεκτονικού σχεδίου του σώματος

81 2. Τοπική εξειδίκευση πρώιμου εμβρύου Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά

82 Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Κανόνας Von Baer (1828): Το έμβρυο αναπτύσσεται έτσι ώστε ο επιμήκης άξονά του να είναι σχεδόν κάθετος στον επιμήκη άξονα του αυγού (η ουρά του εμβρύου βρίσκεται προς τον παρατηρητή)

83 Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Προσανατολισμός ως προς την κατεύθυνση της περιστροφής (γέρνει, δεν περιστρέφεται) Προσανατολισμός (όχι περιστροφή) Δημιουργία πολικότητας κατά μήκος του εμπροσθοπίσθιου άξονα στο βλαστόδερμα του εμβρύου της όρνιθας ως αποτέλεσμα της ενδομήτριας περιστροφής του αυγού (14-16h). Ε=εμπρόσθιο, Ο=οπίσθιο

84 Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Το οπίσθιο άκρο σχηματίζεται στο ανώτερο άκρο βλαστοδέρματος Καθώς περιστρέφεται το αυγό (10-12 περιστροφές/h), τα ελαφρύτερα συστατικά της λεκίθου τοποθετούνται κάτω από τη μία πλευρά του βλαστοδέρματος και τη σπρώχνουν προς τα πάνω. Αυτή η πιο υπερυψωμένη περιοχή γίνεται ο πίσω πόλος του εμβρύου (αρχική λωρίδα). (Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; Copyright 2000, Sinauer Associates)

85 Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Κατάτμηση πρώιμου βλαστοδέρματος: σχηματισμός πλήρους εμβρυικού άξονα Η ικανότητα σχηματισμού αρχικής λωρίδας βρίσκεται στην οριακή ζώνη. Αν χωριστεί ένα βλαστόδερμα σε 4 μέρη, καθένα από τα οποία έχει τη δική του οριακή ζώνη, τότε κάθε τμήμα θα σχηματίσει τη δική του αρχική λωρίδα (Spratt and Haas 1960)). Αν στα τμήματα που θα κοπούν υπάρχει πρωτογενές οπίσθιο βλαστόδερμα: θα παραμένει οπίσθιο τμήμα (πρώιμη πολικότητα)

86 Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Πρώιμες αλληλεπιδράσεις επαγωγής μεσοδέρματος και δράσης οργανωτή Εμβρυολογικά πειράματα: ίδιοι παράγοντες με Xenopus brachyury Ακραίο οπίσθιο τμήμα επιβλάστης διαφανούς περιοχής

87 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου (1) Επαγωγή της αρχικής λωρίδας από την οπίσθια οριακή ζώνη, από τη δευτερογενή υποβλάστη (Στ.3) ή από ένα ίζημα κυττάρων που εκκρίνει την πρωτεΐνη vg1 (nodal-like) σε συνδυασμό με τον παράγοντα Wnt. (επιβλάστη ΟΟΖ: έως στάδιο ΧΙ) ΧΙ ΧΙ Μέχρι το στάδιο ΧΙ που αρχίζει ο σχηματισμός της δευτερογενούς υποβλάστης στάδιο ΧΙ (πάχυνση Kollar) στάδιο 3 (επαγωγή από δευτερογενή υποβλάστη) Το μόσχευμα απλώς επάγει, δεν συνεισφέρει δικά του κύτταρα στην επαγόμενη αρχική λωρίδα και στον κόμβο του Ηensen. (Bachvarova et al. 1998; Khaner 1998) Η οπίσθια οριακή ζώνη είναι η μόνη περιοχή του εμβρύου που εκκρίνει Vg1.

88 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου (2) Ο σχηματισμός μιας αρχικής λωρίδας καταστέλλει το σχηματισμό άλλων Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος σχηματισμός αρχικής λωρίδας στο οπίσθιο όριο Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + vg1 πλευρικά σχηματισμός αρχικής λωρίδας πλευρικά και καταστολή αρχικής λωρίδας δέκτη Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ 2x vg1 σχηματισμός 2 αρχικών λωρίδων Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + vg1 + vg1 (>5h later) σχηματισμός 1 αρχικής λωρίδας Παραγωγή κατασταλτικού σήματος από την πρώτη αρχική λωρίδα

89 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου (3) Επαγωγική αλληλεπίδραση οργανωτή (κόμβος Hensen τοπική εξειδίκευση εξωδέρματος και μεσοδέρματος) Επαγωγικό σήμα κόμβου Hensen Η μεταμόσχευση ενός κόμβου Hensen στη διάφανη περιοχή (κοντά στην αρχική λωρίδα) επάγει τη δημιουργία ενός δεύτερου, μερικώς ανεπτυγμένου άξονα στον οποίο η νωτοχορδή προέρχεται από το μόσχευμα και ο νευρικός σωλήνας και οι σωμίτες προέρχονται από τον δέκτη.

90 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Επαγωγικότητα κόμβου Hensen (δότης) μέχρι: Δεκτικότητα επιβλάστης (δέκτης) Η&Η 8 Η&Η 4 (4 σωμίτες) (οριστική λωρίδα) Κόμβοι πρώιμων σταδίων: εμπρόσθιες νευρικές δομές Κόμβοι όψιμων σταδίων: οπίσθιες νευρικές δομές

91 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Πρώιμα στάδια + αφαίρεση κόμβου Hensen φυσιολογικός σχηματισμός προτύπου στο έμβρυο (εμβρυϊκή ρύθμιση) επανασχηματισμός κόμβου από το οπίσθιο άκρο οπής (αρκεί να υπάρχει αρχική λωρίδα σε μέση ανάπτυξη) καταστολή σχηματισμού άλλων κόμβων

92 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Η επίδραση του οργανωτή οφείλεται στην καταστολή του μονοπατιού ΒΜΡ??? Περιφέρεια βλαστοδέρματος: παράγοντες ΒΜΡ Κόμβος Hensen: noggin, chordin, nodal (καταστολείς ΒΜΡ)

93 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Παρότι παρατηρείται μείωση σηματοδότησης BMP (φωσφορυλιωμένη smad1) στην περιοχή της μελλοντικής νευρικής πλάκας καταστολείς BMP σε εκφυτεύματα επιβλάστης (in vitro) όχι επαγωγή νευρικού ιστού Πείραμα: έκτοπη έκφραση chordin σε non-neural περιοχές της επιβλάστης δεν προκαλεί επαγωγή νευρικής πλάκας (Streit and Stern 1999). Ο ανταγωνισμός της σηματοδότησης BMP δεν αρκεί για την επαγωγή νευρικής πλάκας

94 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Μάλλον οι παράγοντες FGFs (fibroblast growth factors) φαίνεται να επάγουν νευρωνικούς φαινοτύπους στα κύτταρα της επιβλάστης. (Alvarez et al. 1998; Storey et al. 1998). FGFs παράγονται σε κόμβο Hensen και αρχική λωρίδα. FGF, Wnt πιθανή επαγωγή νευρικού ιστού Καταστολείς FGF παρεμπόδιση επαγωγής νευρικού ιστού

95 Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Εμπροσθοπίσθιος άξονας νευρικού σωλήνα Παράγοντες FGF (αρχική λωρίδα) (Xenopus, zebrafish) Cdx* Hox* (οπίσθια γονίδια) Σφαιρίδια FGF + επιβλάστη σχηματισμός δομών οπίσθιου νευρικού σωλήνα από τμήματα της επιβλάστης Οι παράγοντες που ρυθμίζουν παραγωγή δομών πρόσθιου νευρικού σωλήνα είναι άγνωστοι. Υπάρχουν ωστόσο δεδομένα ότι παρέχονται από το πρόσθιο σπλαχνικό ενδόδερμα. (Diaz and Schoenwolf 1990; Darnell et al. 1999)

96 Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τα έμβρυα των σπονδυλωτών είναι λίγο ως πολύ αμφιπλευροσυμμετρικά Ωστόσο, η αμφίπλευρη συμμετρία δεν είναι απόλυτη Το αριστερό ήμισυ διαφέρει από το δεξί (καρδιά, σπλήνας συκώτι)

97 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Ασυμμετρία στο έμβρυο της όρνιθας 15: (50-55h): Κρανιακή κάμψη μεγαλύτερη των 90 ο C. Σχηματίζεται ο οφθαλμικός κάλυκας. Κλίση κόμβου Hensen προς τα αριστερά Καρδιακός σωλήνας (S) Κάμψη εμβρύου (κεφαλή δεξιά) Στομάχι και έντερο Μορφολογική ασυμμετρία καρδιάς και σπλάχνων

98 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Αλληλουχία γεγονότων: Ρήξη της βασικής αμφίπλευρης συμμετρίας εμβρύου 1 (στις δομές κόμβου ή μέσης γραμμής) Ενίσχυση ασυμμετρίας 2 ( διαφορετικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης εκατέρωθεν της μέσης γραμμής) Εξάπλωση της πληροφορίας στο πλευρικό μεσόδερμα 3 (στιβάδα ιστού που εμπλέκεται περισσότερο στο σχηματισμό των ασύμμετρων οργάνων) 4 Έλεγχος κυτταρικής συνάφειας και κίνησης ΑΣΥΜΜΕΤΡΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ

99 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Αρχικό γεγονός ρήξης βασικής αμφίπλευρης συμμετρίας??? Η διάκριση αριστερά-δεξιά στο σώμα των σπονδυλόζωων ρυθμίζεται από 2 κύριες πρωτεΐνες: τον παρακρινή παράγοντα Nodal (εκφράζεται στην αριστερή πλευρά όλων των σπονδυλωτών, τοπική δράση/γειτονικά κύτταρα) το μεταγραφικό παράγοντα Pitx2 (εκφράζεται στην αριστερή πλευρά όλων των σπονδυλωτών) Nodal: κύριο σηματοδοτικό μόριο κυτταρικής διαφοροποίησης Pitx2: τελικός τελεστής κυτταρικής διαφοροποίησης

100 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Whole mount in situ hybridization με σημασμένους ανιχνευτές του mrna του γονιδίου nodal της όρνιθας (μωβ χρωστική): Έκφραση στο πλευρικό μεσόδερμα της αριστερής μόνο πλευράς του εμβρύου Πώς ενεργοποιείται η έκφραση του nodal στην αριστερή πλευρά? Οι μηχανισμοί διαφέρουν στα διάφορα σπονδυλόζωα.

101 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Levin et al., Cell 82:803, 1995 Nodal sonic hedgehog activin receptor IIA: ασύμμετρα πρότυπα έκφρασης στο πρώιμο έμβρυο όρνιθας και ρυθμίζουν το ένα το άλλο σχηματίζοντας μονοπάτια

102 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Πειραματική προσέγγιση: τοπική εφαρμογή παραγόντων Ιοί RCAS (Replication competent avian-specific viruses) Παράγοντες δεσμευμένοι σε σφαιρίδια Επίδραση στην έκφραση άλλων παραγόντων

103 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Ασύμμετρη έκφραση: nodal (αριστερά στα σπονδυλωτά) Ποικιλότητα στα διάφορα είδη σπονδυλωτών

104 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Πείραμα: Δεξιά πλευρά αναπτυσσόμενου εμβρύου + nodal τυχαιοποίηση θέσης πολλών οργάνων που κανονικά χαρακτηρίζονται από ασυμμετρία (A) Φυσικού-τύπου έκφραση του γονιδίου nodal της όρνιθας: έκφραση στην αριστερή πλευρά (σκουρόχρωμη περιοχή). Ασύμμετρη μορφολογία στην καρδιά των εμβρύων. Το ίδιο πρότυπο προκύπτει όταν ένα ίζημα κυττάρων που εκκρίνει Shh μεταμοσχεύεται στην αριστερή πλευρά, εκεί που συνήθως εκφράζεται. Όταν ένα ίζημα κυττάρων που εκκρίνει Shh μεταμοσχεύεται στα δεξιά του κόμβου, η έκφραση του γονιδίου nodal γίνεται αμφιπλευρο-συμμετρική (Levin et al. 1995) και η αναδίπλωση της καρδιάς γίνεται με τρόπο τυχαίο.

105 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου nodal Πρώιμα γεγονότα (1) Αρχικά: σε μία μικρή επικράτεια αριστερής πλευράς κόμβου Hensen, ο οποίος υποχωρεί

106 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Όψιμα γεγονότα Εξάπλωση της πληροφορίας στο πλευρικό μεσόδερμα) (2) σε μεγαλύτερη επικράτεια στο μεσόδερμα του αριστερού πλευρικού πετάλου αυτοκαταλυτικός βρόχος ΜΓΦ σηματοδότηση καταστολέας Nodal ΚΥΡΙΟ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΙΚΟ ΜΟΡΙΟ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗΣ Τελικός τελεστής κυτταρικής διαφοροποίησης Δ Ε Ξ Ι Α Ενίσχυση ασυμμετρίας

107 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου sonic hedgehoc (shh) lefty-1 caronte (car) bone morphogenetic proteins Activin activin receptor IIa caronte (car) Κύριο σηματοδοτικό μόριο κυτταρικής διαφοροποίησης Τελικός τελεστής κυτταρικής διαφοροποίησης Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.

108 Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική) Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου Blocking of activin (by follistatin): κατάργηση ασύμμετρης έκφρασης shh Activin-beads placed to the left of Hensen s node: καταστολή έκφρασης shh (και nodal) Μεταμόσχευση κυττάρων που εκφράζουν shh στη δεξιά πλευρά του κόμβου του Hensen: συμμετρική έκφραση nodal στο πλευρικό μεσόδερμα Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.

109 3. Οργανογένεση στο έμβρυο της όρνιθας 3.1. Το έμβρυο 3.2. Νευρικό σύστημα 3.3. Περιοχή φαρυγγικών τόξων 3.4. Καρδιά και κυκλοφορία 3.5. Μεσόδερμα

110 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Όψιμα στάδια ανάπτυξης εμβρύου όρνιθας: πιο παλιά και κύρια πηγή γνώσης της ΟΡΓΑΝΟΓΕΝΕΣΗΣ ΣΠΟΝΔΥΛΩΤΩΝ Κύρια μορφολογικά γεγονότα οργανογένεσης

111 ΠΡΟΣΘΙΟ εξώδερμα βλαστοδέρματος νευρική αύλακα πρόσθιο έντερο εξωεμβρυικό μεσόδερμα νευρική πτυχή νευρική πλάκα ενδόδερμα Η οργανογένεση αρχίζει από το κεφάλι και προχωρεί βαθμιαία προς την ουρά σωμίτης ενδιάμεσο μεσόδερμα σωματικό μεσόδερμα σπλαχνικό μεσόδερμα κόμβος του Hensen μεσόδερμα Προσθιοπίσθια εξέλιξη σε έμβρυο 24h αρχική λωρίδα ΟΠΙΣΘΙΟ

112 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 2 η ημέρα (33-38h) Τρία πρωτογενή εγκεφαλικά κυστίδια Οπτικά κυστίδια Κλίση στα δεξιά

113 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Κεφαλή: στρέφεται προς τα δεξιά 13: Δεκαεννέα σωμίτες (49-52h): Η αμνιακή πτυχή καλύπτει το κεφάλι έως τον οπισθεγκέφαλο. Εμφανίζονται η κρανιακή και η αυχενική κάμψη (κοιλιακές κάμψεις του άξονα του σώματος οι οποίες δίνουν στο έμβρυο κεκαμμένη μορφή). Το κεφάλι στρέφεται προς τα δεξιά. Ο τηλεγκέφαλος μεγαλώνει. Εμπρόσθια εξωεμβρυική πτύχωση (σε περιοχή κεφαλής) Μετακινείται και αργότερα αναπτύσσεται σε χόριο, άμνιο κρανιακή κάμψη: Στο ύψος του μεσεγκέφαλου (μόνιμη) αυχενική κάμψη: Μεταξύ οπισθεγκέφαλου και προσθίου τμήματος σώματος (παροδική).

114 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 14: Εικοσιδύο σωμίτες (50-53h):Κρανιακή κάμψη 90 ο. Αορτικά τόξα 1,2 και βραγχιακές σχισμές 1,2. Αρχίζει η εγκόλπωση οφθαλμικών κυστιδίων. 15: (50-55h): Κρανιακή κάμψη μεγαλύτερη των 90 ο C. Εμφανίζονται το αορτικό τόξο 3 και η βραγχιακή σχισμή 3. Σχηματίζεται ο οφθαλμικός κάλυκας. 16: (51-56h): Εμφανίζεται το φύτρο των προσθίων άκρων της ουράς. Έντονη κάμψη κεφαλής μεταξύ πρόσθιου-οπίσθιου εγκεφάλου 3 πρώτες φαρυγγικές σχισμές Εγκόλπωση οπτικών κυστιδίων και σχηματισμός φακών από παρακείμενη επιδερμίδα

115 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 2.5 ημέρες (52-64h) Έμβρυο στην αμνιακή κοιλότητα 17: (52-64h): Εμφανίζονται η καταβολή των άκρων, η επίφυση και τα ρινικά βοθρία.

116 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 3d: Βαθύτερη η αρχική κεφαλική πτυχή εμπρόσθια σωματική πτυχή ανύψωση εμπρόσθιου ημίσεως σώματος (πρόσθιο αρχέντερο) 4d: Οπίσθια σωματική πτυχή ανύψωση οπίσθιου ημίσεως εμβρύου οπίσθιο αρχέντερο + λεκιθοεντερικός αγωγός αλλαντοϊδα

117 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 3-3.5d Οπίσθιο άκρο: Καταβολή ουράς 18: (3d): Το φύτρο των οπίσθιων άκρων είναι λίγο μεγαλύτερο από αυτό των πρόσθιων. Το άμνιο είναι σχεδόν κλειστό. Εμφανίζεται η αλλαντοίδα. 19: (3-3.5d): Εμφανείς άνω και κάτω γναθικές προβολές. Το μάτι δεν έχει ακόμα χρωστική. (αποτελείται από: νωτοχορδή, νευρικός σωλήνας, σωμίτες, οπίσθιο έντερο)

118 Το έμβρυο Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 20: (3-3.5d): Ο κορμός είναι ευθύς. 21: (3.5d): Τα φύτρα των άκρων είναι ασύμμετρα και εκτείνονται προς τα πίσω 4 ημέρες Εκκόλαψη: 20 η -21 η ημέρα

119 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Νευρικό σύστημα Πρωτογενή κυστίδια πρόσθιου, διάμεσου και οπίσθιου ΠΡΩΙΜΟΥ εγκεφάλου ( παρεγκεφαλίδα) ( τετράδυμα) ( οπτικά κυστίδια) ( εγκεφαλικά ημισφαίρια) π π ο ο δ (υποδοχείς οπτικών νεύρων) δ Αλλαγή σχήματος του πρώιμου εγκεφάλου του εμβρύου της όρνιθας από την ημέρα 2 ως την ημέρα 4,5 της ανάπτυξης. (μύες, αισθητήρια όργανα) ΖΕΥΓΗ ΝΩΤΙΑΙΩΝ ΝΕΥΡΩΝ

120 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Περιοχή φαρυγγικών τόξων Οπίσθιος εγκέφαλος (μεταμερική οργάνωση και ιστοί διαφορετικών βλαστικών στιβάδων) παρεγκεφαλίδα r2, r4, r6: Κύτταρα νευρικής ακρολοφίας (βραγχιακά τόξα γύρω από φάρυγγα) 7 ρομβομερή BT-1: Τόξο γνάθου Αποφύσεις άνω & κάτω γνάθου ΒΤ-2: Υοειδές τόξο 3 ημερών

121 Περιοχή φαρυγγικών τόξων Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας κρανιακά νεύρα (V-ΧΙΙ). 7 ρομβομερή (r1-r7) Κρανιακά νεύρα Νευρώνουν κάθε ένα βραγχιακό τόξο (Lumsden Philosophical Transactions of the Royal Society 331, ).

122 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Καρδιά και κυκλοφορία Στο επίπεδο οπίσθιου εγκεφάλου από ζεύγος ενδοθηλιακών συμπυκνώσεων (μεταξύ σπλαχνικού μεσοδέρματος και εντέρου) 2 σωλήνες 1 σωλήνας (ενδοκάρδιο) + Μυοκάρδιο (μυικό τοίχωμα, από παρακείμενο σπλαχνικό μεσόδερμα) (αρχή 2d, 7 σωμίτες) Κίνηση προς τα πίσω (εμπρόσθια σωματική πτυχή) Περιελιγμένος σωλήνας (48h) (φλεβώδης κόλπος, κόλπος, κοιλία, οδός εκροής)

123 Καρδιά και κυκλοφορία Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Πρώιμα στάδια: Νησίδες αίματος και αιμοφόρων αγγείων (αδιαφανή περιοχή) Αγγεία (διαφανή περιοχή) Αγγεία εντός του εμβρύου (μεσόδερμα) 36h: χτυπά η καρδιά 3d: κυκλοφορία αίματος ανάμεσα στο έμβρυο και τη λεκιθική μάζα

124 Καρδιά και κυκλοφορία Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Η βασική κυκλοφορία ενός εμβρύου αμνιωτού. Ο 2 : εξωεμβρυική τριχοειδής στιβάδα. Ομφάλιος λώρος Αλλαντοίδα (6d) κύριο αναπνευστικό όργανο

125 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Σωμιτογένεση (μεταμερισμός) Οι σωμίτες σχηματίζονται διαδοχικά από εμπρός (Ε) προς τα πίσω (Ο) από το τέλος της ημέρας 1. Μετάβαση κυττάρων από χαλαρή μεσεγχυματική μορφολογία σε συμπαγή επιθηλιακή (στενή σύνδεση κυττάρων).

126 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Σωμιτογένεση 4d, 45 σωμίτες

127 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Σχηματισμός 3 δομών από κάθε σωμίτη: (Σ) Μελλοντικός σχηματισμός σπονδύλων (εκτός φάσης σε σχέση με τους σωμίτες!!!!) (Μ) Μελλοντικός σχηματισμός γραμμωτών μυών (μεταμερικής οργάνωσης) (Δ) Συμβάλει στο σχηματισμό της δερμίδας του δέρματος

128 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Ανάπτυξη νεφρού, γονάδων και επινεφριδίων από το ενδιάμεσο μεσόδερμα. (Witschi Development of Vertebrates. Saunders). εκφυλίζεται 2-3d (7-15σωμ) (3-4d, 16-27σωμ) (σπειράματα και σωληνάρια) Μεσονεφρός: Λειτουργικός νεφρός πτηνών κατά την εμβρυική ζωή

129 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Εκκόλαψη: μετανεφρός (5-8d)

130 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Ενδιάμεσο μεσόδερμα (μεσοκοιλιακά προς τον νεφρό) Επινεφρίδιο: 1) φλοιός: ενδιάμεσο μεσόδερμα 2) μυελός: νευρική ακρολοφία Γονάδες: από μεσέγχυμα και υπερκείμενο κοιλωματικό επιθήλιο Γεννητική ακρολοφία

131 Μεσόδερμα Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας Εμπρόσθια εξωεμβρυϊκή προέλευση των αρχέγονων γαμετικών κυττάρων μετανάστευση Γεννητική ακρολοφία 4d: ίδια εμφάνιση γονάδων σε θηλυκά και αρσενικά Περιοχή (μεσοδέρματος) αορτής-γονάδας-μεσόνεφρου αιματοποίηση

132 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας καταβολή ποδιού (3d) ΑΚΡΑ: από μεσόδερμα πλευρικού πετάλου

133 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας επιμήκυνση 4d: διαφοροποίηση (από το κέντρο προς τη περιφέρεια)

134 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας

135 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας 9d

136 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας

137 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας

138 Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας

139 ΣΥΝΟΨΗ (1) Το έμβρυο της όρνιθας είναι αμνιωτό Μορφολογία παρόμοια με θηλαστικά (2) Πρώιμη ανάπτυξη: = επίπεδο βλαστόδερμα Αρχική λωρίδα: επάγεται στο οπίσθιο όριο και επιμηκύνεται προς το εμπρόσθιο Γαστριδίωση: διαρκής κυτταρική μετακίνηση μέσω της αρχικής λωρίδας. (3) Εξω-εμβρυικές μεμβράνες: Λεκιθικός σάκος-χόριο-άμνιο-αλλαντοίδα: Υποστήριξη εμβρύου με οξυγόνο και θρεπτικά υλικά (4) Χάρτης πεπρωμένου: ο ΕΟ άξονας αρχικής λωρίδας αντιστοιχεί στο μεσοπλευρικό άξονα του πρωτογενούς αρχιτεκτονικού σχεδίου του σώματος (5) Επαγωγικές αλληλεπιδράσεις κατά τη γαστριδίωση εν μέρει συγκρίσιμες με αυτές του Xenopus (6) Ασυμμετρία εμβρύου στον άξονα ΔΑ, βασίζεται στην έκφραση των γονιδίων nodal και pitx2 στην αριστερή πλευρά του εμβρύου (7) Το έμβρυο της όρνιθας είναι πολύ σημαντικό για τη μελέτη της οργανογένεσης