H11 Organogenese
p450: omgedraaid
ledematen en tanden alleen
Ledematen van gewervelden:
Duim anterior - pink posterior (kip → digit 2 anterior - digit 4 posterior)
Je staat op de ventrale kant van je voet. Handpalm ventraal.
Kippenvleugel
Vraag: hoe oud is dit kippen embryo?
Bij 3 dagen zijn de limb buds = ledemaat knopjes zichtbaar, deze bestaan uit:
1. kern van los mesenchym
Afkomstig van lateraal plaat mesoderm → wordt skelet en van somieten → wordt spier.
2. buitenste laag epitheelcellen
pical ectodermal ridge (AER) die een grens vormt
Dikker deel in de epitheel laag is de a
tussen dorsaal en ventraal ectoderm. Deze is nodig voor proximo-distale groei. Onder de
AER zit de progress zone = actief delende cellen, proliferatie. Zodra ze de progress zone
verlaten gaan ze differentiëren.
Condensatie = eerste teken van kraakbeen naar bot differentiatie
Ledematen worden proximaal naar distaal aangelegd.
,Initiatie van limb bud formatie:
door combinatie van A-P hox genen met retinolzuur in het laterale plaat mesoderm wordt
gedetermineerd waar ledematen ontwikkelen.
Tbx4 = bovenste ledematen; vleugel/voorpoot
Pitx-1 nodig voor Tbx4 expressie.
Tbx5 = onderste ledematen; been
Holt Oram syndroom = TBX5 mutatie → defecten in bovenste ledematen en hart
Tbx4 en -5 zorgt voor productie van FGF-10 wat productie van FGF-8 activeert in het
overliggende ectoderm → wordt AER. Zodra er een stabiele positieve feedback loop is van
FGF zal de bud uitgroeien.
As determinatie in kip ledemaat:
● P-D
Secretie van FGF nodig voor uitgroei en het induceert Shh expressie.
FGF-4 kan de rol van AER overnemen.
Ectopisch = kunstmatig geïnduceerde expressie
Door FGF toe te voegen ontstaat een ectopisch ledemaat. De Shh
expressie van de polarizing region zit in het ectopische ledemaat
anterior in plaats van posterior.
De AER werkt als P-D organizer.
Cel polarisatie, georiënteerde celbeweging en deling in de richting van de AER zorgen voor
elongatie. Cel oriëntatie wordt gestuurd door een combinatie van FGF en Wnt planaire cel
polariteit (PCP).
Wnt-5a komt tot expressie in de elongerende limb bud, meeste Wnt-5a expressie distaal bij
de tip. Groeit met convergente extensie richting Wnt-5a toe ⇒ chemoattractant.
Wnt-5a mutant heeft korte en dikke ledematen want de cellen elongeren daar niet. Ook
missen distale delen.
FGF-4 dat in de AER geproduceerd wordt werkt ook als chemoattractant.
,Cellen verwerven hun positionele waarde in de progress zone. Cellen die het laatste uit de
progress zone komen zitten het meest distaal. Hoe dit P-D gebeurt is nog niet helemaal
duidelijk. Twee ideeën maar komen niet helemaal overeen met bewijzen:
1. hangt af van tijd in de progress zone
Stelt dat cellen kunnen meten hoelang ze in de zone gezeten hebben door bijv aantal
celdelingen of tijd blootgesteld aan FGF. Zo bepalen ze hoe proximaal of distaal ze zitten.
2. hangt af van diffundeerbare signalen
FGF diffundeert distaal naar proximaal en retinoïnezuur proximaal naar distaal. Gradiënt.
● A-P
posterior zit ZPA = zone of polarizing activity. Werkt als A-P organizer en heeft S
hh mRNA.
Deze bron van Shh waait uit over de hele ledematen.
A-P specificatie is het beste zichtbaar in digits identiteit formatie.
, Uit experiment bleek dat retinoïnezuur hetzelfde effect geeft als het anterior wordt
aangebracht. Later bleek dat retinoïnezuur Shh induceert, vandaar hetzelfde effect.
Preaxiale polydactyly = extra digit anterior. Door Sasquatch mutatie komt Shh ook anterior
voor. Dit komt door mutatie in de limb enhancer (ZRS).
Muizen zonder Shh hebben proximale maar geen distale structuren. Shh dus ook een rol
distale ontwikkeling.
Phocomelia = geen proximale structuren door thalidomide.
Hedgehog signaling
Gebeurt in primaire cilia.
- HH bindt aan patched
- Patched op zichzelf een inhiberend effect op smoothened
- als Smoothened inactief is fosforylatie Gli (1, 2, 3)
- gefosforyleerde Gli wordt geklieft tot GliRep wat de kern ingaat en als repressor
werkt
- met HH wordt inhibitie smoothened opgeheven waardoor er geen GliRep meer is
- Gli gaat kern in als activator
Shh induceert dus FGF en Gli
P-D en A-P met elkaar verbonden door een positieve feedback loop.
FGF uit AER.
● D-V
Gestuurd door ectoderm; als ectoderm D-V as draait daar de D-V as van limb buds ook.
Wnt-7a: Engrailed:
- dorsaal ectoderm - ventraal ectoderm
- uitgescheiden eiwit - transcriptiefactor
- mutatie zorgt voor ventralisatie - mutatie zorgt voor dorsalisatie en
- inductie van Lmx-1 in mesenchym Wnt-7a expressie ventraal
p450: omgedraaid
ledematen en tanden alleen
Ledematen van gewervelden:
Duim anterior - pink posterior (kip → digit 2 anterior - digit 4 posterior)
Je staat op de ventrale kant van je voet. Handpalm ventraal.
Kippenvleugel
Vraag: hoe oud is dit kippen embryo?
Bij 3 dagen zijn de limb buds = ledemaat knopjes zichtbaar, deze bestaan uit:
1. kern van los mesenchym
Afkomstig van lateraal plaat mesoderm → wordt skelet en van somieten → wordt spier.
2. buitenste laag epitheelcellen
pical ectodermal ridge (AER) die een grens vormt
Dikker deel in de epitheel laag is de a
tussen dorsaal en ventraal ectoderm. Deze is nodig voor proximo-distale groei. Onder de
AER zit de progress zone = actief delende cellen, proliferatie. Zodra ze de progress zone
verlaten gaan ze differentiëren.
Condensatie = eerste teken van kraakbeen naar bot differentiatie
Ledematen worden proximaal naar distaal aangelegd.
,Initiatie van limb bud formatie:
door combinatie van A-P hox genen met retinolzuur in het laterale plaat mesoderm wordt
gedetermineerd waar ledematen ontwikkelen.
Tbx4 = bovenste ledematen; vleugel/voorpoot
Pitx-1 nodig voor Tbx4 expressie.
Tbx5 = onderste ledematen; been
Holt Oram syndroom = TBX5 mutatie → defecten in bovenste ledematen en hart
Tbx4 en -5 zorgt voor productie van FGF-10 wat productie van FGF-8 activeert in het
overliggende ectoderm → wordt AER. Zodra er een stabiele positieve feedback loop is van
FGF zal de bud uitgroeien.
As determinatie in kip ledemaat:
● P-D
Secretie van FGF nodig voor uitgroei en het induceert Shh expressie.
FGF-4 kan de rol van AER overnemen.
Ectopisch = kunstmatig geïnduceerde expressie
Door FGF toe te voegen ontstaat een ectopisch ledemaat. De Shh
expressie van de polarizing region zit in het ectopische ledemaat
anterior in plaats van posterior.
De AER werkt als P-D organizer.
Cel polarisatie, georiënteerde celbeweging en deling in de richting van de AER zorgen voor
elongatie. Cel oriëntatie wordt gestuurd door een combinatie van FGF en Wnt planaire cel
polariteit (PCP).
Wnt-5a komt tot expressie in de elongerende limb bud, meeste Wnt-5a expressie distaal bij
de tip. Groeit met convergente extensie richting Wnt-5a toe ⇒ chemoattractant.
Wnt-5a mutant heeft korte en dikke ledematen want de cellen elongeren daar niet. Ook
missen distale delen.
FGF-4 dat in de AER geproduceerd wordt werkt ook als chemoattractant.
,Cellen verwerven hun positionele waarde in de progress zone. Cellen die het laatste uit de
progress zone komen zitten het meest distaal. Hoe dit P-D gebeurt is nog niet helemaal
duidelijk. Twee ideeën maar komen niet helemaal overeen met bewijzen:
1. hangt af van tijd in de progress zone
Stelt dat cellen kunnen meten hoelang ze in de zone gezeten hebben door bijv aantal
celdelingen of tijd blootgesteld aan FGF. Zo bepalen ze hoe proximaal of distaal ze zitten.
2. hangt af van diffundeerbare signalen
FGF diffundeert distaal naar proximaal en retinoïnezuur proximaal naar distaal. Gradiënt.
● A-P
posterior zit ZPA = zone of polarizing activity. Werkt als A-P organizer en heeft S
hh mRNA.
Deze bron van Shh waait uit over de hele ledematen.
A-P specificatie is het beste zichtbaar in digits identiteit formatie.
, Uit experiment bleek dat retinoïnezuur hetzelfde effect geeft als het anterior wordt
aangebracht. Later bleek dat retinoïnezuur Shh induceert, vandaar hetzelfde effect.
Preaxiale polydactyly = extra digit anterior. Door Sasquatch mutatie komt Shh ook anterior
voor. Dit komt door mutatie in de limb enhancer (ZRS).
Muizen zonder Shh hebben proximale maar geen distale structuren. Shh dus ook een rol
distale ontwikkeling.
Phocomelia = geen proximale structuren door thalidomide.
Hedgehog signaling
Gebeurt in primaire cilia.
- HH bindt aan patched
- Patched op zichzelf een inhiberend effect op smoothened
- als Smoothened inactief is fosforylatie Gli (1, 2, 3)
- gefosforyleerde Gli wordt geklieft tot GliRep wat de kern ingaat en als repressor
werkt
- met HH wordt inhibitie smoothened opgeheven waardoor er geen GliRep meer is
- Gli gaat kern in als activator
Shh induceert dus FGF en Gli
P-D en A-P met elkaar verbonden door een positieve feedback loop.
FGF uit AER.
● D-V
Gestuurd door ectoderm; als ectoderm D-V as draait daar de D-V as van limb buds ook.
Wnt-7a: Engrailed:
- dorsaal ectoderm - ventraal ectoderm
- uitgescheiden eiwit - transcriptiefactor
- mutatie zorgt voor ventralisatie - mutatie zorgt voor dorsalisatie en
- inductie van Lmx-1 in mesenchym Wnt-7a expressie ventraal
