HC 13 + 14: Basale Ontwikkelingsconcepten + Siamese Tweelingen Flashcards
Welke cellen worden door Oct4 geïdentificeerd in het vroege embryo?
Pluripotente cellen (embryoblast)
Manieren om dochtercellen verschillend te maken
-Asymmetrische deling
-Symmetrische deling
Slechts een paar signaaleiwitten worden herhaaldelijk gebruikt als inductoren / morfogenen, noem deze
EGF, ephrins, TGFb, BMP, Wnt, Hedgehog, Delta
Signalen werken …afhankelijk
context
Transcriptionele regulatie stuurt differentiatie: leg dit uit
Een andere transcriptionele regulatie kan differentiatie induceren > bv Sox2 kan in pluripotente oiv Oct4 gemaakt worden en deze kan differentiatiegenen blokkeren waardoor neurale stamcellen niet differentiëren. Zonder Oct4 zal er geen Sox2 worden gemaakt en kan b-catenine deze genen activeren (Wnt pathway) > van stamcel naar neurale progenitor
Wat is er eerst? patroonvorming of morfogenese?
Patroonvorming
Ontwikkeling neurale buis uit ectoderm
BMP signalering zorgt voor differentiatie ectoderm tot epidermis, maar chordin lokaal uit de chorda remt de BMP signalng > competente cellen in het morfogenetisch veld
Rol van morfogen Shh
Bindt aan een receptor en reguleert genexpressie indirect via genregulatoire eiwitten.
Shh gradient in neurale buis
Hoog geconcentreerd in ventrale neurale buis (floorplate) en concentratie-afhankelijke differentiatie van de delen neurale buis via diffusie Shh van floorplate naar andere delen
Vorming embryonale-abembryonale (proximale-distale as)
Sorteren primiteve endoderm (hypoblast) en epiblast cellen in de embryoblast van blastocyst.
> epiblast cellen: Nanog positieve cel
> primitieve endoderm cellen: Gata6 positief
De kant van PrE is de ventrale kant
Ontwikkeling dorsoventrale as
In late blastocyst
> Kant van primitieve endoderm (tegen de blastocoel aan: ventraal
> embryoblast deel naar buitenkant uit epiblast: dorsaal
Late blastocyst naar early cylinder
epiblast komt in een soort halve buis te liggen omgeven door visceraal endoderm cellen en distaal visceraal endoderm onderin. Andere halve buis is het extra-embryonale ectoderm omgeven door extra-embryonaal visceraal endoderm (VE).
Ontwikkeling anterior-posterior as
Door formatie distaal visceraal endoderm (DVE), deze migreert naar naar prospective posterior (links) om daar het anterior visceraal endoderm te vormen (AVE) > wordt dus anterior zijde. (voorkant), aan de andere kant vormen precursors voor de primitiefstreep
Vastlegging links-rechts as (asymmetrie van organen)
Klokslag beweging knoop van Hensen cilia stroom naar links. Vastgelegd bij knoop van Hensen
Situs solitus, situs inversus totalis, isomerism, situs inversus thoracalis/abdominalis
-Situs solitis: normale L-R asymmetrie
-Situs inversus: wisseling L-R asymmetrie
-Isomerism: beide kanten gelijk
Kartagener Syndroom
Immotiel cilia syndroom (primaire ciliaire dyskinesie) > leidt in 50% tot situs inversus.
- afwijkende cilia
- verstoorde werking in organen weefsels en cellen met cilia
> bronchiectasie
> sinusitis
> immotiele spermatozoa
Cilia in knoop van Hensen
Linksdraaiende cilia in alle dieren: sterke stroming naar links en matig naar rechts door de hoek van de cilia
> determinante moleculen gaan voor links kant gaan naar links.
> symmetrie breuk: genregulatie van cilia door expressie Nodal, Lefty en Pitx2 voor linkerhelft.
Pitx2
Is nodig voor de asymmetrische instroom van de atria (hart)
Pitx2 pathway
De knoop van Hensen zwaait Nodal naar de linkerhelft van de kiemschijf (en het zit rond de knoop)
> Nodal verspreidt iets naar zijkant over de lengte en activeert via Foxh1: Lefty2 (laterale zijde kiemschijf) en Pitx2. Lefty2 inhibeert Nodal (uitdoven signaal)
> Nodal activeert Lefty1 langs de midline, hier zal actief Lefty1 de rechterzijde inhiberen (Nodal inhibitie)
Asymmetrische genexpressie > laterale organogenese voorbeeld
-Patronen voor hart milt, maag, darmen
-Lever, longen
-Bloedvatenstelsel
Pitx2c en sinusknoopvorming in het hart
Pitx2c onderdrukt sinusknoopvorming aan linkerkant hart.
Siamese tweelingen kenmerken
-Met elkaar verbonden tweelingen
-Bij conjunctie betrokken structuren zijn homoloog
-monozygoot, monochoriotisch en monoamniotisch
Soorten monozygote tweelingen
-2 chorions en 2 amnions: twee losse blastocysten
-1 chorion en 2 amnions: 1 blastocyst, 2 embryoblasten en losse kiemschijven
-1 chorion en 1 amnion: 1 blastocyst, 1 verbonden embryoblast en kiemschijf
Classificatie siamese tweelingen
- Ventrale conjunctie
> 4 armen, 4 benen, 1 navelstreng - Laterale conjunctie
> 2-4 armen, 2 benen, 1 navelstreng - caudale conjunctie
> 4 armen, 4 benen, 1 navelstreng - “neurale” conjunctie
> 4 armen, 4 benen, 2 navelstrengen
Overleving siamese tweelingen en voornamelijk geslacht
1 op de 200 monozygote tweelingen
M/V: 1/3-5
Levendgeboren > 20%
65% survival van deze na 1 dag en <1% na maanden
Verklaringsmodellen siamese tweelingen
-Fusion: vergroeiing van gescheiden embryo’s
-Fission: onvolledige splitsing van blastula
-Crowding: overbevolking door inductie van twee central organizers in 1 inner cell mass: positie en afstand tov bepalen aard en mate van conjunctie
Problemen met fusion en fission verklaringen
Fusion verklaart niet homologe conjunctie en interactie-aplasie
Fission verklaart niet diversiteit van conjucties en het spontane voorkomen
Ventrale conjunctie: Omphalopagus
Verbonden tpv sternum, diafragma en lever
> 2 conventionele harten
> kiemschijven verbonden in craniale toppen, cardiogene zones nog gescheiden en normale links rechts as.
Ventrale conjunctie: Thoracoileopagus
Verbonden tpv borst en buik
> 1 gemeenschappelijk hart
> craniale delen kiemschijven verbonden
> cardiogene plaat verbonden, geen links-rechts verschuiving.
> verbonden IEC (intra embryonaal coeloom)
Thoracoileopagus overleving
1 hart kan niet door beide lichamen sufficiënt pompen > niet levensvatbaar
Ventrale conjunctie: Prosopothoracoileopagus
Verbonden tpv hals, mond, borst en buik
> 2 samengestelde harten
> 1 lange kiemschijf met een IEC’s met dunne middenstuk centraal, lateraal de cardiogene zones die zijn gemixt (links 1 + rechts 2 vice versa)
Ventrale conjunctie: cephalothoracoileopagus
Verbonden tpv gezicht, borst en buik
> 2 samengestelde harten
> cardiogene zones naar lateraal op kiemschijf, de kiemschijf is continu met de oropharyn. membranen ietwat lateraal naast elkaar geplaatst en de IEC’s gescheiden in de laterale polen (een soort +)
Neo-axiale oriëntatie
Met tegenovergelegen structuren samengestelde organen vormen met een andere oriëntatie.
> bv bij cephalothoracoileopagus: cardiogene zones naar lateraal op de kiemschijf geduwd met de IEC’s
Laterale conjunctie: dicephalus tetrabrachius
1 onderlichaam, 2 hoofden, 3-4 armen
> 2 conventionele harten
> lateraal verbonden
> kiemschijf lateraal verbonden, IEC is continu en cardiogene zone’s gescheiden op normale positie..
> 2 oroph. membranen en 1 cloac. membr.
Laterale conjunctie: Dicephalus dibrachius
Lateraal verbonden
> 1 romp, 2 hoofden, 2 armen
> 1 meervoudig hart
> op kiemschijf zijn de cardiogene zones net aan verbonden
Laterale conjunctie: diprosopus
Lateraal verbonden
> 1 lichaam, 1 hoofd, 2 gezichten
> 1 meervoudig hart
> op kiemschijf zijn de cardiogene zones bijna geheel verbonden, de rechts van 1 en links van 2 zijn erg klein
Interactie-aplasie
Er worden grote delen van het lichaam niet gevormd door wegfuseren in de kiemschijf bij de tweeling, bv het missen van de 2 v.d. 4 armen bij diproposus
Caudale conjunctie: ischiopagus
Caudaal verbonden tpv onderbuik en bekken
> kiemschijven sluiten bij caudale zijdes aan en cloac. membr. naar ietwat lateraal naast elkaar verplaatst
Welk verschijnsel speelt er op bij caudale conjuctie: neoaxiale oriëntatie of interactie aplasie
Neoaxiale oriëntatie: door botsing kiemschijven gaan delen fate map naar lateraal verschuiven
Voorzijde en achterzijde bij kiemschijf thoracoileopagus met laterale deviatie
Ventrale conjucntie: het uitpuilende laterale puntige deel is de voorzijde en de knik is de achterzijde (hoek) en linker embryo ligt links en rechts ligt rechts daarvan (de punt)
Intermediaire conjunctie: thoracoileoischiopagus
Verbonden tpv borst, buik, bekken: deels caudaal en ventraal
> cardiogene zones zijn verbonden
> kiemschijf is een soort pijl
> de IEC is een driepoot naar achterkant en zijkanten.
Cephalothoracoileopagus met laterale deviatie: voorkant
Voorkant is de plek met de grootste cardiogene zone, het oropharyn. membr en de hoek van de ‘pijl’ van de delen met de primitiefstrepen.
Neurale conjunctie: craniopagus
Verbonden tpv schedel
> dooierzakken komen naast elkaar te liggen en allantoïses aan zijkanten
Neurale conjunctie: pygopagus
Verbonden tpv sacrum en perineum (bekken, ruggen tegen elkaar)
> dooierzakken komen in een hoek tegenover elkaar liggen (driehoek)
Neurale conjunctie: rachipagus
Verbonden tpv wervelkolom
> dooierzakken (met navelring ofc) komen rechts tegenover elkaar te liggen
Siamese drieling: dicephalus dibrachius & omphalopagus
3 hoofden, 4 armen, 2 harten (1 meervoudig), 1 gemeenschappelijke levermassa
Defect bij diprosopus
Neuraalbuis defecten: open rug
> ontstaan dicephalus: dubbele neurale buis: daardoor kunnen de neuroporia niet goed sluiten.
Siamese tweelingen stoornissen links-rechts
-Situs solitus: L R normaal
> Situs inversus: R L
> Links/rechts isomerie: LL of RR
> heterotaxie: verschillen in borst- en buik situs
Incidentie Siamese Tweelingen
- ~50% > 1. en 2.
- ~50% > 3.
- zelden > overig
Benoem 1. 2. en 3.
1.: Omphalopagus, 2. thoracoileopagus
3. dicephalus
Normale ontwikkeling links-rechts patroon
Rechts: Activine bij knoop van Hensen (1e asymmetrische expressie)
> Act promoot Fgf8 en inhibeert Shh
> Fgf8 inhibibeert Car (caronte) in paraxiaal mesoderm deel (car inhibeert BMP)
> BMP actief in intermediair mesoderm deel
> BMP inhibeert Nodal
> Nodal promoot expressie van de Hox gen Pitx2c en inhibeert SnR
> in rechts geen Nodal dus wel SnR en SnR activeert ‘rechts’
Links: Shh actief > Shh activeert Car in paraxiaal en Car inhibeert BMP in intermediair > Nodal actief die Pitx2c activeert
> SnR inactief
> Pitx2c activeert ‘links’
Mediaallijn: Lefty actief: die inhibeert Nodal, zodat rechts geen Pirx2 actief wordt
Ontwikkeling links-rechts patroon bij dicephalus
een rechts gedeelte en links gedeelte maar ook een combined gedeelte in het midden waar Activine actief is > activatie Fgf8 en inhibitie Shh > Car inactief > BMP actief > Nodal inactief > SnR actief: rechts ontwikkeling in combined gedeelte
Ontwikkeling links-rechts patroon bij ventrale conjunctie met laterale deviatie
in beide delen (voor en achterkant gescheiden door primitiefstrepen en axiaal mesoderm) zijn er twee knopen van Hensen actief met de ene die Activine maakt en de andere niet dus waar Shh actief is. de routes lopen gescheiden tot in de achterkant (met de knik) waar het intermediair mesoderm gedeelte verbonden is. Daar zal Nodal en dus Pitx2c actief zijn wat overspringt waardoor die hele kant tot ‘links’ ontwikkelt.
Bij de voorkant (punt) is het intermed. mesoderm niet verbonden en Pitx2c niet overspringen en is er een gescheiden rechts en links deel.
Bij welke conjunctie is er de grootste kans op succes voor scheiding
Goed > omphalopagus
Redelijk > Ischiopagus
Redelijk > pygopagus
