260 likes | 588 Views
Epiteeli-mesenkyymi-vuorovaikutukset, esimerkkinä hammas ja ihokarva elimiä muodostuu kaikista alkiokerroksista, usein epiteelin ja mesenkyymin vuorovaikutuksesta epiteeli ektodermi epiteeli endodermi mesenkyymi mesodermi
E N D
Epiteeli-mesenkyymi-vuorovaikutukset, esimerkkinä hammas ja ihokarva • elimiä muodostuu kaikista alkiokerroksista, usein epiteelin ja mesenkyymin vuorovaikutuksesta • epiteeli ektodermi • epiteeli endodermi • mesenkyymi mesodermi • ektodermaalinen epiteeli ulokkeet (karvat, höyhenet, suomut, sarvet, hampaat) tai sisäänpainumat (hikirauhaset, maitorauhaset ym.) • endodermaalinen epiteeli ’sisäelimet’ (maksa, haima, munuaiset, keuhkot, ym.) • kaikkien elinten kehitys alkaa epiteelin paksuntumasta, plakodista
höyhen suomut • kumpi aloittaa elimen kehityksen: epiteeli vai mesenkyymi? • kudosrekombinantit: mesenkyymin tai epiteelin siirto toiseen paikkaan alkiossa • kanan alkio: jalan epiteeli siiven mesenkyymi ihon epiteeli jalan mesenkyymi
nisäkkään alkio: • ihon epiteeli + hampaan mesenkyymi hammas • hammasepiteeli + ihon mesenkyymi karva • siis: yleensä mesenkyymi määrää induktion suunnan epiteelin muutos • signaalimolekyylien viestintä kuitenkin vuorovaikutteista
Nisäkkään hampaan kehitys • Hermostopienasta syntynyt mesenkyymi vuorovaikuttaa leuan epiteelin kanssa erilaistuminen • Eri kasvutekijöiden ilmentyminen 14-vuorokautisen hiiren sikiön alaposkihampaassa. Kiillesilmu (ei solujakautumisia brdU, erittää useaa kasvutekijää (FGF4, SHH, BMP2). 3D-rekonstruktio mikroskooppileike
FGF4 = Fibroblast Growth Factor 4 BMP2 = Bone Morphogenetic Protein 2 SHH = Sonic Hedgehog
Nisäkkään karvan kehitys artikkeli PLoS Biology –sarjassa(Rendl et al. PLoS Biology 2005) indusoi pluripotenttien epiteelisolujen erilaistumisen
Eri signaalimolekyylien ilmentyminen hiiren karvan tyvellä 5 eri solutyypissä (DP = karvanysty, DF = dermalfraction = ympäröivä mesenkyymi), Mx = matrix, ORS = ulompi karvatuppi, Mc = melanosyytti) perusgeenit spesifiset geenit
Microarray-tekniikka • Geenilastulla tuhansien geenien DNAta • Geeniekspression mittaus: • Eristetään mRNA • Käännetään cDNA:ksi • Hybridisoidaan lastun kuopakkeiden DNA:han • Kytksetäänhybridisaatioon värireaktio • Värin voimakkuus kertoo ekspressiotason Nyt myös suoraan mRNA:n ”deepsequencing” expressiopofiili suoraan lähetti-RNA:n sekevenssoinnilla
Karvan kasvun geneettinen ’backbone’ ja ’signaturen’ genominen organisaatio geenin funktio
Genominen analyysi geeneittäin, ”gene ontology” Solun toiminta
Karvankohottajalihaksen kiinnittyminen (Fujiwara et al. Cell 2011) Nedfronektiini ohjaa sileitä lihassoluja kiinnittymään karvatuppeen
cortex dermis (verinahka) hikirauhanen karvanysty
Etu-taka- ja ylä-ala-akselin kehitys • Sammakko • hedelmöitys kortikaalirotaatio harmaa puolikuu • jo munasolu on polarisoitunut solukoostumuksen suhteen
alkusuun ylähuulenmuodostumiskohta huom: subkortikaalinen sytoplasma kääntyy animaalisen navan ja veg. navan sytoplasman kosketuspinta animaatio 1animaatio 2animaatio 3
ETU 30° ALA YLÄ TAKA
Harmaan puolikuun merkitys tsygootti 1 solujako ’vatsakappale’
Alkusuun yläpuolisen kudoksen siirto toinen etu-taka-akseli Nieuwkoop-keskus: endodermi, indusoi ylähuulen muodostamaan mesodermia chorda etu-taka-akseli Spemann: alkusuun ylähuuli = ’organisoija’
Proteiinit, jotka ilmenevät lähes yksinomaan Spemannin organisaattorissa dorsalisaatio (ylä/ala) goosecoid mRNA-injektio veg. alueelle toinen akseli
Etu-taka ja ylä-ala-akseleiden määräytyminen linnuilla • ylä-ala-akselin määrää pH ph 6.5 ph 9.5 Na+ H2O - + • pH:n tai potentiaalieron kääntäminen kääntää myös akselin 25 mV
Lintujen AP-akseli (Anterior/Posterior=etu-taka) • gravitaatio • ruskuaisen tiheyserot • ylemmäksi jäävä alkiolevyn osa posteriorinen pää radiaalinen symmetria bilateraalinen symmetria
alkiolevyn (radiaalisen) jako neljään neljä alkiota posterior marginal zone (PMZ) vastaa sammakon Nieuwkoop-keskusta
Vasen/oikea? • mm. sydän, perna, aortta, maksa, epäsymmetrisesti • kaikilla selkärankaisilla 2 tärkeää proteiinia • nodal - liukoinen parakriininen tekijä • Pitx2 -transkriptiotekijä
AP-akseli nisäkkäillä • 2 signaalikeskusta • node eli solmuke (= ’Hensenin silmu’) • viskeraalisenendodermin etuosa • node ’ruumis’ • endodermin etuosa + node etuaivot • geeniekspressio muistuttaa sammakon ja linnun organisaattoria • chordin ja noggin knock-out: ei vaikutuksia yksin, mutta kaksois-knock-out alkio, jolta puuttuu etuaivot, nenä ja kasvon rakenteita • hyönteisillä kaikki on toisin* väliotsakkeeseen: The Segmentation Genes asti