Начало образования синовиальных суставов в развивающихся конечностях позвоночных инициируется сегментацией непрервывных хрящевых скелетys[ рудиментов на два и более отдельных элементов. Напр., плечевой, радиальный и локтевой зачатки первоначально образуются в виде непрерываного Y-образной единицы, в которй радиус и ульна ответвлеяются от плеча, а разделение этого Y-образного рудимента на 3 самостоятельных элемента происходит как резулдьтат образования локтевого сустава между дистальным концом плеча и проксимальными концами раиуса и ульны.

Формирование сустава инициируется превращением дифференцированных хондроцитов в местах презумптивных суставов в узкий диск плотно упакованных уплощенных клеток,наз. суставная промежуточная зона (interzone). В последнее время выявлено несколько секретируемых сигнальных молекул, включая Gdf5, Gdf6, stanniocalcin и noggin, а также транскрипционные факторы Cux1, ERG-3 и δEF1, участвующих в регуляции формирования суставной прромежуточной зоны.

Экспериментальные исследования показали, что локтевые суставы специфицируются ещё до образования суставной промежуточной зоны из определенной популяции клеток предшественников, расположенных в месте зачатка развивающейся конечности, в котором в дальнейшем будеет сформирован локтевой сустав. Было предположено, что гомеобоксные гены, которые обеспечивают паттерн-формирующими сигналами многие развивающиеся системы, скорре всего могут быть кандидатами на роль спецификации мест формирования суставов ( Yokouchi et al., 1991; Brunet et al., 1998; Pacifici et al., 2002; 2005). Было установлено, что во время спецификации локтевых суставов в зачатках конечностей эмбрионов кур на высоком уровне экспрессируются гомеобоксные транскрипционные факторы Dlx5 и Dlx6 дискретной группой клеток, соответствующей проспективному локтевому суставу. Такие клетки располагаются в месте, где плечо разветвляется на лучевой и локевой зачаток. Следовательно, Dlx5 и Dlx6 являются самыми ранними молекулярными маркерами презумптивных локтевых суставов. Экспрессия Dlx5 этими клетками сопровождается быстрой инициацией экспрессии Gdf5, который кодирует секретируемые сигнальные молекулы, которые участвуют в регуляции начала формирования суставов. Значит, Dlx гены могут участвовать в спецификации локтевых суставов и/или в предоставлении позиционной информации, которая специфицирует место, где будет формироваться локтевой сустав? возможно регулируя инициацию экспрессии Gdf5 и\или специфицируя место, где инициируется экспрессия Gdf5.

Если презумптивный локтевой сустав удаляется на ранней стадии (ст. 24) зачатка конечности кур до образования суставной интерзоны (ст. 27). то локтевой сустав не образуется. Это указывает на то, что формирование сустава зависит от клеток в презумптивной области локтевого сустава, которая формируется очень рано. Более того презумптивнфй локтевой сустав способен автономно дифференцироваться в суставные клетки, указывая тем самым. что интерзона может происходить из из определенного типа клеток предшественников, которые дифференцируются в соответствии с информацией, получаемой на более ранни х стадиях. Интересно, что конечности Gli3/Plzf двойных нокаутных эмбрионов мышей лишены проксимальных (stylopod и zeugopod) скелетных элементов, тем не менне обладают одиночным проксимальным хрящевым шаром клеток, напоминающих сустав, который экспрессирует суставные маркеры, включая Gdf5, указывая тем самым. что сустав может происходить из самостоятельной популяции клеток предшественников (Barna et al., 2005).

интересно, что домен экспрессии Dlx генов в проспективном локтевом суставе соответствует месту, где пересекаются домены экспрессии кластеров HoxA и HoxD (Yokouchi et al., 1991). Т.о., Dlx гены могут дейст вовать совместено с генами HoxA и HoxD в обеспечиении позиционными сигналами, которые будут предопределять место образования локтевого сустава и/или место бифуркации плеча.