根据脊椎动物肢体发育的增长区PZ(progress
zone)模型,未分化细胞在PZ中获得位置的信息,这个区域在正在发育的肢体的远端。这些细胞的命运根据它们在区域中度过的时间而定,较早离开的细胞形成接近的肢体结构,晚离开的细胞形成远端的肢体结构。这个理论认为PZ可能是信号分子的来源,例如Fgf(fibroblast
growth factors)蛋白。但最近在Nature上的报道对这个模型提出了质疑,并深入研究了在肢体发育过程中发生的细胞活动。
Gail Martin’s
group用遗传学的方法来研究肢体发育,他们将FGF4和FGF8在在小鼠肢体中条件化的失活。这些突变体的前肢形成不受影响,但后肢的形成被抑制了。这是因为FGF4和FGF8早期的瞬时表达造成的。这些肢体有正常的结构,和较多的远端元件,这与PZ模型的预测是一致的,但它们缺少肢体中间的结构,这是PZ模型很难解释的。S认为这个突变体前肢发育的缺陷并不是由于缺乏进行性特异化,他们用Sox9表达分析发现是因为缺乏骨骼肌前体细胞,造成肢体近端结构产生细胞异常凋亡。
Dudley et
al.的研究也发现了细胞的异常凋亡,细胞凋亡区域在肢体远端200μm处产生。根据PZ模型,远端细胞会掺入近端结构,因为它们的远端命运并没有充分决定。而Dudley
et al.发现远端细胞发生了凋亡,而近端细胞发生了扩增。研究者在接下来的细胞命运作图和胚胎研究中发现位置特异化和命运决定是两个独立的事件。
这个研究为肢体发育的研究提出了新的问题。
相关文章及链接:
ORIGINAL RESEARCH PAPERS
Sun, X. et al. Functions of FGF
signalling from the apical ectodermal ridge in limb development. Nature 418,
501-508 (2002) | Article | PubMed |
Dudley, A. T. et al. A re-examination of
proximodistal patterning during vertebrate limb development. Nature 418, 539-544
(2002) | Article | PubMed |