Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου

Αναπτυξιακή βιολογία και ιστολογία
Ενότητα 2: Κύριοι οργανισμοί-μοντέλα
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΜΒΡΥΟΥ ΟΡΝΙΘΑΣ
(J.M.W. Slack, Βασικές Αρχές Βιολογίας Ανάπτυξης, 2007)
Δρ. Μαριάννα Χ. Αντωνέλου
Λέκτορας Βιολογίας Κυττάρου
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
O πιο αγαπημένος οργανισμός
στην επιστήμη της εμβρυολογίας,
από πολύ παλιά…
Εισαγωγή
«Περί ζώων γενέσεως»
«Η βιολογία αποτέλεσε, για το Αριστοτέλη, το προκαθορισμένο πεδίο
χρησιμοποίησης της λογικής του ….αποσκοπούσε στην ανεύρεση των
μορφών μέσα στην ύλη»
Aριστοτέλης
(Στάγειρα, 384-322πΧ)
Ανάπτυξη εμβρύου όρνιθας (3w), Μηχανισμοί (φυσικά φαινόμενα/φυσικά αίτια)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
Κατώτερα σπονδυλωτά - Ομοιότητες με τα θηλαστικά
Σπονδυλωτά – Ορατές πρώιμες μορφογενετικές κινήσεις
- Διαδικασίες σε μοριακό επίπεδο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
Όρνιθα: Αμνιωτά (ερπετά, πτηνά, θηλαστικά)
(το έμβρυο αναπτύσσεται μέσα σε ένα μεμβρανώδη σάκο, το άμνιο)
Έμβρυο αμνιωτών: εξωεμβρυικές δομές
(παρούσες μόνο κατά την εμβρυική περίοδο/ αποβάλλονται μετά τη γέννηση)
Χόριο
Εγκλείει όλο το σύστημα
Άμνιο
Περικλείει το έμβρυο. Γεμάτο με αμνιακό υγρό. Προστασία.
Αλλαντοίδα
Αναπνευστικό όργανο. Αποθήκη μεταβολικών αποβλήτων.
Λεκιθικός σάκος
Περιέχει τη λέκιθο. Συνδέεται με το έμβρυο με το μέσο έντερο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
Έμβρυο/Ωοτοκία: πρώιμο αναπτυξιακό στάδιο αυλάκωσης = επίπεδο
βλαστόδερμα (στιβάδα, δίσκος 60.000 κυττάρων)
Πρόσβαση σε όλα τα στάδια μετά την ωοτοκία
(έμβρυο ποντικού?)
Σημαντική μεταβολή μεγέθους κατά την εμβρυική ζωή
Γονιμοποιημένα αυγά σε εκκολαπτήρια
Ανάπτυξη: 10oC -37.5oC
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
Πειραματικοί χειρισμοί
(1) Καλλιέργεια πρώιμου βλαστοδέρματος και καταβολών οργάνων in vitro
(παρατήρηση σχηματισμού βασικού αρχιτεκτονικού σχεδίου σώματος)
(2) Μικροχειρισμοί in ovo (οπή στο αυγό,
σφράγισμα, επώαση)
(3) Μοσχεύματα: Εκφύτευση μικρών τμημάτων ιστού και μεταφορά στην CAM
εμβρύων μεγαλύτερου αναπτυξιακού σταδίου
(4) Μοσχεύματα ορτυκιού σε έμβρυα όρνιθας
(species-specific Abs)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
Γενετική ανάλυση??? ΔΕΝ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ
Κύκλος ζωής
Μεταλλάγματα
Διαγονιδιακοί οργανισμοί/Στοχευμένη μεταλαξιγένεση. Protocols?
(5) Μέθοδοι για υπερέκφραση γονιδίων στο έμβρυο (ενέσιμοι ρετροϊοίολικού ή περιορισμένου εύρους μόλυνσης-ορθοτοπικά μοσχεύματα
ανάμεσα σε 2 στελέχη ανθεκτικά ή μη στον ιό  μόλυνση μόνο του ιστού του
μοσχεύματος)
RCAS (Replication competent avian-specific viruses)
(6) Ηλεκτροδιάτρηση (DNA- electroporation, ηλεκτρικοί παλμοί χαμηλής
τάσης)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Εισαγωγή
(7) Έκθεση περιοχής εμβρύου σε επαγωγικούς παράγοντες
(Εμφύτευση ιζημάτων από (α) κύτταρα καλλιέργειας ιστών ή (β) εμφύτευση παραγόντων προσροφημένων
σε σφαιρίδια χρωματογραφίας συγγένειας, αργή απελευθέρωση παράγοντα σε 1-2d)
(8) Μέθοδοι αδρανοποίησης γονιδίων
(υπερέκφραση παραλλαγών μεταγραφικών παραγόντων)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
1. Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου
Έμβρυο
Εξωεμβρυϊκές μεμβράνες
Χάρτης πεπρωμένου
2. Τοπική εξειδίκευση πρώιμου εμβρύου
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά
3. Οργανογένεση στο έμβρυο της όρνιθας
Μελέτη όψιμων σταδίων ανάπτυξης-Σπονδυλωτά)
Το έμβρυο
Περιοχή φαρυγγικών τόξων
Καρδιά και κυκλοφορία
Νευρικό σύστημα
Μεσόδερμα
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
1. Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου
1.1. Έμβρυο
1.2. Εξωεμβρυϊκές μεμβράνες
1.3. Χάρτης πεπρωμένου
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Αυγό
Μεγάλο: συσσώρευση λεκίθου, προσθήκη εξωκυττάριων περιβλημάτων
Ασβεστολιθικό κέλυφος
Ασπράδι (αλβουμίνη) (πυκνόρευστη, λεπτόρευστη)
Κρόκος
Λέκιθος (yolk, τμήμα κυτταροπλάσματος
ωοκυττάρου, ώριμο ωοκύτταρο)
Τροφικά συστατικά, ενέργεια, νερό
Γονιμοποίηση Bλαστόδερμα κυττάρων
Λεκιθική μεμβράνη (vitelline (yolk) membrane)
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ωοκύτταρο 1-2w πριν την ωορρηξία: μικρό
(και θυλακικά κύτταρα: ωοθυλάκιο)
Σε λίγες ημέρες: 55g
Βλαστοδίσκος
1 Ωοθήκη
(ωάριο)
Ωορρηξία
Ωαγωγός (oviduct)
24h (4h πριν τη μήτρα, 20h στη μήτρα)
Εδώ επενδύεται από αλβουμίνη, κέλυφος
Μήτρα (κατώτερο τμήμα ωαγωγού)
(Περισταλτικές κινήσεις μήτρας, αργή
περιστροφή, σχηματισμός ασβεστώδους
κελύφους)
Γονιμοποίηση
(στο ανώτερο τμήμα ωαγωγού,
χωρίς αλβουμίνη, κέλυφος)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Αυλάκωση: ανάλογα με την ποσότητα λεκίθου που περιέχει το ωάριο
Ολόκληρο το αυγό
χωρίζεται σε
βλαστομερίδια
Διαίρεση μόνο
πυρήνων χωρίς
παράλληλη
κυτταροπλασματική
αυλάκωση (έντομα)
Μεροβλαστική αυλάκωση: Μόνο το κυτταρόπλασμα στον ζωικό πόλο
αυλακώνεται σχηματίζοντας βλαστομερίδια.
Η κύρια λεκιθική μάζα παραμένει ακυτταρική
Φυσιολογική ανάπτυξη
1) Δισκοειδής αυλάκωση
(στην επιφάνεια του βλαστοδίσκου, μετατροπή βλαστοδίσκου (2-3mm) σε κυκλικό βλαστόδερμα single-layered)
ΩΑΓΩΓΟΣ
3h μετά τη γονιμοποίηση
Κάθετες αυλακώσεις:
βλαστομερίδια με
κυτταροπλασματική
συνέχεια με τη λέκιθο
(cyt γέφυρες)
15’
βλαστομερίδια
single-layered
blastoderm
2
4
8
8
λέκιθος
βλαστόδερμα
16
32
64-128
Οριζόντιες αυλακώσεις:
ανεξάρτητα κύτταρα,
χωρισμένα από τη λέκιθο.
64-128
7h μετά τη γονιμοποίηση
υποβλαστική κοιλότητα
tissue five to six
cell layers thick
2) Μεροβλαστική αυλάκωση
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Μήτρα ωαγωγού (20h), περιστροφές, ασβεστώδες κέλυφος
Πρώιμες αυλακωτές διαιρέσεις (ωαγωγός)
single-layered
blastoderm
Κυκλικό
μονόστιβο
βλαστόδερμα
κυτταροπλασματικές γέφυρες
Λεκιθική μάζα
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Έμβρυο σταδίου V (διέλευση μήτρας)
Βλαστόδερμα
Οργανωμένο επιθήλιο: μερικές εκατοντάδες κύτταρα
ΡΑΧΗ
Χ
1.
Χ
Διαφανής περιοχή (area pellucida)
Χ
ΚΟΙΛΙΑ
Καθορισμός ραχαιοκοιλιακής
ασυμμετρίας εμβρύου
EMBΡΥΟ
Κεντρική περιοχή βλαστοδέρματος -Λεπτό, ημιδιαφανές επιθήλιο- Χωρίς επαφή με τη λέκιθο)
2. Αδιαφανής περιοχή (area οpaca)
Εξωτερική, αδιαφανής περιοχή βλαστοδέρματος-Περιφερικός δακτύλιος- Σε επαφή με τη λέκιθο)
3. Οριακή ζώνη, marginal zone
ουσιαστικά ανήκει στη διάφανη περιοχή, σημαντική στον καθορισμό κυτταρικού πεπρωμένου κατά
την πρώιμη ανάπτυξη
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Κάτοψη βλαστοδέρματος πριν το
σχηματισμό της υποβλαστικής
κοιλότητας
Κάτοψη βλαστοδέρματος μετά το
σχηματισμό της υποβλαστικής
κοιλότητας
Εγκάρσια τομή
διαφανής περιοχή
υποβλαστική
κοιλότητα
διαφανής
περιοχή
αδιαφανής περιοχή
οριακή ζώνη
αδιαφανής περιοχή
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
(έμβρυο σταδίου X, διέλευση μήτρας)
Πρωτογενής υποβλάστη
(από κύτταρα διάφανης περιοχής - νησίδες 5-20 κυττάρων)
Τα περισσότερα κύτταρα διάφανης περιοχής μένουν
στην επιφάνεια (ΕΠΙΒΛΑΣΤΗ)
entering
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
(έμβρυο σταδίου XΙΙ, διέλευση μήτρας)
Δευτερογενής υποβλάστη
(διασκορπισμός κυττάρων από το βάθος της οπίσθιας*** οριακής ζώνης)
Από πάχυνση του
Kollar και πίσω από
αυτήν
Ανώτερη στιβάδα κυττάρων
Επιβλάστη (epiblast)
Yποβλάστη (hypoblast)
Εξωεμβρυικές δομές
(Rosenquist 1966, 1972)
EMBΡΥΟ
(3 βλαστικές στοιβάδες & ένα ποσοστό εξωεμβρυικών μεμβρανών)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
ΠΡΟΣΘΙΑ ΟΖ
ΟΠΙΣΘΙΑ ΟΖ
Σχηματισμός βλαστοδέρματος 2 στοιβάδων στο
έμβρυο της όρνιθας
(B) Πρωτογενής υποβλάστη
Βλαστόκοιλο
Υποβλαστική κοιλότητα
Gilbert SF, Developmental Biology (From Eyal-Giladi et al.
1992, photograph courtesy of H. Eyal-Giladi)
(C) Δευτερογενής υποβλάστη : κύτταρα από την οπίσθια
οριακή ζώνη (πάχυνση του Koller και κύτταρα οπίσθιας
οριακής ζώνης πίσω από την πάχυνση) μεταναστεύουν κάτω
από την επιβλάστη και ενσωματώνονται με τις νησίδες.
Καθώς η υποβλάστη κινείται προς το εμπρόσθιο μέρος, τα
κύτταρα της επιβλάστης που συγκεντρώνονται στην περιοχή
μπροστά από την πάχυνση του Koller, σχηματίζουν την
αρχική λωρίδα (primitive streak).
(D) Οβελιαία (τοξεοειδής) τομή εμβρύου κοντά στο
οπίσθιο όριο. (sc, subgerminal cavity; gwm, germ
wall margin.)
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ωοτοκία
Έχει μόλις αρχίσει ο σχηματισμός της δευτερογενούς υποβλάστης
Βλαστόδερμα: 60.000 κύτταρα
Η γέννηση του αυγού διακόπτει την ανάπτυξη του εμβρύου επειδή μειώνεται η θερμοκρασία
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Πρώιμα αναπτυξιακά στάδια (λατινικοί αριθμοί)
Πίνακας Eyal-Giladi και Kochav (Developmental Biology 49:321, 1976)
Αναπτυξιακό Στάδιο
Ι
Γονιμοποιημένο αυγό
Χ
Βλαστόδερμα μιας στιβάδας
ΧΙΙ
Όψιμο βλαστόδερμα δύο στιβάδων
Χ-ΧΙ: ωοτοκία
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Πρώιμα αναπτυξιακά στάδια: 3 αναπτυξιακές περίοδοι
1. Αυλάκωση (Ι-VI)
2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής (VII-X)
3. Σχηματισμός υποβλάστης (XI-XIV)
2,3: Μορφογενετικές περίοδοι που ακολουθούν τον
καθορισμό του εμβρυικού άξονα
Eyal-Giladi και Kochav, 1976
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
1. Αυλάκωση
I
II
III
αυλακώσεις προς την περιφέρεια
0-1h (ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΑ): λίγα
βλαστομερίδια, όλα ανοιχτά
στο κάτω μέρος σε
επικοινωνία με τη λέκιθο
2h: 16 κεντρικά κύτταρα
(βλαστομερίδια), όχι
υποβλαστική κοιλότητα
3-4h: 90 κεντρικά, επιφανειακά κύτταρα,
και 10-16 κάτω από την επιφάνεια. Ίχνη
υποβλαστικής κοιλότητας
1. Αυλάκωση
βλαστομερή
Φυσιολογική ανάπτυξη
IV
V
VI
βλαστόδερμα
5h: 300 επιφανειακά κύτταρα, και 90 8-9h: Τόσο η πάνω όσο και η κάτω πλευρά 10-11h: Πάρα πολλά κύτταρα σε όλη
κάτω από την επιφάνεια. Σαφής
του βλαστοδέρματος περιέχουν αρκετά, την επιφάνεια. Πλήρως αυλακωμένο.
υποβλαστική κοιλότητα
μεγάλα βλαστομερίδια. Αύξηση μεγέθους
Κύτταρα σε στρώματα επιθηλίου.
υποβλαστικής κοιλότητας
Φυσιολογική ανάπτυξη
2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής
VII
Βλαστόδερμα
με area
pellucida
VIII
IX
area opaca
yolk laden cells
12-14h: Αρχή εμφάνισης διάφανης
περιοχής από το πίσω μέρος του
βλαστοδέρματος
15-17h: Η διάφανη περιοχή
εξαπλώνεται προς τα εμπρός
πεταλοειδώς
17-19h: Εξάπλωση της διάφανης
περιοχής αλλά τα όριά της με την
αδιάφανη περιοχή δεν είναι σαφή
Φυσιολογική ανάπτυξη
X
2. Σχηματισμός διαφανούς περιοχής
20h: Σαφής διάκριση μεταξύ διάφανης
και αδιάφανης περιοχής.
Γέννηση αυγού
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
XI
XII
Πάχυνση του Kollar
(Transparent belt)
υποβλάστη
3. Σχηματισμός υποβλάστης (XI-XIV)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
3. Σχηματισμός υποβλάστης
XIII
XIV
Πλήρης σχηματισμός
υποβλάστης
Πάχυνση του Kollar
Transparent belt
Δημιουργία κυτταρικής
γέφυρας
που ενώνει υποβλάστη και
αδιαφανή περιοχή
Φυσιολογική ανάπτυξη
Όψιμη ανάπτυξη εμβρύου
Πίνακας αναπτυξιακών σταδίων
Hamburger και Hamilton (2 έως 35)
Σχηματισμός αρχιτεκτονικού σχεδίου σώματος
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Στάδια 1-3
(απόψεις από πάνω)
1: Προγραμμικό (0-5h
ΕΠΩΑΣΗΣ): Δεν διακρίνεται
η αρχική λωρίδα (αρχέγονη
γραμμή)
Διαφανής περιοχή
βλαστοδέρματος
αρχική λωρίδα
(αρχέγονη
γραμμή)
T-box transcription factor
gene brachyury
2: Αρχική γραμμή (6-7h):
Εμφάνιση
αρχέγονης
γραμμής ως μικρή κωνική
πάχυνση στο πίσω μέρος
της διάφανης περιοχής
(στην επιβλάστη)
3: Μέση γραμμή (12-13h):
Η
αρχική
λωρίδα
επιμηκύνεται και φτάνει
περίπου στο μέσον της
διάφανης περιοχής αλλά
δεν
έχει
εμφανιστεί
αρχέγονη αύλακα.
Εμφάνιση πρώτου ζεύγους σωματομεριτών
εκατέρωθεν του προσθίου άκρου της
γραμμής. Ακριβώς μπροστά από τη γραμμή
σχηματίζεται η προχορδική πλάκα.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Aρχική λωρίδα (primitive streak): το κύριο δομικό χαρακτηριστικό της
γαστριδίωσης πτηνών, ερπετών και θηλαστικών
(Α). Είσοδος προγόνων κυττάρων ενδοδέρματος από
την επιβλάστη στο βλαστόκοιλο
(Β) Μετανάστευση κυττάρων από την πλευρική
περιοχή της οπίσθιας επιβλάστης προς το κέντρο της
επιβλάστης
Η λωρίδα επιμηκύνεται με κατεύθυνση προς τη μελλοντική
περιοχή της κεφαλής του εμβρύου
Ταυτόχρονα, τα κύτταρα της δευτερογενούς υποβλάστης
συνεχίζουν τη μετανάστευσή τους προς τα εμπρός, προερχόμενα
από το οπίσθιο όριο του βλαστοδέρματος
Μετακινήσεις κυττάρων αρχικής λωρίδας στο έμβρυο της όρνιθας.
(A) 3–4 hours
(B) 7–8 hours
(Adapted from several sources, especially Spratt 1946 and Smith and Schoenwolf 1998.)
Φυσιολογική ανάπτυξη
Η αρχική λωρίδα (primitive streak): καθορίζει τη συμμετρία στο έμβρυο
1. Η λωρίδα εκτείνεται από πίσω προς
μπροστά
15–16 h
2. Τα μεταναστεύοντα κύτταρα εισέρχονται
από τη ραχιαία της πλευρά και κινούνται προς
την κοιλιακή πλευρά
3. Η λωρίδα ξεχωρίζει το αριστερό από το δεξί
τμήμα του εμβρύου
19–22 h
4. Όποια στοιχεία είναι κοντά στη λωρίδα θα
γίνουν μελλοντικά οι «μεσαίες» δομές ενώ όσα
στοιχεία βρίσκονται πιο μακρυά από αυτήν θα
γίνουν οι ακραίες/πλευρικές/περιφερικές
δομές του εμβρύου.
23–24 h
Φυσιολογική ανάπτυξη
Μετανάστευση κυττάρων επιβλάστης διαμέσου της
αρχικής λωρίδας → αρχική αύλακα
Εγκάρσια τομή
Καθώς τα κύτταρα συγκλίνουν για να σχηματίσουν την αρχική λωρίδα, σχηματίζεται
ένα βαθούλωμα/κοίλωμα μέσα στη λωρίδα, η αρχική αύλακα.
Αυτή χρησιμοποιείται ως άνοιγμα διαμέσου του οποίου τα μεταναστεύοντα κύτταρα
εισέρχονται στο βλαστόκοιλο.
Έτσι, η αρχική αύλακα είναι ανάλογο του βλαστοπόρου των αμφιβίων.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Αλλαγή σχήματος διαφανούς περιοχής (απιοειδές)
Εδώ απαντώνται τα
μελλοντικά κύτταρα
νωτοχορδής
C-goosecoid
C-not
FoxA2 (HNF3β)
Πάχυνση (κόμβος του Ηensen)
Κίνηση (οπισθοδρόμηση) κόμβου προς τα πίσω
αρχική
λωρίδα
4: Τελική γραμμή (18-19h): Απιοειδής διαφανής
περιοχή. Η αρχική λωρίδα καταλαμβάνει τα ¾
του μήκους της διάφανης περιοχής (μέγιστο
μήκος). Εμφάνιση κόμβου Hensen (εκατέρωθεν:
2ο ζεύγος σωματομεριτών).
ΜΓΦ παράγοντες που
χαρακτηρίζουν την
περιοχή του οργανωτή
στα έμβρυα κατώτερων
σπονδυλωτών
Κεφαλική (νωτοχορδική)
προβολή: μάζα μεσοδερμικών
κυττάρων μπροστά από κόμβο.
Τμήμα νωτοχορδής που
βρίσκεται μέσα στην κεφαλή.
Ο υπόλοιπος κόμβος κινείται
προς τα πίσω
5: Κεφαλική προβολή/απόφυση (19-22h): Πρώτη
εμφάνιση της κεφαλικής (νωτοχορδικής) προβολής
(μετανάστευση κυττάρων μπροστά) αλλά όχι της
κεφαλικής πτυχής. (εκατέρωθεν κόμβου Hensen: 3ο
ζεύγος σωματομεριτών).
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ο υπόλοιπος κόμβος κινείται προς τα πίσω
σωμίτες
…διαδοχική εμφάνιση πρωταρχικών δομών του αρχιτεκτονικού
σχεδίου σώματος
Πώς???
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της
αρχικής λωρίδας (primitive streak)
(Α) Μικρογραφία από SEM: κύτταρα
επιβλάστης εισέρχονται στο βλαστόκοιλο
(καθώς εκτείνουν το μπροστινό άκρο τους
μετασχηματίζονται σε φυαλοκύτταρα)
(Β) Γαστριδίωση στο έμβρυο της όρνιθας.
Από τα μεταναστεύοντα διαμέσου της αρχικής
λωρίδας κύτταρα σχηματίζονται τα δύο
αρχικά στρώματα του βλαστοδέρματος.
Το κατώτερο στρώμα γίνεται ένα μωσαικό
υποβλάστης και ενδοδερμικών κυττάρων.
Τα κύτταρα της υποβλάστης διαλέγονται τελικά
για να δώσουν ένα στρώμα κάτω από το
ενδόδερμα και συνεισφέρουν στο
σχηματισμό του λεκιθικού σάκου.
Gilbert SF, Developmental Biology
(A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after
Balinsky 1975.)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της
αρχικής λωρίδας (primitive streak)
1. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από κόμβο Hensen:
α) μετακινούνται κοιλιακά για να σχηματίσουν μελλοντικά τα ενδοδερμικά κύτταρα του
ανώτερου τμήματος του πεπτικού σωλήνα
β) μετακινούνται μπροστά και σχηματίζουν μελλοντικά κεφαλική χορδή, κεφαλικό
μεσόδερμα και νωτοχορδή.
2. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από πλευρικά τμήματα αρχικής λωρίδας:
δίνουν γέννηση στην πλειονότητα των ενδοδερμικών και μεσοδερμικών ιστών
(Schoenwolf et al. 1992).
Gilbert SF, Developmental Biology
(A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after Balinsky 1975.)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της
αρχικής λωρίδας (primitive streak)
Τα πρώτα κύτταρα που εισέρχονται από τον κόμβο του Hensen στο βλαστόκοιλο:
Ενδοδερμικά κύτταρα που μεταναστεύουν μπροστά (για να γίνουν το φαρυγγικό
ενδόδερμα του πεπτικού σωλήνα (foregut).
Στην μετακίνησή τους αυτή, τελικά εκτοπίζουν τα κύτταρα της υποβλάστης περιορίζοντάς τα στην πλέον
εμπρόσθια περιοχή της διαφανούς περιοχής.
Mετανάστευση ενδοδερμικών και μεσοδερμικών κυττάρων διαμέσου της
αρχικής λωρίδας (primitive streak)
1. Κύτταρα που εισέρχονται στο βλαστόκοιλο: ως μεμονωμένα, ανεξάρτητα κύτταρα
(θραύση βασικού ελάσματος και μετασχηματισμός κυττάρων epithelial-to-mesenchymal).
2. Ο μετασχηματισμός των κυττάρων μεσολαβείται από τον παράγοντα διασκορπισμού
(scatter factor, 190kD) ο οποίος εκκρίνεται από τα κύτταρα καθώς αυτά εισέρχονται στην
αρχική λωρίδα ή στον κόμβο του Ηensen. Αυτός ο παράγοντας καταστέλλει την έκφραση
και τη δράση της E-cadherin (Stern et al. 1990; DeLuca et al. 1999).
Gilbert SF, Developmental Biology
(A from Solursh and Revel 1978, courtesy of M. Solursh; B after Balinsky 1975.)
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ορισμένα από τα κύτταρα της επιβλάστης
(από το πλέον κεντρικό τμήμα της διάφανης
περιοχής) καθορίζονται αρκετά νωρίς ως
αρχέγονα γεννητικά κύτταρα.
Αυτά διεισδύουν στο μεσόδερμα και στο
ενδόδερμα και μεταναστεύουν
χημειοτακτικά προς τις γεννητικές χορδές
όπου εγκαθίστανται και μετασχηματίζονται σε
ωογόνια ή σπερματογόνια.
(τα αρχέγονα γαμετικά κύτταρα
εμφανίζονται στο ακραίο εμπρόσθιο όριο της
διαφανούς περιοχής (εμπρόσθια
εξωεμβρυική θέση, έξω από το ίδιο το έμβρυο)
και εισέρχονται στη γεννητική ακρολοφία
μετά από μακρά μετανάστευση)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Πλήρης έκταση αρχικής λωρίδας και ανύψωση βλαστοδέρματος
Τα επόμενα κύτταρα που εισέρχονται από τον κόμβο του Hensen στο βλαστόκοιλο:
μεταναστεύουν μπροστά, αλλά όχι τόσο κοιλιακά όσο τα ενδοδερμικά κύτταρα του
ανώτερου τμήματος του πεπτικού σωλήνα.
Αντίθετα, μένουν μεταξύ ενδοδέρματος και επιβλάστης για να σχηματίσουν το κεφαλικό
μεσέγχυμα. Στην μετακίνησή τους αυτή, τελικά πιέζουν την μπροστινή/μέση περιοχή της
επιβλάστης, σχηματίζοντας έτσι την Κεφαλική πτυχή
κόμβος του Hensen
΄Ετσι η κεφαλή στο έμβρυο των πτηνών σχηματίζεται
μπροστά από τον κόμβο του Hensen.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Κεφαλική πτυχή
Πλήρης έκταση αρχικής λωρίδας
και ανύψωση βλαστοδέρματος
κόμβος του Ηensen
6: Κεφαλική πτυχή (23-25h): Κεφαλική πτυχή (αναδίπλωση των εμβρυικών μεμβρανών μπροστά
και κάτω από την κεφαλική περιοχή) αλλά ακόμα δεν έχει εμφανιστεί κανένας σωμίτης.
Τέλος πρώτης μέρας
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ανύψωση βλαστοδέρματος
7: Ένας σωμίτης (25-26h): Κεφαλική πτυχή και εμφάνιση πρώτου ζεύγους σωμιτών και
εμπρόσθιων νευρικών πτυχών στα ίχνη της οπισθοδρόμησης του κόμβου του Hensen
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
ΣΥΝΟΨΗ
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Προοδευτικός διαχωρισμός εμβρύου από περιβάλλοντα
εξωεμβρυϊκό ιστό
8: Τέσσερις σωμίτες (28-29h): Αρχίζουν και
κλείνουν οι νευρικές πτυχές. Εμφανίζονται
οι πρώτες νησίδες αίματος (εξωτ.
εξωεμβρυϊκό τμήμα βλαστοδέρματος).
Πτυχώσεις (και των 3 βλαστικών
στιβάδων) γύρω από το έμβρυο
έτσι ώστε αρχικά το κεφάλι και
ύστερα ο κορμός να προβάλουν
πάνω από την επιφάνεια του
εξωεμβρυϊκού ιστού
Φυσιολογική ανάπτυξη
Στο μεταξύ, κύτταρα εξακολουθούν να εισέρχονται στο βλαστόκοιλο από τα πλευρικά
τμήματα της αρχικής λωρίδας.
Αυτά τα κύτταρα διαχωρίζονται σε δύο στρώματα:
1. Κύτταρα που εισέρχονται βαθύτερα στο βλαστόκοιλο: συναντούν τα κύτταρα στο μέσον της
υποβλάστης και τη μετατοπίζουν στα δύο άκρα.
Από αυτά τα κύτταρα «μεγαλύτερου βάθους» θα προκύψουν όλα τα ενδοδερμικά όργανα του εμβρύου
και οι περισσότερες εξωεμβρυικές μεμβράνες. Η υποβλάστη θα σχηματίσει τις υπόλοιπες.
2. Κύτταρα που διαχέονται μεταξύ αυτού του ενδοδέρματος και της επιβλάστης: σχηματίζουν ένα
χαλαρό στρώμα κυττάρων. Από αυτά θα προκύψουν τα μεσοδερμικά τμήματα του εμβρύου και
εξωεμβρυικές μεμβράνες.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Μέχρι τις 22h όλα τα ενδοδερμικά κύτταρα έχουν μετατοπιστεί στο εσωτερικό του
εμβρύου ενώ τα μεσοδερμικά κύτταρα συνεχίζουν να μεταναστεύουν για μεγαλύτερο
χρονικό διάστημα.
Η κεφαλική πτυχή στο στάδιο 8. (α) Παραοβελιαία τομή. (β) Εγκάρσια τομή.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας
Καθώς η είσοδος των μεσοδερμικών κυττάρων
συνεχίζεται, η αρχική λωρίδα αρχίζει να υποχωρεί
μετακινώντας τον κόμβο του Hensen από το
κέντρο σχεδόν της διαφανούς περιοχής σε
περισσότερο οπίσθια θέση.
Στη θέση της, σχηματίζεται ο ραχιαίος άξονας
του εμβρύου και η νωτοχορδή.
Μπροστινό τμήμα νωτοχορδής: σχηματίζεται από την είσοδο κυττάρων από τον κόμβο
του Hensen
Οπίσθιο τμήμα νωτοχορδής (μετά τον 17ο σωμίτη): σχηματίζεται από τη συμπύκνωση
του μεσοδερμικού ιστού/κυττάρων που εισήλθαν από την αρχική λωρίδα (δηλ. όχι από τον
κόμβο) . Αυτό το τμήμα της νωτοχορδής εκτείνεται προς τα πίσω για να σχηματίσει την
ουρά του εμβρύου (Le Douarin et al. 1996).
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
ΣΥΝΟΨΗ
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
8: Τέσσερις σωμίτες (27h)
28h
Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας
Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας
στο ουραίο τμήμα του εμβρύου
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
anterior-to-posterior gradient of developmental maturity
Κύτταρα στα οπίσθια τμήματα του εμβρύου: υφίστανται γαστριδίωση
Κύτταρα στα εμπρόσθια τμήματα του εμβρύου: έχουν ήδη ξεκινήσει να σχηματίζουν
όργανα (Darnell et al. 1999).
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
9:
Επτά
σωμίτες
(29-33h):
Εμφανίζονται τα οπτικά κυστίδια.
Αρχίζουν να ενώνονται οι καρδιακοί
σωλήνες.
Αρχέγονη καρδιά
(σύντηξη καταβολών της στο
εμπρόσθιο μεσόδερμα )
10: Δέκα σωμίτες (33-38h):
Υπάρχουν τρία πρωτογενή
εγκεφαλικά κυστίδια. Δεν
έχει εμφανιστεί ακόμα ο
οφθαλμικός μίσχος.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Ο νευρικός σωλήνας κλείνει πρώτα πάνω από το
διάμεσο εγκέφαλο κι ύστερα προοδευτικά μπροστά και
πίσω.
σωμίτες: Μπροστά → Πίσω
10: Δέκα σωμίτες (33-38h):
36h: Ο νευρικός σωλήνας έχει κλείσει
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Υποδιαίρεση μεσοδέρματος πλευρικού πετάλου:
Σωματική στιβάδα
Νευρικός σωλήνας
Πλευρικό
πέταλο
Προσωμιτικό
μεσόδερμα
κοίλωμα
Σπλαχνική στιβάδα
Νεφροί
Επινεφρίδια
Γονάδες
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Για κάποιο διάστημα ακόμα συνεχίζονται τόσο η
οπισθοδρόμηση κόμβου Hensen όσο και ο σχηματισμός
οπίσθιου τμήματος σώματος
Ωστόσο: Οριοθέτηση
ανάπτυξης
μετάβασης
στην
Όψιμη
φάση
Γενικό αρχιτεκτονικό σχέδιο
Επίκειται ο σχηματισμός επιμέρους οργάνων
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Αμνιωτά: ερπετά, πτηνά, θηλαστικά
Εξωεμβρυικές μεμβράνες
παροχή τροφής σε έμβρυο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
(έμβρυο σταδίου XΙΙ, διέλευση μήτρας)
Δευτερογενής υποβλάστη
(διασκορπισμός κυττάρων από το βάθος της οπίσθιας*** οριακής ζώνης)
Από πάχυνση του
Kollar και πίσω από
αυτήν
Στο οπίσθιο όριο:
Ανώτερη στιβάδα κυττάρων
Επιβλάστη (epiblast)
Yποβλάστη (hypoblast)
Εξωεμβρυικές δομές
(Rosenquist 1966, 1972)
EMBΡΥΟ
(3 βλαστικές στοιβάδες & ένα ποσοστό εξωεμβρυικών μεμβρανών)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Εισαγωγή κυττάρων στο βλαστόκοιλο από τα πλευρικά τμήματα της αρχικής λωρίδας.
Αυτά τα κύτταρα διαχωρίζονται σε δύο στρώματα:
Κύτταρα που εισέρχονται βαθύτερα στο βλαστόκοιλο: συναντούν τα κύτταρα στο μέσον της
υποβλάστης και τη μετατοπίζουν στα δύο άκρα.
Από αυτά τα κύτταρα «μεγαλύτερου βάθους» θα προκύψουν όλα τα ενδοδερμικά όργανα του εμβρύου
(εμβρυικό ενδόδερμα) και οι περισσότερες εξωεμβρυικές μεμβράνες (εξωεμβρυικό ενδόδερμα).
Η υποβλάστη θα σχηματίσει τις υπόλοιπες (πχ. Λεκιθικός σάκος).
1.
2. Κύτταρα που διαχέονται μεταξύ αυτού του ενδοδέρματος και της επιβλάστης: σχηματίζουν ένα
χαλαρό στρώμα κυττάρων. Από αυτά θα προκύψουν τα μεσοδερμικά τμήματα του εμβρύου και
εξωεμβρυικές μεμβράνες.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Καθώς τα μελλοντικά μεσοδερμικά και ενδοδερμικά κύτταρα μεταναστεύουν προς τα μέσα,
οι πρόδρομοι των εξωδερμικών κυττάρων πολλαπλασιάζονται και μεταναστεύουν για να
περικλείσουν τη λέκιθο.
epiboly
Η περισσότερο ταχεία και εκτεταμένη επιθηλιακή μετακίνηση.
Η επιβλάστη «αποικεί» ολόκληρη τη λέκιθο.
Ολοκληρώνεται σε 4 ημέρες.
Το μέτωπο μετακινείται με μία ταχύτητα 500μm/h, δηλ. περίπου 8 φορές πιο μεγάλη από την
ταχύτητα μετακίνησης ινοβλαστών!!!
Φυσιολογική ανάπτυξη
epiboly
Ταυτόχρονα με γαστριδίωση
Ανακατασκευή/Μορφογένεση
Ταχύτατα διαιρούμενη ομάδα κυττάρων γύρω από μία άλλη ομάδα που διαιρείται με πιο
αργούς ρυθμούς.
«Λέπτυνση (αύξηση S) και επέκταση κυτταρικών στρωμάτων».
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Για αυτή τη μετακίνηση απαιτείται μία ακέραια λεκιθική μεμβράνη, η οποία λειτουργεί ως
το υπόστρωμα πάνω στο οποίο προσδένεται και εξαπλώνεται η επιβλάστη.
Μόνο τα κύτταρα της εξωτερικής άκρης της αδιαφανούς περιοχής προσκολλώνται
ισχυρά στη λεκιθική μεμβράνη.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Αυτά τα κύτταρα είναι διαφορετικά από τα υπόλοιπα κύτταρα του βλαστοδέρματος: εκτείνουν
τεράστιες (500 μm) κυτταροπλασματικές προεκβολές μέσα στο λεκιθικό σάκο.
Τα επιμήκη φιλοπόδια πιθανώς δρουν ως κινητήριες συσκευές/μηχανισμοί των
απομακρυσμένων κυττάρων, διαμέσου των οποίων ωθούνται τα υπόλοιπα εξωδερμικά κύτταρα
γύρω από τη λέκιθο (Schlesinger 1958).
Τα φιλοπόδια προσδένουν φιμπρονεκτίνη, κύρια πρωτεΐνη του λεκιθικού φακέλου
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Διάταξη εξωεμβρυϊκών μεμβρανών στο έμβρυο της όρνιθας.
Εξώδερμα
Μεσόδερμα
(υγρό περιβάλλον,
προστασία από
μηχανικές βλάβες)
ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ
ΕΞΩΕΜΒΡΥΙΚΗ
ΣΤΟΙΒΑΔΑ
2
1
3
1. Μεσόδερμα
2.Ενδόδερμα
3. Αιμοποιητικό Ιστό
Πεπτικό όργανο
(τα προϊόντα της
πέψης της λεκίθου
απορροφώνται από
τα αιμοφόρα αγγεία
και μεταφέρονται
στο έμβρυο)
Σωματ. Μεσόδερμα
Εξώδερμα
Σωματ. Μεσόδερμα
Ενδόδερμα
(κύριο
αναπνευστικό
όργανο εμβρύου)
4
ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ
ΕΞΩΕΜΒΡΥΙΚΗ
ΣΤΟΙΒΑΔΑ
Χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη
(σύντηξη, κάτω από το
κέλυφος, πλούσια σε
αιμοφόρα αγγεία)
(Alfred Hildebrand 1995. Analysis of Vertebrate Structure. New York: Wiley.)
Φυσιολογική ανάπτυξη
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
3 ημέρες
Χόριο (Εξωτερική)
Άμνιο (Εσωτερική)
Φυσιολογική ανάπτυξη
1. Το εξώδερμα έχει περικλείσει τη λέκιθο.
2. Το ενδόδερμα έχει αντικαταστήσει την υποβλάστη
3. Το μεσόδερμα έχει τοποθετηθεί ανάμεσα σε αυτές τις δύο περιοχές.
4. Μηχανισμοί?????
Παρότι η πρώιμη επιβλάστη φαίνεται ομοιογενής, τα κύτταρά της είναι διαφορετικά
μεταξύ τους. Επιφανειακοί δείκτες?
Έτσι κάποια από αυτά παραμένουν στην επιβλάστη και άλλα μεταναστεύουν στο
έμβρυο.
Φυσιολογική ανάπτυξη
Χάρτης πεπρωμένου πρώιμου εμβρύου
Σήμανση κυττάρων (Dil, DiO) και εντοπισμός τους σε όψιμα στάδια
Από κύτταρα βλαστοδέρματος  1. περισσότερα  Εξωεμβρυικές δομές
2. λιγότερα  Έμβρυο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Παρότι ο σχηματισμός των αξόνων συμμετρίας του εμβρύου ολοκληρώνεται κατά τη
γαστριδίωση, η εξειδίκευσή τους συμβαίνει νωρίτερα, στο στάδιο της αυλάκωσης.
1. Η αρχική λωρίδα προέρχεται από το πλέον οπίσθιο τμήμα της διαφανούς
περιοχής και την ΟΟΖ
2 στιβάδες κυττάρων ΟΟΖ:
Πάνω: συμβάλει στο εξώδερμα αρχικής λωρίδας
Κάτω: συμβάλει στο δευτερογενή υποβλάστη
Φυσιολογική ανάπτυξη
Επέκταση αρχικής λωρίδας με ενεργή διάταση
2. Συνεχής ροή, διέλευση κυττάρων επιβλάστης
διαμέσου της αρχικής λωρίδας και κόμβου και από
τις δύο πλευρές (κάποια κύτταρα ωστόσο παραμένουν στη λωρίδα)
Μεσόδερμα
Ενδόδερμα
Τα κύτταρα της αρχικής υποβλάστης ωθούνται προς την περιφέρεια
Φυσιολογική ανάπτυξη
Υποστροφή/υποχώρηση αρχικής λωρίδας
Καθώς η είσοδος των μεσοδερμικών κυττάρων
συνεχίζεται, η αρχική λωρίδα αρχίζει να υποχωρεί
μετακινώντας τον κόμβο του Hensen από το
κέντρο σχεδόν της διαφανούς περιοχής σε
περισσότερο οπίσθια θέση.
3. Στη θέση που υποχωρεί, σχηματίζεται ο
ραχιαίος άξονας του εμβρύου και η νωτοχορδή.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Επιβλάστη
4. Η νευρική πλάκα
προκύπτει από την
επιβλάστη που βρίσκεται
γύρω από τον κόμβο του
Hensen
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
5. Οι σωμίτες προκύπτουν
από την περιοχή που
βρίσκεται ακριβώς γύρω
από τον κόμβο του Hensen
6. Το πλευρικό πέταλο
προκύπτει από πιο οπίσθια
τμήματα της αρχικής λωρίδας
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Φυσιολογική ανάπτυξη
Η αρχική λωρίδα δε χαρτογραφείται με αντιστοίχιση
σημείου προς σημείο με το μελλοντικό εμπροσθοπίθιο
σχέδιο του σώματος αλλά:
Εμπρόσθια λωρίδα
Μέση γραμμή
Πλευρικά τμήματα
Ο εμπροσθοπίσθιος άξονας της λωρίδας
χαρτογραφείται στο μεσοπλευρικό άξονα του
όψιμου εμβρύου
Από το οπίσθιο ήμισυ της λωρίδας θα προκύψουν οι
εξωεμβρυικοί ιστοί
Οπίσθια λωρίδα
Εξωεμβρυϊκοί
ιστοί
Τα επίπεδα της αρχικής λωρίδας από τα οποία
αναπτύσσεται το ενδόδερμα και το μεσόδερμα.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Έμβρυο πριν την ανάπτυξη της αρχικής λωρίδας
Μπροστινό ήμισυ πάχυνσης Kollar (πράσινη χρωστική, επιβλάστη και ενδιάμεσο στρώμα):
Κόμβος Hensen και παράγωγά του (νωτοχορδή)
Όπίσθιο ήμισυ πάχυνσης Kollar (κόκκινη χρωστική, επιβλάστη και ενδιάμεσο στρώμα):
Οπίσθια περιοχή αρχικής λωρίδας
Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Κόμβος Hensen:
(1) Η θέση από την οποία ξεκινάει η γαστριδίωση
(2) Τα κύτταρα αυτής της περιοχής γίνονται μεσόδερμα νωτιαίας χορδής
(3) Τα κύτταρα αυτής της περιοχής μπορούν να οργανώσουν ένα δεύτερο εμβρυικό
άξονα όταν μεταμοσχευθούν σε άλλες θέσεις γαστριδίου.
Μεταμόσχευση σε επιβλάστη
εμβρύου όρνιθας.
Επαγωγή σχηματισμού νέου
εμβρύου (όπως φαίνεται από το
σχηματισμό νευρικού σωλήνα) από
ιστούς του δέκτη στη θέση του
μοσχεύματος
Πάχυνση Κοllar:
(1) H μεταμόσχευσή της επάγει σχηματισμό νέων εμβρυικών αξόνων.
(2) Τα ενδιάμεσα κύτταρα της πάχυνσης εκφράζουν το γονίδιο goosecoid
το οποίο είναι γνωστό από άλλους οργανωτές
Φυσιολογική ανάπτυξη εμβρύου
(1) Το έμβρυο της όρνιθας είναι αμνιωτό – Μορφολογία παρόμοια με θηλαστικά
(2) Πρώιμη ανάπτυξη: = επίπεδο βλαστόδερμα
Αρχική λωρίδα: επάγεται στο οπίσθιο όριο και επιμηκύνεται προς το εμπρόσθιο
Γαστριδίωση: διαρκής κυτταρική μετακίνηση μέσω της αρχικής λωρίδας.
(3) Εξω-εμβρυικές μεμβράνες: Λεκιθικός σάκος-Χόριο-Άμνιο-Αλλαντοίδα:
Υποστήριξη εμβρύου με οξυγόνο και θρεπτικά υλικά
(4) Χάρτης πεπρωμένου: ο ΕΟ άξονας αρχικής λωρίδας αντιστοιχεί στο
μεσοπλευρικό άξονα του πρωτογενούς αρχιτεκτονικού σχεδίου του σώματος
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
2. Τοπική εξειδίκευση πρώιμου εμβρύου
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Κανόνας Von Baer (1828):
Το έμβρυο αναπτύσσεται έτσι ώστε ο επιμήκης άξονά του να είναι σχεδόν
κάθετος στον επιμήκη άξονα του αυγού (η ουρά του εμβρύου βρίσκεται προς
τον παρατηρητή)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Προσανατολισμός ως προς την κατεύθυνση της περιστροφής (γέρνει, δεν περιστρέφεται)
Προσανατολισμός
(όχι περιστροφή)
Δημιουργία πολικότητας κατά μήκος του εμπροσθοπίσθιου άξονα στο βλαστόδερμα του εμβρύου της
όρνιθας ως αποτέλεσμα της ενδομήτριας περιστροφής του αυγού (14-16h). Ε=εμπρόσθιο, Ο=οπίσθιο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Το οπίσθιο άκρο σχηματίζεται στο ανώτερο άκρο βλαστοδέρματος
Καθώς περιστρέφεται το αυγό (10-12 περιστροφές/h) , τα ελαφρύτερα συστατικά της
λεκίθου τοποθετούνται κάτω από τη μία πλευρά του βλαστοδέρματος και τη
σπρώχνουν προς τα πάνω. Αυτή η πιο υπερυψωμένη περιοχή γίνεται ο πίσω πόλος του
εμβρύου (αρχική λωρίδα).
(Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. Copyright © 2000,
Sinauer Associates)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πολικότητα εμπροσθοπίσθιου άξονα
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Κατάτμηση πρώιμου βλαστοδέρματος: σχηματισμός πλήρους εμβρυικού άξονα
Η ικανότητα σχηματισμού αρχικής λωρίδας
βρίσκεται στην οριακή ζώνη.
Αν χωριστεί ένα βλαστόδερμα σε 4 μέρη, καθένα από τα οποία
έχει τη δική του οριακή ζώνη, τότε κάθε τμήμα θα σχηματίσει
τη δική του αρχική λωρίδα (Spratt and Haas 1960)).
Αν στα τμήματα που θα κοπούν υπάρχει πρωτογενές οπίσθιο βλαστόδερμα:
θα παραμένει οπίσθιο τμήμα (πρώιμη πολικότητα)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Πρώιμες αλληλεπιδράσεις επαγωγής
μεσοδέρματος και δράσης οργανωτή
Εμβρυολογικά πειράματα: ίδιοι παράγοντες με Xenopus
brachyury
Ακραίο οπίσθιο τμήμα επιβλάστης διαφανούς
περιοχής
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
(1)
Επαγωγή της αρχικής λωρίδας από την οπίσθια οριακή ζώνη, από τη
δευτερογενή υποβλάστη (Στ.3) ή από ένα ίζημα κυττάρων που εκκρίνει την
πρωτεΐνη vg1 (nodal-like) σε συνδυασμό με τον παράγοντα Wnt.
(επιβλάστη↔ΟΟΖ: έως στάδιο ΧΙ)
ΧΙ
ΧΙ
στάδιο ΧΙ
Μέχρι το στάδιο ΧΙ που αρχίζει ο σχηματισμός
της δευτερογενούς υποβλάστης
(πάχυνση Kollar)
στάδιο 3
(επαγωγή από
δευτερογενή υποβλάστη)
Το μόσχευμα απλώς επάγει, δεν συνεισφέρει δικά του κύτταρα στην επαγόμενη
αρχική λωρίδα και στον κόμβο του Ηensen. (Bachvarova et al. 1998; Khaner 1998)
Η οπίσθια οριακή ζώνη είναι η μόνη περιοχή του εμβρύου που εκκρίνει Vg1.
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
(2)
Ο σχηματισμός μιας αρχικής λωρίδας καταστέλλει το σχηματισμό
άλλων
Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος → σχηματισμός αρχικής λωρίδας στο
οπίσθιο όριο
Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + vg1 πλευρικά → σχηματισμός αρχικής
λωρίδας πλευρικά και καταστολή αρχικής λωρίδας δέκτη
Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ 2x vg1 → σχηματισμός 2
αρχικών λωρίδων
Εμπρόσθιο ήμισυ βλαστοδέρματος + vg1 + vg1 (>5h later) → σχηματισμός 1
αρχικής λωρίδας
 Παραγωγή κατασταλτικού σήματος από την πρώτη αρχική λωρίδα
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
(3)
Επαγωγική αλληλεπίδραση οργανωτή (κόμβος Hensen  τοπική
εξειδίκευση εξωδέρματος και μεσοδέρματος)
Επαγωγικό σήμα κόμβου
Hensen
Η μεταμόσχευση ενός κόμβου Hensen στη διάφανη περιοχή (κοντά στην αρχική λωρίδα) επάγει
τη δημιουργία ενός δεύτερου, μερικώς ανεπτυγμένου άξονα στον οποίο η νωτοχορδή
προέρχεται από το μόσχευμα και ο νευρικός σωλήνας και οι σωμίτες προέρχονται από τον δέκτη.
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Επαγωγικότητα κόμβου Hensen
(δότης)
Δεκτικότητα επιβλάστης
(δέκτης)
μέχρι:
Η&Η 8
Η&Η 4
(4 σωμίτες)
(οριστική λωρίδα)
Κόμβοι πρώιμων σταδίων: εμπρόσθιες νευρικές δομές
Κόμβοι όψιμων σταδίων: οπίσθιες νευρικές δομές
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Πρώιμα στάδια + αφαίρεση κόμβου Hensen
→ φυσιολογικός σχηματισμός προτύπου στο έμβρυο
(εμβρυϊκή ρύθμιση)
→ επανασχηματισμός κόμβου από το οπίσθιο άκρο οπής
(αρκεί να υπάρχει αρχική λωρίδα σε μέση ανάπτυξη)
→ καταστολή σχηματισμού άλλων κόμβων
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Η επίδραση του οργανωτή οφείλεται στην καταστολή του μονοπατιού ΒΜΡ???
Περιφέρεια βλαστοδέρματος: παράγοντες ΒΜΡ
Κόμβος Hensen: noggin, chordin, nodal (καταστολείς ΒΜΡ)
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Παρότι παρατηρείται μείωση σηματοδότησης BMP
(φωσφορυλιωμένη smad1) στην περιοχή της μελλοντικής
νευρικής πλάκας…
καταστολείς BMP σε εκφυτεύματα επιβλάστης
(in vitro) → όχι επαγωγή νευρικού ιστού
Πείραμα: έκτοπη έκφραση chordin σε non-neural περιοχές
της επιβλάστης δεν προκαλεί επαγωγή νευρικής πλάκας
(Streit and Stern 1999).
Ο ανταγωνισμός της σηματοδότησης BMP δεν αρκεί για την επαγωγή νευρικής πλάκας
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Μάλλον οι παράγοντες FGFs (fibroblast growth factors) φαίνεται να επάγουν νευρωνικούς
φαινοτύπους στα κύτταρα της επιβλάστης. (Alvarez et al. 1998; Storey et al. 1998).
FGFs παράγονται σε κόμβο Hensen και αρχική λωρίδα.
FGF, Wnt → πιθανή επαγωγή νευρικού ιστού
Καταστολείς FGF
→ παρεμπόδιση επαγωγής νευρικού ιστού
Πρώιμες επαγωγικές αλληλεπιδράσεις
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Εμπροσθοπίσθιος άξονας νευρικού σωλήνα
Παράγοντες FGF (αρχική λωρίδα) (Xenopus, zebrafish) → Cdx* → Hox*
(οπίσθια γονίδια)
Σφαιρίδια FGF + επιβλάστη → σχηματισμός δομών οπίσθιου νευρικού σωλήνα
από τμήματα της επιβλάστης
Οι παράγοντες που ρυθμίζουν παραγωγή δομών πρόσθιου νευρικού σωλήνα
είναι άγνωστοι.
Υπάρχουν ωστόσο δεδομένα ότι παρέχονται από το πρόσθιο σπλαχνικό ενδόδερμα.
(Diaz and Schoenwolf 1990; Darnell et al. 1999)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τα έμβρυα των σπονδυλωτών
αμφιπλευροσυμμετρικά
είναι
λίγο
ως
πολύ
Ωστόσο, η αμφίπλευρη συμμετρία δεν είναι απόλυτη
Το αριστερό ήμισυ διαφέρει από το δεξί (καρδιά, σπλήνας ≠ συκώτι)
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Ασυμμετρία στο έμβρυο της όρνιθας
Κλίση κόμβου Hensen προς τα αριστερά
Καρδιακός σωλήνας (S)
Κάμψη εμβρύου (κεφαλή δεξιά)
Στομάχι και έντερο
Μορφολογική ασυμμετρία καρδιάς και σπλάχνων
15: (50-55h): Κρανιακή κάμψη
μεγαλύτερη
των
90οC.
Σχηματίζεται
ο
οφθαλμικός
κάλυκας.
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Αλληλουχία γεγονότων:
1
Ρήξη της βασικής αμφίπλευρης
συμμετρίας εμβρύου
(στις δομές κόμβου ή μέσης γραμμής)
2
( διαφορετικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης
εκατέρωθεν της μέσης γραμμής)
Ενίσχυση ασυμμετρίας
3
Εξάπλωση της πληροφορίας στο
πλευρικό μεσόδερμα
(στιβάδα ιστού που εμπλέκεται περισσότερο στο
σχηματισμό των ασύμμετρων οργάνων)
4
Έλεγχος κυτταρικής συνάφειας και κίνησης
ΑΣΥΜΜΕΤΡΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Αρχικό γεγονός ρήξης βασικής αμφίπλευρης συμμετρίας???
Η διάκριση αριστερά-δεξιά στο σώμα των σπονδυλόζωων ρυθμίζεται από 2 κύριες πρωτεΐνες:
τον παρακρινή παράγοντα Nodal (εκφράζεται στην αριστερή πλευρά όλων των σπονδυλωτών,
τοπική δράση/γειτονικά κύτταρα)
το μεταγραφικό παράγοντα Pitx2 (εκφράζεται στην αριστερή πλευρά όλων των σπονδυλωτών)
Nodal: κύριο σηματοδοτικό μόριο κυτταρικής διαφοροποίησης
Pitx2: τελικός τελεστής κυτταρικής διαφοροποίησης
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Whole mount in situ hybridization με
σημασμένους ανιχνευτές του mRNA του
γονιδίου nodal της όρνιθας (μωβ χρωστική):
Έκφραση στο πλευρικό μεσόδερμα της
αριστερής μόνο πλευράς του εμβρύου
Πώς ενεργοποιείται η έκφραση του nodal στην αριστερή πλευρά?
Οι μηχανισμοί διαφέρουν στα διάφορα σπονδυλόζωα.
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Levin et al., Cell 82:803, 1995
Nodal
sonic hedgehog
activin receptor IIA:
ασύμμετρα πρότυπα έκφρασης στο πρώιμο
έμβρυο όρνιθας και ρυθμίζουν το ένα το
άλλο σχηματίζοντας μονοπάτια
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Πειραματική προσέγγιση: τοπική εφαρμογή παραγόντων
Ιοί RCAS (Replication competent avian-specific viruses)
Παράγοντες δεσμευμένοι σε σφαιρίδια
Επίδραση στην έκφραση άλλων παραγόντων
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Ασύμμετρη έκφραση: nodal (αριστερά στα σπονδυλωτά)
Ποικιλότητα στα διάφορα είδη σπονδυλωτών
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Πείραμα:
Δεξιά πλευρά αναπτυσσόμενου εμβρύου + nodal  τυχαιοποίηση θέσης πολλών
οργάνων που κανονικά χαρακτηρίζονται από ασυμμετρία
(A) Φυσικού-τύπου έκφραση του γονιδίου nodal της όρνιθας: έκφραση στην αριστερή πλευρά (σκουρόχρωμη
περιοχή). Ασύμμετρη μορφολογία στην καρδιά των εμβρύων. Το ίδιο πρότυπο προκύπτει όταν ένα ίζημα
κυττάρων που εκκρίνει Shh μεταμοσχεύεται στην αριστερή πλευρά, εκεί που συνήθως εκφράζεται.
Όταν ένα ίζημα κυττάρων που εκκρίνει Shh μεταμοσχεύεται στα δεξιά του κόμβου, η έκφραση του γονιδίου
nodal γίνεται αμφιπλευρο-συμμετρική (Levin et al. 1995) και η αναδίπλωση της καρδιάς γίνεται με τρόπο τυχαίο.
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
nodal
Πρώιμα γεγονότα
(1) Αρχικά: σε μία μικρή επικράτεια αριστερής πλευράς
κόμβου Hensen, ο οποίος υποχωρεί
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Όψιμα γεγονότα
Εξάπλωση της πληροφορίας στο πλευρικό μεσόδερμα)
(2) σε μεγαλύτερη επικράτεια στο μεσόδερμα του αριστερού πλευρικού πετάλου
αυτοκαταλυτικός
βρόχος
ΜΓΦ
σηματοδότηση
Nodal
ΚΥΡΙΟ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΙΚΟ ΜΟΡΙΟ
ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗΣ
καταστολέας
Τελικός τελεστής
κυτταρικής
διαφοροποίησης
Δ
Ε
Ξ
Ι
Α
Ενίσχυση ασυμμετρίας
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
sonic hedgehoc (shh)
lefty-1
Activin
activin receptor IIa
caronte (car)
caronte (car)
bone morphogenetic proteins
Κύριο σηματοδοτικό
μόριο κυτταρικής
διαφοροποίησης
Τελικός τελεστής
κυτταρικής
διαφοροποίησης
Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Ασυμμετρία δεξιά-αριστερά (μεσοπλευρική)
Τοπική εξειδίκευση του πρώιμου εμβρύου
Blocking of activin (by follistatin): 
κατάργηση ασύμμετρης έκφρασης shh
Activin-beads placed to the left of Hensen’s
node: 
καταστολή έκφρασης shh (και nodal)
Μεταμόσχευση κυττάρων που εκφράζουν shh
στη δεξιά πλευρά του κόμβου του Hensen: 
συμμετρική έκφραση nodal στο πλευρικό
μεσόδερμα
Developmental Biology. 6th edition. Gilbert SF. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
3. Οργανογένεση στο έμβρυο της όρνιθας
3.1. Το έμβρυο
3.2. Νευρικό σύστημα
3.3. Περιοχή φαρυγγικών τόξων
3.4. Καρδιά και κυκλοφορία
3.5. Μεσόδερμα
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Όψιμα στάδια ανάπτυξης εμβρύου όρνιθας: πιο παλιά και κύρια πηγή
γνώσης της ΟΡΓΑΝΟΓΕΝΕΣΗΣ ΣΠΟΝΔΥΛΩΤΩΝ
Κύρια μορφολογικά γεγονότα οργανογένεσης
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
ΠΡΟΣΘΙΟ
εξώδερμα βλαστοδέρματος
νευρική αύλακα
πρόσθιο έντερο
εξωεμβρυικό μεσόδερμα
νευρική πτυχή
νευρική πλάκα
ενδόδερμα
Η οργανογένεση αρχίζει
από το κεφάλι και
προχωρεί βαθμιαία προς
την ουρά
σωμίτης
ενδιάμεσο μεσόδερμα
σωματικό μεσόδερμα
σπλαχνικό μεσόδερμα
κόμβος του Hensen
μεσόδερμα
Προσθιοπίσθια εξέλιξη σε έμβρυο 24h
αρχική λωρίδα
ΟΠΙΣΘΙΟ
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Το έμβρυο
2η ημέρα (33-38h)
Τρία πρωτογενή
εγκεφαλικά κυστίδια
Οπτικά κυστίδια
Κλίση στα δεξιά
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Κεφαλή: στρέφεται προς
τα δεξιά
13: Δεκαεννέα σωμίτες (4952h): Η αμνιακή πτυχή
καλύπτει το κεφάλι έως τον
οπισθεγκέφαλο.
Εμφανίζονται η κρανιακή και
η αυχενική κάμψη (κοιλιακές
κάμψεις του άξονα του
σώματος οι οποίες δίνουν
στο
έμβρυο
κεκαμμένη
μορφή). Το κεφάλι στρέφεται
προς
τα
δεξιά.
Ο
τηλεγκέφαλος μεγαλώνει.
κρανιακή κάμψη: Στο ύψος
του μεσεγκέφαλου (μόνιμη)
αυχενική κάμψη: Μεταξύ
οπισθεγκέφαλου και
προσθίου τμήματος
σώματος (παροδική).
Εμπρόσθια εξωεμβρυική πτύχωση
(σε
περιοχή κεφαλής)
Μετακινείται
και
αργότερα
αναπτύσσεται σε χόριο, άμνιο
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
14: Εικοσιδύο σωμίτες (5053h):Κρανιακή κάμψη 90ο.
Αορτικά τόξα 1,2 και βραγχιακές
σχισμές 1,2. Αρχίζει η
εγκόλπωση οφθαλμικών
κυστιδίων.
15: (50-55h): Κρανιακή κάμψη μεγαλύτερη
των 90οC. Εμφανίζονται το αορτικό τόξο 3 και
η βραγχιακή σχισμή 3. Σχηματίζεται ο
οφθαλμικός κάλυκας.
16: (51-56h): Εμφανίζεται το φύτρο
των προσθίων άκρων της ουράς.
Έντονη κάμψη κεφαλής μεταξύ πρόσθιου-οπίσθιου εγκεφάλου
3 πρώτες φαρυγγικές σχισμές
Εγκόλπωση οπτικών κυστιδίων και σχηματισμός φακών από παρακείμενη
επιδερμίδα
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
2.5 ημέρες
(52-64h)
Έμβρυο στην αμνιακή κοιλότητα
17: (52-64h): Εμφανίζονται η καταβολή των άκρων, η επίφυση και τα ρινικά βοθρία.
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
3d: Βαθύτερη η αρχική κεφαλική πτυχή  εμπρόσθια σωματική πτυχή  ανύψωση εμπρόσθιου
ημίσεως σώματος (πρόσθιο αρχέντερο)
4d: Οπίσθια σωματική πτυχή → ανύψωση οπίσθιου ημίσεως εμβρύου → οπίσθιο αρχέντερο
+ λεκιθοεντερικός αγωγός
αλλαντοϊδα
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
3-3.5d
Οπίσθιο άκρο:
Καταβολή ουράς
18: (3d): Το φύτρο των οπίσθιων άκρων
είναι λίγο μεγαλύτερο από αυτό των
πρόσθιων. Το άμνιο είναι σχεδόν
κλειστό. Εμφανίζεται η αλλαντοίδα.
19: (3-3.5d): Εμφανείς άνω και κάτω
γναθικές προβολές. Το μάτι δεν έχει
ακόμα χρωστική.
(αποτελείται από:
νωτοχορδή, νευρικός
σωλήνας,
σωμίτες,
οπίσθιο έντερο)
Το έμβρυο
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
20: (3-3.5d): Ο κορμός
είναι ευθύς.
21: (3.5d): Τα φύτρα των
άκρων είναι ασύμμετρα και
εκτείνονται προς τα πίσω
4 ημέρες
Εκκόλαψη: 20η-21η ημέρα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Νευρικό σύστημα
Πρωτογενή κυστίδια πρόσθιου, διάμεσου
και οπίσθιου ΠΡΩΙΜΟΥ εγκεφάλου
(…παρεγκεφαλίδα)
δ
(υποδοχείς οπτικών
νεύρων)
(…τετράδυμα)
ο
(…οπτικά κυστίδια)
π
ο
π
(…εγκεφαλικά ημισφαίρια)
δ
Αλλαγή σχήματος του πρώιμου εγκεφάλου
του εμβρύου της όρνιθας από την ημέρα 2 ως
την ημέρα 4,5 της ανάπτυξης.
(μύες, αισθητήρια όργανα)
ΖΕΥΓΗ ΝΩΤΙΑΙΩΝ ΝΕΥΡΩΝ
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Περιοχή φαρυγγικών τόξων
Οπίσθιος εγκέφαλος
(μεταμερική οργάνωση
και ιστοί διαφορετικών
βλαστικών στιβάδων)
r2, r4, r6: Κύτταρα
νευρικής ακρολοφίας
(βραγχιακά τόξα γύρω
από φάρυγγα)
παρεγκεφαλίδα
7 ρομβομερή
BT-1: Τόξο γνάθου
Αποφύσεις άνω &
κάτω γνάθου
ΒΤ-2: Υοειδές τόξο
3 ημερών
Περιοχή φαρυγγικών τόξων
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
κρανιακά νεύρα (V-ΧΙΙ).
7 ρομβομερή (r1-r7)
Κρανιακά νεύρα
Νευρώνουν κάθε ένα
βραγχιακό τόξο
(Lumsden 1991. Philosophical Transactions of the Royal Society 331, 281-286).
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Καρδιά και κυκλοφορία
Στο επίπεδο οπίσθιου εγκεφάλου από ζεύγος ενδοθηλιακών συμπυκνώσεων
(μεταξύ σπλαχνικού μεσοδέρματος και εντέρου)
2 σωλήνες
1 σωλήνας (ενδοκάρδιο) + Μυοκάρδιο (μυικό
τοίχωμα, από παρακείμενο σπλαχνικό μεσόδερμα)
(αρχή 2d, 7 σωμίτες)
Κίνηση προς τα πίσω
(εμπρόσθια σωματική πτυχή)
Περιελιγμένος σωλήνας (48h)
(φλεβώδης κόλπος, κόλπος, κοιλία, οδός εκροής)
Καρδιά και κυκλοφορία
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Πρώιμα στάδια:
Νησίδες αίματος και αιμοφόρων αγγείων
(αδιαφανή περιοχή)
Αγγεία
(διαφανή περιοχή)
Αγγεία εντός του εμβρύου
(μεσόδερμα)
36h: χτυπά η καρδιά
3d: κυκλοφορία αίματος ανάμεσα στο έμβρυο
και τη λεκιθική μάζα
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Καρδιά και κυκλοφορία
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Η βασική κυκλοφορία ενός εμβρύου αμνιωτού.
Ομφάλιος λώρος
Ο2: εξωεμβρυική τριχοειδής στιβάδα.
Αλλαντοίδα (6d) – κύριο αναπνευστικό όργανο
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Μεσόδερμα
Σωμιτογένεση
(μεταμερισμός)
Οι σωμίτες σχηματίζονται διαδοχικά από εμπρός (Ε) προς τα πίσω (Ο)
από το τέλος της ημέρας 1.
Μετάβαση κυττάρων από χαλαρή μεσεγχυματική μορφολογία σε
συμπαγή επιθηλιακή (στενή σύνδεση κυττάρων).
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Σωμιτογένεση
4d, 45 σωμίτες
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Σχηματισμός 3 δομών από κάθε σωμίτη:
(Σ) Μελλοντικός σχηματισμός
σπονδύλων (εκτός φάσης σε σχέση με
τους σωμίτες!!!!)
(Μ) Μελλοντικός σχηματισμός
γραμμωτών μυών
(μεταμερικής οργάνωσης)
(Δ) Συμβάλει στο σχηματισμό
της δερμίδας του δέρματος
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Ανάπτυξη νεφρού, γονάδων και επινεφριδίων από το ενδιάμεσο μεσόδερμα.
(Witschi 1956. Development of Vertebrates. Saunders).
εκφυλίζεται
(3-4d, 16-27σωμ)
(σπειράματα και σωληνάρια)
2-3d (7-15σωμ)
Μεσονεφρός:
Λειτουργικός νεφρός πτηνών
κατά την εμβρυική ζωή
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Εκκόλαψη: μετανεφρός
(5-8d)
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Ενδιάμεσο μεσόδερμα
(μεσοκοιλιακά προς τον νεφρό)
Επινεφρίδιο: 1) φλοιός: ενδιάμεσο μεσόδερμα
2) μυελός: νευρική ακρολοφία
Γονάδες: από μεσέγχυμα και υπερκείμενο κοιλωματικό
επιθήλιο
Γεννητική ακρολοφία
Μεσόδερμα
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Εμπρόσθια εξωεμβρυϊκή προέλευση των αρχέγονων γαμετικών κυττάρων
μετανάστευση
Γεννητική ακρολοφία
4d: ίδια εμφάνιση
θηλυκά και αρσενικά
γονάδων
σε
Περιοχή (μεσοδέρματος) αορτής-γονάδας-μεσόνεφρου
αιματοποίηση
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
καταβολή ποδιού (3d)
ΑΚΡΑ: από μεσόδερμα
πλευρικού πετάλου
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
επιμήκυνση
4d: διαφοροποίηση
(από το κέντρο προς τη περιφέρεια)
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
9d
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
Περιγραφή της οργανογένεσης στο έμβρυο της όρνιθας
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014
ΣΥΝΟΨΗ
(1) Το έμβρυο της όρνιθας είναι αμνιωτό – Μορφολογία παρόμοια με θηλαστικά
(2) Πρώιμη ανάπτυξη: = επίπεδο βλαστόδερμα
Αρχική λωρίδα: επάγεται στο οπίσθιο όριο και επιμηκύνεται προς το εμπρόσθιο
Γαστριδίωση: διαρκής κυτταρική μετακίνηση μέσω της αρχικής λωρίδας.
(3) Εξω-εμβρυικές μεμβράνες: Λεκιθικός σάκος-Χόριο-Άμνιο-Αλλαντοίδα:
Υποστήριξη εμβρύου με οξυγόνο και θρεπτικά υλικά
(4) Χάρτης πεπρωμένου: ο ΕΟ άξονας αρχικής λωρίδας αντιστοιχεί στο
μεσοπλευρικό άξονα του πρωτογενούς αρχιτεκτονικού σχεδίου του σώματος
(5) Επαγωγικές αλληλεπιδράσεις κατά τη γαστριδίωση εν μέρει συγκρίσιμες με
αυτές του Xenopus
(6) Ασυμμετρία εμβρύου στον άξονα ΔΑ, βασίζεται στην έκφραση των γονιδίων
nodal και pitx2 στην αριστερή πλευρά του εμβρύου
(7) Το έμβρυο της όρνιθας είναι πολύ σημαντικό για τη μελέτη της οργανογένεσης
Μ.Χ. Αντωνέλου ΑΒΙ-2014

Download Report