Посещений:
Establishment of the Epaxial-Hypaxial Boundary in the Avian Myotome | |
Скелетные мышцы туловища расходятся на дорсомедиальные epaxial и вентролатеральные hypoxial мышцы, разделенные мышечной перегородкой. Дермомиотомы и миотомы дорсовентрально непрерывны и в них не определяется морфологическая epaxial-hypaxial граница. Транскрипционные факторы En1 и Sim1 подразделяют дермомиотом амниот, так что En1 метит epaxial часть дермомиотома, в Sim1 hypaxial. Показано, что экспрессия этих генов сохраняется в клетках границы, накладывающейся на мышцы и кожу. En1-экспрессирующие клетки колонизируют миотом первоначально из ростральной и каудальной губы, а несколько позднее, непосредственно из дермомиотомного центра де-эпителизации. Экспрессия En1 в миотоме сопровождается появлением Fgfr-4/Pax7-экспрессирующих митотически активных миобластов. Это указывает на то, что такие клетки сохраняют такую экспрессию, вступая с миотом. Более того, это указывает на то, что epaxial-hypaxial граница в миотоме устанавливается за счет поздно возникающих, митотически активных миобластов.
|
У высших позвоночных скелетные мышцы туловища сегрегируют на отдельно иннервируемые epaxial (глубокие мышцы спины) и hypoxial мышцы (межреберные, стенки тела и конечностей)ю которые физически разделены мышечной перегородкой (myoseptum), наз. thorocolumbar fascia у людей, septum laterale у амниот и horizontale myoseptum у рыб. Эпаксиально-гипоксиально расходящиеся мышцы являются предварительным условием для сложных трехмерных перемещений и это происходит во время agnathan-gnathostome перехода.
У всех позвоночных скелетные мышцы туловища развиваются сз сегментированной палаксиальной мезодермы, сомитов. У имеющих челюсти рыб сомиты уже дифференцируются на эпаксиально-гипоксиально сегрегирующие мышцы. Однако, этого не происходит у амниот. У них сомиты дифференцируются вдоль дорсо-вентральной оси в дорсально расположенный дермомиотом, источник дорсального дермиса и мышц и вентрально расположенный склеротом, источник для позвоночного столба и ребер. Дермомиотом дает первые эмбриональные мышцы, миотом, путем отложения миобластов ниже в виде волн. Первая волна содержит постмитотические клетки и возникает из дорсомедиальной стенки эпителиального сомита. Эти клетки распространяются ниже дорсомедиальной-вентролатеральной границы дермомиотома и действуют в качестве каркаса для интеркаляции и расположения постмитотических клеток второй волны, которая возникает от всех 4 краев дермомиотома. В этой второй волне клетки сохраняют верность своему происхождению. Так что дорсомедиальная губа вносит вклад в дорсомедиальную часть, а вентролатеральной губы в вентролатеральную часть миотома, а клетки от рострокаудальных губ проецируются в миотом непосредственно ниже. Первые две волны создают первичный постмитотический миотом, который затем заполняется третьей волной из клеток предшественников, который исходят из ростральной и каудальной губ дермомиотома, которые являются митотически активными и экспрессируют Fgfr4. Наконец, центр де-эпителизации дермомиотома испытывает массивный приток четвертой волны митотически-активных экспрессирующих Fgfr4 мышечных предшественников. Благодаря своей митотической активности эти клетки в конечном итоге и составлют основную массу мышц.
Жермомиотом, как и миотом являются дорсовентрально непрерывными структурами без морфологически видимой эпаксиально-гипоксиальной границы. Однако, эксперименты по мечению показали, что эпаксиально-гипаксиальные клетки возникают из разных клеточных клонов во время гаструляции. Было установлено, что зрелый дермомиотом и миотом представлены самостоятельными эпаксиальным и гипоксиальным компартментами. Т.о., эпаксиально-гипоксиальное подразделение, хотя морфологически не проявляется, но присутствует в сомитах амниот. Несмотря на это первоначально закладываемый каркас миотома (первая волна) по крайней мере на фланговых уровнях, по-видимому, происходит только из медиальной/эпаксиальной стороны сомита. Более того судьбы проспективных медиальных/эпаксиальных и латеральных/гипаксиальных частей не детерминирована в ранних сомитах и может быть изменена, если сигналы, формирующие паттерн сомита медиолатерально изменены. Это указывает на то, что эпаксиально-гипаксиальные границы сомитов устанавливаются со временем.
Недавние исследования показали. что эпаксиально-гипаксиальные границы дермомиотома молекулярно детерминируются дифференциальной экспрессией гомобокс содержащего транскрипционного фактора En1 и bHLH транскрипционного фактора Sim1, при этом En1 демаркирует эпиаксиальный, а Sim1 гипаксиальный домены. Запускаемый с помощью латеральной мезодермы Sim1 экспрессируется во всей латеральной половине сомита начиная с ранних стадий. Экспрессия En1 инициируется сложной регуляторной сетью с вовлечением хорды, нервной трубки и поверхностной эктодермы и обнаруживается в дермомиотоме сомита на стадиях VIII-X. На этой стадии En1- и Sim1-экспрессирующие части дермомиотома формируют компартментную границы (Cheng et al., 2004). Это указывает на то, что En1 является ключевым маркером для начинающейся эпаксиально-гипаксиального разделения сомита. В конечном итоге экспрессия EN1 появляется также в миотоме с границей экспрессии, общей с границей экспрессии в лежащем поверх дермомиотоме. Было установлено, что все En1-экспрессирующие клетки возникаюи из эпаксиальной части сомита.
Экспрессия En1 начинается в дермомиотоме непосредственно перед началом иммиграции митотически активных мышечных предшественников в миотом. Было предположено, что эти клетки могут нести дермомиотальную экспрессию En1 и тем самым устанавливать молеклуярную эпаксиально-гипаксиальную границу в миотоме. Чтобы проверить эту гипотезу авт. очень точно картировали пространственно-временное появление экспрессии En1 а миотомк по сравнению с экспрессией маркеров для дермамиотома и миотома, используя Fgfr4 специфический маркер для появляющихся митотически активных миобластов. Были картированы также клетки в разных регионах En1-экспрессирующего дермомиотома и исследованы гистологические изменения внутри дермомиотома и миотома. Было установлено, что En1-экспрессирующие клетки проникают в миотом первыми из ростральной и каудальной губ дермомиотома. Как только дермомиотом деэпителизируется, чтобы сформировать дермис, En1-экспрессирующие клетки также непосредственно переступают границу миотома. Экспрессия En1 в миотоме происходит одновременно с появлением Fgfr4-экспрессирующих миобластов, которые принрадлежат к третьей и четвертой волне митотически активных мышечных предшественников. Это подтверждает, что эпаксиально-гипаксиальная граница дермомиотома накладывается на миотом, когда митотически активные Fgfr4/En1-позитивные миобласты (которые кроме того экспрессируют Paraxis/Pax7) заполняют первоначально не определенный эпаксиально-гипаксиально первичный миотом.
|