Transcriptional regulation in mesenchymal condensations during formation of the cranium

Abstract

Lebka stavovcov sa skladá z mnohých kostných elementov pochádzajúcich z kraniálnych neurálnych hrebeňových buniek (cNCCs). CNCC vznikajú na hranici neurálnej platničky, migrujú do viacerých oblastí vyvíjajúceho sa embrya a diferencujú sa na rôzne typy buniek, ako sú chrupavky a kosti, periférne nervy a glie, melanocyty a spojivové tkanivá. Morfogenéza kraniofaciálnej oblasti zahŕňa niekoľko procesov, od epiteliálno-mezenchymálnej indukcie a mezenchymálnej kondenzácie až po endochondrálnu alebo intramembranóznu osifikáciu. Molekulárne a genetické dráhy regulujúce tvarovanie a rast kraniálnej chrupavky počas embryogenézy sú však málo pochopené. Cieľom tejto práce bolo zamerať sa na vývin mandibulárneho oblúka, palatálnych platničiek, maxilárnej prominencie a jazylkového aparátu využitím Wnt1-Cre2-indukovaných myší s podmienečným vyradením génu Meis2 (cKO). V tomto projekte predstavujeme myší model, v ktorom je niekoľko kraniofaciálnych kostí deformovaných v dôsledku nesprávnych molekulárnych mechanizmov kontrolujúcich mezenchymálne kondenzácie. Meis2 cKO embryá vykazujú ektopické ložiská mezenchymálnych kondenzácií a proliferáciu chrupavkových a kostných prekurzorov, čo vedie k zvýšenej osifikácii. Tieto procesy prispievajú k fenotypu pozorovanému v našom modeli, ktorý vykazuje abnormálny jazylkový...

The vertebrate skull is composed of many skeletal elements originating from cranial neural crest cells (cNCCs). CNCCs arise from the neural plate border, migrate into multiple regions of the developing embryo, and differentiate into various cell types, such as cartilage and bones, peripheral nerves and glia, melanocytes, and connective tissues. The morphogenesis of the craniofacial region encompasses several processes, from epithelial-mesenchymal induction and mesenchymal condensation to endochondral or intramembranous ossification. However, the molecular and genetic pathways regulating cranial cartilage shaping and growth during embryogenesis are poorly understood. The aim of this work was to focus on the development of the mandibular arch, palatal shelves, maxillary prominence (MxP), and hyoid apparatus by utilizing Wnt1-Cre2-induced Meis2 conditional knock-out (cKO) mice. We present a mouse model in which several craniofacial bones are malformed due to improper molecular mechanisms controlling mesenchymal condensations. Meis2 cKO embryos exhibit ectopic loci of mesenchymal condensations and proliferation of cartilage and bone precursors, leading to increased ossification. These processes contribute to the phenotype observed in our model, which displays an aberrant hyoid apparatus, cleft palate,...