Hoofdstuk 5: vertebrate ontwikkeling 3
De Hox genen zorgen na de mesoderm inductie voor het ontstaan van de juiste mesodermale
patronen en de anterior-posterior polariteit van het zenuwstelsel en skelet. De Hox genen en hun rol
bij de patroon vorming van anterior-posterior komen bij alle vertebraten voor.
De neural crest ontstaat aan de randen van de neurale plaat. De neurale lijstcellen migreren weg van
de neurale plaat tijdens de neurulatie.
Het kippen embryo:
Het kippen embryo is een circulair blastoderm. De area pellucida ligt centraal en bestaat uit een
enkele laag van epiblast cellen, hieromheen ligt de area opaca en tussen de twee lagen ligt een
dunne ring van cellen die de marginale zone vormen. Aan één zijde van de area pellucida wordt de
Koller sikkel gevormd, en hiermee wordt de symmetrie doorbroken. De sikkel ligt aan de posterior
marginale zone en vormt het beginpunt van de primitieve strook die gevormd wordt in de epiblast
tijdens de gastrultaie. De strook begint aan de toekomstige posterior zijde van het embryo en
verlengd zich tot de knoop die de anterior zijde van het embryo vormt.
De strook heeft ook invloed op de dorso verntrale as; aan de posterior zijde worden meer
ventrale structuren gevormd, aan de anterior zijde meer dorsale structuren.
Of maternale determinanten een rol spelen bij het opstellen van de embryonale assen (zoals bij
kikkers en vis) is niet bekend. Het lijkt erop dat de anterior-posterior as pas later in de ontwikkeling
wordt gespecificeerd door draaikrachten als het ei in het oviduct ligt. Als het ei door de uterus
beweegt, blijft het blastoderm in een gebogen positie, als de dooier zich roteert door de
zwaartekracht komen steeds andere delen van het blastoderm in aanraking met andere delen van de
dooier. Echter wordt ook de door draaiing de as nog niet definitief vastgesteld, het kippen embryo
heeft een hoog regulatief vermogen.
De posterior marginale zone van de kip is analoog aan het Nieuwkoopcentrum. De margniale zone is
instaat een primitieve strook te induceren. Echter bij transplantatie experimenten blijkt dat enkel het
verder ontwikkelde organiserende centrum een nieuwe as kan induceren.
- Vg-1 en Wnt-8C hebben hun hoogste concentratie in de posterior marginale zone.
Als een ei gelegd is vormt er een laag hypoblast cellen over de dooier bij de area pellucida. De
primitieve strook wordt pas gevormd als de hypoblast cellen bij de posterior marginale zone worden
vervangen door een laag endoblast cellen. De laag endoblast cellen groeien vanuit de posterior
marginale zone. De hypoblast inhibeert actief de formatie van de primitieve strook.
Het muizen embryo:
De eerste klievingen van het muizen embryo lijken zonder patroon te verlopen. Bij de 32-cel stadium
is de marula ontwikkeld in een blastocyst; een holle bal van epitheel met een inner cell mass. Het
epitheel zal het trophectoderm vormen; deze ontwikkelt uiteindelijk de extra-embryonische
structuren die betrokken zijn bij de innesteling en de navelstreng. De cellen van de inner cell mass
zullen de epiblast (waar het embryo en sommige extra-embryonische structuren uit gevormd wordt)
en het primitieve endoderm (waar de dooierzak uit wordt gevormd) vormen.
De determinatie van deze twee type cellen gebeurt in het 32-cel stadium. Vooral de positie van de
cellen in de blastula lijkt een grote rol te spelen bij deze specificatie.
Cdx2 is betrokken bij het differentiëren van het trophectoderm, Oct4 is betrokken bij het pluripotent
houden van de cellen van de inner cell mass. In de oocyt is de expressie van beide hoog, maar door
, negatieve feedback is enkel Cdx2 hoog in de cellen van het trophectoderm en Oct4 hoog in de cellen
van de inner cell mass.
De twee cel types van de inner cell mass worden gerealiseerd door een hoge/lage concentratie van
Nanog en Gata6. Cellen die Nanog tot expressie brengen vormen epiblast, cellen die Gata6 tot
expressie brengen vormen primitief endoderm. De Nanog cellen produceren FGF, dit promoot Gata6
expressie in aangelegen cellen en reguleert zo de opbouw van de epiblast in het endoderm. De cellen
liggen nog niet op hun juiste positie en worden door herranschikken op een nette manier in het
trophectoderm georganiseerd.
De eerste asymmetrie in het muizen embryo treedt op in de blastocyst stadium, hier organiseert de
blastocoel zich asymmetrisch met de inner cell mass cellen aan een zijde van het trophectoderm.
Embryonic-abembryonic as: de zijde met de inner cell mass is de embryonische pool, de zijde met de
blastocoel is de abembryonische pool.
De as komt overeen met de dorsale-ventrale as van de epiblast maar is niet gerelateerd aan deze
specifieke cel lot.
Het muizen embryo kent geen polariteit door maternale factoren en de embrynosiche genexpressie
begint al na de eerste deling. Ook het grote regulatieve vermogen van het muizen embryo levert
bewijs tegen de aanwezigheid van essentiele maternale factoren.
Tijdens de innestelling van de blastocyst vormt het trophectoderm aan de embryonale pool de
ectoplacental cone. De cone produceert extra-embryonisch ectoderm wat de inner cell mass over de
blastocoel duwt. Hierdoor wordt de proamniotische ruimte gevormd en krijgt het muizen embryo zijn
bekervorm. Uit het primitieve endoderm wordt een laag visceraal endoderm gevormd rond het
embryo.
Voor de gastrulatie begint wordt het viscerale endoderm geregionaliseerd langs de proximo-distale
as (proximo=baarmoederwand, distaal=weg van baarmoederwand).
- Distal Visceral Endoderm (DVE): het meest distale deel van het endoderm, hoge expressie van Lefty.
- Anterior Visceral Endoderm (AVE): ontstaat door Nodel signaling vlak bij de DVE en verplaatst zich
willekeurig over het viscerale endoderm naar een zijde van de beker, dit wordt de anterior zijde.
Er is nu een duidelijke anterior-posterior as ontstaan uit de proximo-distale as. De AVE produceert
moleculen die ervoor zorgen dat het overliggende epiblast anterior ectoderm gaat vormen, wat
uiteindelijk het brein en anterior structuren gaat ontwikkelen.
De AVE komt overeen met de hypoblast van de kip, de AVE blokkeert net als de hypoblast de
formatie van de primitieve strook door de productie van Nodel remmende stoffen. De zijde aan de
andere kant van de AVE kan wel de strook vormen en wordt de dorsale zijde van het embryo. Voor
de initiatie van de strook wordt waarschijnlijk Nodel en Wnt gebruikt (net als bij de initiatie van de
primitieve strook uit de posterior marginale zone van de kip).
Het meest proximale deel van het extra-embryonische ectoderm produceert BMP, waardoor de AVE
niet verder kan bewegen.
Het opstellen van een fate map van de kippen en muizen blastulas is moeilijk omdat de cellen die de
uiteindelijke kiemlagen gaan vormen door elkaar liggen en zelfs in de primitieve strook extensieve cel
beweging vertonen.
Gastrulatie van de kip:
De meeste cellen in de anterior epiblast zijn toekomstig ectoderm en zullen de neurale buis en het
epidermis vormen. Het anterior uiteinde van de strook is toekomstig mesoderm, als de strook zich
terug trekt blijven er cellen achter die de notochord, de somieten en het laterale plaat mesoderm
De Hox genen zorgen na de mesoderm inductie voor het ontstaan van de juiste mesodermale
patronen en de anterior-posterior polariteit van het zenuwstelsel en skelet. De Hox genen en hun rol
bij de patroon vorming van anterior-posterior komen bij alle vertebraten voor.
De neural crest ontstaat aan de randen van de neurale plaat. De neurale lijstcellen migreren weg van
de neurale plaat tijdens de neurulatie.
Het kippen embryo:
Het kippen embryo is een circulair blastoderm. De area pellucida ligt centraal en bestaat uit een
enkele laag van epiblast cellen, hieromheen ligt de area opaca en tussen de twee lagen ligt een
dunne ring van cellen die de marginale zone vormen. Aan één zijde van de area pellucida wordt de
Koller sikkel gevormd, en hiermee wordt de symmetrie doorbroken. De sikkel ligt aan de posterior
marginale zone en vormt het beginpunt van de primitieve strook die gevormd wordt in de epiblast
tijdens de gastrultaie. De strook begint aan de toekomstige posterior zijde van het embryo en
verlengd zich tot de knoop die de anterior zijde van het embryo vormt.
De strook heeft ook invloed op de dorso verntrale as; aan de posterior zijde worden meer
ventrale structuren gevormd, aan de anterior zijde meer dorsale structuren.
Of maternale determinanten een rol spelen bij het opstellen van de embryonale assen (zoals bij
kikkers en vis) is niet bekend. Het lijkt erop dat de anterior-posterior as pas later in de ontwikkeling
wordt gespecificeerd door draaikrachten als het ei in het oviduct ligt. Als het ei door de uterus
beweegt, blijft het blastoderm in een gebogen positie, als de dooier zich roteert door de
zwaartekracht komen steeds andere delen van het blastoderm in aanraking met andere delen van de
dooier. Echter wordt ook de door draaiing de as nog niet definitief vastgesteld, het kippen embryo
heeft een hoog regulatief vermogen.
De posterior marginale zone van de kip is analoog aan het Nieuwkoopcentrum. De margniale zone is
instaat een primitieve strook te induceren. Echter bij transplantatie experimenten blijkt dat enkel het
verder ontwikkelde organiserende centrum een nieuwe as kan induceren.
- Vg-1 en Wnt-8C hebben hun hoogste concentratie in de posterior marginale zone.
Als een ei gelegd is vormt er een laag hypoblast cellen over de dooier bij de area pellucida. De
primitieve strook wordt pas gevormd als de hypoblast cellen bij de posterior marginale zone worden
vervangen door een laag endoblast cellen. De laag endoblast cellen groeien vanuit de posterior
marginale zone. De hypoblast inhibeert actief de formatie van de primitieve strook.
Het muizen embryo:
De eerste klievingen van het muizen embryo lijken zonder patroon te verlopen. Bij de 32-cel stadium
is de marula ontwikkeld in een blastocyst; een holle bal van epitheel met een inner cell mass. Het
epitheel zal het trophectoderm vormen; deze ontwikkelt uiteindelijk de extra-embryonische
structuren die betrokken zijn bij de innesteling en de navelstreng. De cellen van de inner cell mass
zullen de epiblast (waar het embryo en sommige extra-embryonische structuren uit gevormd wordt)
en het primitieve endoderm (waar de dooierzak uit wordt gevormd) vormen.
De determinatie van deze twee type cellen gebeurt in het 32-cel stadium. Vooral de positie van de
cellen in de blastula lijkt een grote rol te spelen bij deze specificatie.
Cdx2 is betrokken bij het differentiëren van het trophectoderm, Oct4 is betrokken bij het pluripotent
houden van de cellen van de inner cell mass. In de oocyt is de expressie van beide hoog, maar door
, negatieve feedback is enkel Cdx2 hoog in de cellen van het trophectoderm en Oct4 hoog in de cellen
van de inner cell mass.
De twee cel types van de inner cell mass worden gerealiseerd door een hoge/lage concentratie van
Nanog en Gata6. Cellen die Nanog tot expressie brengen vormen epiblast, cellen die Gata6 tot
expressie brengen vormen primitief endoderm. De Nanog cellen produceren FGF, dit promoot Gata6
expressie in aangelegen cellen en reguleert zo de opbouw van de epiblast in het endoderm. De cellen
liggen nog niet op hun juiste positie en worden door herranschikken op een nette manier in het
trophectoderm georganiseerd.
De eerste asymmetrie in het muizen embryo treedt op in de blastocyst stadium, hier organiseert de
blastocoel zich asymmetrisch met de inner cell mass cellen aan een zijde van het trophectoderm.
Embryonic-abembryonic as: de zijde met de inner cell mass is de embryonische pool, de zijde met de
blastocoel is de abembryonische pool.
De as komt overeen met de dorsale-ventrale as van de epiblast maar is niet gerelateerd aan deze
specifieke cel lot.
Het muizen embryo kent geen polariteit door maternale factoren en de embrynosiche genexpressie
begint al na de eerste deling. Ook het grote regulatieve vermogen van het muizen embryo levert
bewijs tegen de aanwezigheid van essentiele maternale factoren.
Tijdens de innestelling van de blastocyst vormt het trophectoderm aan de embryonale pool de
ectoplacental cone. De cone produceert extra-embryonisch ectoderm wat de inner cell mass over de
blastocoel duwt. Hierdoor wordt de proamniotische ruimte gevormd en krijgt het muizen embryo zijn
bekervorm. Uit het primitieve endoderm wordt een laag visceraal endoderm gevormd rond het
embryo.
Voor de gastrulatie begint wordt het viscerale endoderm geregionaliseerd langs de proximo-distale
as (proximo=baarmoederwand, distaal=weg van baarmoederwand).
- Distal Visceral Endoderm (DVE): het meest distale deel van het endoderm, hoge expressie van Lefty.
- Anterior Visceral Endoderm (AVE): ontstaat door Nodel signaling vlak bij de DVE en verplaatst zich
willekeurig over het viscerale endoderm naar een zijde van de beker, dit wordt de anterior zijde.
Er is nu een duidelijke anterior-posterior as ontstaan uit de proximo-distale as. De AVE produceert
moleculen die ervoor zorgen dat het overliggende epiblast anterior ectoderm gaat vormen, wat
uiteindelijk het brein en anterior structuren gaat ontwikkelen.
De AVE komt overeen met de hypoblast van de kip, de AVE blokkeert net als de hypoblast de
formatie van de primitieve strook door de productie van Nodel remmende stoffen. De zijde aan de
andere kant van de AVE kan wel de strook vormen en wordt de dorsale zijde van het embryo. Voor
de initiatie van de strook wordt waarschijnlijk Nodel en Wnt gebruikt (net als bij de initiatie van de
primitieve strook uit de posterior marginale zone van de kip).
Het meest proximale deel van het extra-embryonische ectoderm produceert BMP, waardoor de AVE
niet verder kan bewegen.
Het opstellen van een fate map van de kippen en muizen blastulas is moeilijk omdat de cellen die de
uiteindelijke kiemlagen gaan vormen door elkaar liggen en zelfs in de primitieve strook extensieve cel
beweging vertonen.
Gastrulatie van de kip:
De meeste cellen in de anterior epiblast zijn toekomstig ectoderm en zullen de neurale buis en het
epidermis vormen. Het anterior uiteinde van de strook is toekomstig mesoderm, als de strook zich
terug trekt blijven er cellen achter die de notochord, de somieten en het laterale plaat mesoderm
