Körperachsen, Links-Rechts-Asymetrie. Differenzierung des Mesoderms.

Präsentation zum Thema: "Körperachsen, Links-Rechts-Asymetrie. Differenzierung des Mesoderms."—  Präsentation transkript:

1 Körperachsen, Links-Rechts-Asymetrie. Differenzierung des Mesoderms.
Semmelweis Universität Institut für Humanmorphologei und Entwicklungsbiologie 1. Jahrgang 1. Semester Vorlesung No. 24, Dávid Csaba

2

3 Körperachsen

4 Furchung Zygote +Polkörperchen 2 Zellen +Polkörperchen 8 Zellen
Blastozyst -Embryoblast (inner cell mass , ICM) -Trophoblast -Blastozöl Achsen: ICM – Blastozöl: embryonaler Pol– abembryonaler Pol 2. Polkörperchen: animaler Pol – vegetaler Pol

5 Polarität der Furchung
Eintrittstelle des Spermiums (Spermium entry point,SEP) nicht zufällig, normalerweise dem 2. Polkörperchen gegenüber definiert: die Ebene der erste Teilung den Takt der 2. Teilung PID preimplantációs diagnosztika 8 sejtes állapotig mehet

6 Schicksal der Blastomeren

7 „It is not birth, marriage, or death, but gastrulation, which is truly the most important time in your life.” LEWIS WOLPERT Gastrulation definiert die Körperachsen bildet Keimblätter (Ektoderm, Mesoderm, Entoderm) gastrulation

8 Gastrulation definiert die endgültigen Körperachsen
ICM -> Epiblast + Hypoblast dorsal ventral Aminionhöhle sekundärer Dottersack Dorsalisationssignal: BMP Ventralisationssignal: SHH

9 Gastrulation definiert die endgültigen Körperachsen
Entstehen des Primitvstreifens Signal von posterior marginal Zone: Wnt, Vg1 Nodal Expression hoch-, BMP Expression herunterreguliert Brachyury , Goosecoid (Transcriptionsfaktoren der Zellen des entstehenden Primitvstreifen) Hemmung : Crescent, DKK1, Cerberus

10 Gastrulation definiert die endgültigen Körperachsen
Primitivstreifen -> caudal Prächordalplatte ->cranial Aber: die rechte und linke Körperhälfte sind noch symmetrisch Prächordalplatte geschnittener Rand des Amnions Wand des Dottersacks Primitiv- streifen

11 Rechts-Links-Asymetrie
Situs inversus Situs solitus

12 Asymetrische Verteilung der Transkriptionsfaktoren und Signalmoleküle
links: SHH, Nodal, Pitx2, Lefty rechts: BMP4, FGF8, Snai1, WT1, TBX18 A right-sided pathway involving FGF8/Snai1 controls asymmetric development of the proepicardium in the chick embryo. Schlueter J, Brand T.; Proc Natl Acad Sci U S A May 5; 106(18): Epub 2009 Apr 13. PMID:

13 Störungen der Rechts-Links-Asymetrie
Durch Mutation in Transkriptionsfaktor-Gene Durch Kinoziliumdefekt Primary ciliary dyskinesia (PCD, oder Kartagener Syndrom) DNAH5 und DNAH11 (auf Chromosom 5, kodieren für Untereinheiten des Dynein-Komplexes) sind betroffen Symptomen: -chronische Bronchitis, Sinusitis -Situs inversus -Fertilitätsprobleme Warum?

14 Wie steuern Kinozielien die Genexpression?

15 Wie steuern Kinozielien die Genexpression?
Morphogen sweeping: Asymmetrische Verteilung der Signalmoleküle Mechanosensory cilia öffnen Ca2+-Kanäle und initiieren die Transkription der seitenspezifischen Gene

16 Beibehaltung der asymmetrischen Verteilung der Signalmoleküle
Primitiv-knoten lefty-1 Magen Milz Herz Lunge nodal Pitx-2 Shh, RS, FGF-8 Zilienbewegung (von rechts nach links) Darm Beibehaltung der asymmetrischen Verteilung der Signalmoleküle lefty-1 verhindert die Diffusion von Nodal und Pitx-2 von links nach rechts

17 Differenzierung des Mesoderms

18 Differenzierung des Mesoderms
Primitivknoten Primitivstreifen Zellmigration

19 Migration der Epiblastzellen
FGF8 downreguliert die Expression des E-Cadherins ohne E-Cadherin, die Zellen können ihre Kontakte mit der Nachbarzellen nicht erhalten, sie migrieren durch dem Primitivstreifen und bilden das Entoderm und das Mesoderm migrierende Zellen exprimieren Hyaluronsäure, die eine Hülle um die Zellen whärend der Wanderung bildet FGF8-mutante Maus: die Epiblast Zellen migrieren nicht, Entoderm und Mesoderm wird nicht geformt

20 Differenzierung des Mesoderms
paraxiales Mesoderm (Somiten, Urwirbel, Stammplatten-Mesoderm) Membrana buccopharyngea Kopffortsatz intermediäres Mesoderm (Somitenstiel, Nephrotom) Seitenplatten-Mesoderm (Somatopleura und Splanchnopleura) Primitivknoten extraembryonales Mesoderm Primitivstreifen

21 Dreikeimblättriger Embryo
Amnion Ektoderm Chorda dorsalis Mezoderm Entoderm Dottersack Querschnitt

22 Mediolaterale Aufteilung des Mesoderms
völlig segmentiert paraxialies Mezoderm teilweise segmentiert intermediäres Mezoderm nicht segmentiert Seitenplattenmesoderm ursprünglich nicht segmentiert axialies Mezoderm (Chorda dorsalis) Querschnitt

23 Somit (paraxiales Mesoderm)
Oberflächenektoderm Neuralrohr Somit (paraxiales Mesoderm) intermediäres Mesoderm Seitenplatten-mesoderm Chorda dorsalis Entoderm Somatopleura Darmrohr Splanchnopleura Zölom

24 Mediolaterale Aufteilung und longitudinale Segmentierung des Mesoderms
völlig segmentiert paraxiales Mezoderm intermediäres Mezoderm (caudal) Neuralrohr teilweise segmentiert axiales Mezoderm (Chorda dorsalis) ursprünglich nicht segmentiert Seitenplattenmesoderm nicht segmentiert intermediäres Mezoderm (cranial) Darmrohr Seitenansicht nach der Gastrulation und Neurulation teilweise segmentiert

25 Zusammenfassung der Segmentierung des Mesoderms
Embryoblast Hypoblast Epiblast Ektoderm Mesoderm Extraembryonales Mesoderm Entoderm Intraembryonales Mesoderm Chorion (mit dem Trophoblast zusammen) Seitenplattenmesoderm axiales Mezoderm (Chorda dorsalis) intermediäres Mezoderm paraxialies Mezoderm Sklerotom Urogenitalapparat Dermatom Nucleus pulposus Myotom

26 Differentierung des paraxialen Mesoderms
Dermatom -> Bindegewebe der Haut Myotom > Muskulatur des Rumpfes und teilweise der Extremitäten Sklerotom -> Skelettelemente des Rumpfes

27 Differentierung des Seitenplattenmesoderms
Splanchnopleura Somatopleura Skelettelemente der Extremitäten Parietalblatt der serösen Häute Visceralblatt der serösen Häute Kreislaufsorgane Blut Muskeln und Bidegewebe des Magen-Darm-Trakts und des Atmungssystems Muskeln der Extremitäten

28