กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม

เซลล์/ชีววิทยาพัฒนาการ

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม (PGC)คือกระบวนการกระจายตัวของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมไปทั่วตัวอ่อนในระหว่างการเจริญเติบโตของตัวอ่อน

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม (PGC)คือกระบวนการกระจายตัวของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมไปทั่วตัวอ่อนในระหว่างการเจริญเติบโตของตัวอ่อน

กระบวนการ

เซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมเป็นหนึ่งในสายพันธุ์แรกๆ ที่ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการพัฒนา[ 1 ]และเป็นสารตั้งต้นของเซลล์สืบพันธุ์[ 2 ]เชื่อกันว่ากระบวนการเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้มากกว่ากลไกเฉพาะภายในนั้น เนื่องจากแรงดึงดูดและแรงผลักทางเคมีดูเหมือนจะยืมมาจากเซลล์เม็ดเลือดเซลล์ประสาทและเมโซเดอร์ม [ 1 ] สำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ การเคลื่อนย้ายของ PGC เริ่มต้นที่ส่วนท้าย (ปลายด้านหลัง) ของตัวอ่อน

โดยส่วนใหญ่แล้วกระบวนการนี้จะแตกต่างจากการเพิ่มจำนวน ของ PGC ยกเว้นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งทั้งสองกระบวนการเกิดขึ้นพร้อมกัน ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่การกำหนดลักษณะจะเกิดขึ้นก่อน ตามด้วยการอพยพและจากนั้นกระบวนการเพิ่มจำนวนจะเริ่มต้นในอวัยวะสืบพันธุ์ [ 1 ] PGCมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์หลายประเภทในขณะที่เคลื่อนที่จากเอพิบลาสต์ไปยังอวัยวะสืบพันธุ์[ 1 ] PGC เคลื่อนที่แบบพาสซีฟ (โดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน) ไปพร้อมกับเซลล์ร่างกาย ที่อยู่ด้านล่าง ข้าม สิ่งกีดขวาง ของเยื่อ บุผิว และตอบสนองต่อสัญญาณจากสิ่งแวดล้อมในระหว่างการอพยพแบบแอคทีฟ[ ​​3 ]ในหลายชนิดจะต้องข้ามเยื่อบุผิวในระหว่างการอพยพของเซลล์สืบพันธุ์ และมีการสังเกตการเปลี่ยนแปลงในการยึดเกาะใน PGC ในระหว่างการออกจากเอนโดเดิร์มและในระหว่างการเริ่มต้นของการอพยพแบบแอ คทีฟ [ ​​3 ]การอพยพแบบแอคทีฟเกิดขึ้นเมื่อ PGC เคลื่อนที่ไปยังอวัยวะสืบพันธุ์ของเซลล์ร่างกายที่กำลังพัฒนา[ 3 ] การอพยพที่มีประสิทธิภาพต้องอาศัยการ ยืดตัวของเซลล์และขั้ว[ 1 ]จำเป็นต้องมีสัญญาณชี้นำจากสิ่งแวดล้อมเพื่อให้ PGC เริ่มต้นและรักษาการเคลื่อนที่ของพวกมัน[ 3 ]เส้นทางโมเลกุลเฉพาะจะถูกกระตุ้นเพื่อให้ PGC มีความสามารถในการเคลื่อนที่[ 2 ]

การทำงาน

หนึ่งในหน้าที่ของการอพยพของ PGC คือการช่วยให้พวกมันไปถึงอวัยวะสืบพันธุ์ ซึ่งพวกมันจะไปสร้างสเปิร์มหรือโอโอไซต์ [ 1 ] อย่างไรก็ตามเชื่อกันว่าหน้าที่เพิ่มเติมของการอพยพนี้คือการควบคุมคุณภาพของ PGC [ 1 ]การอพยพเกิดขึ้นในช่วงต้นของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ แต่ PGC อาจมีข้อบกพร่องที่อาจส่งผลเสียต่อการพัฒนาในภายหลัง – อาจเกิดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเนื่องจากการเพิ่มจำนวนในบลาสโตซิสต์[ 1 ]กระบวนการนี้ทำผ่านกระบวนการคัดเลือกเชิงลบ – PGC ที่ไม่สามารถอพยพได้อย่างสมบูรณ์จะถูกกำจัดออกไป และ PGC ที่สามารถตอบสนองต่อสัญญาณการอพยพได้อย่างถูกต้องจะได้รับเลือก[ 1 ] PGC ที่สามารถอพยพได้เร็วที่สุดและไปถึงอวัยวะสืบพันธุ์มีแนวโน้มที่จะตั้งรกรากในอวัยวะสืบพันธุ์และก่อให้เกิดเซลล์สืบพันธุ์ในอนาคต[ 2 ] PGC ที่ออกนอกเส้นทางหรือไปไม่ถึงอวัยวะสืบพันธุ์จะเกิดการตายของเซลล์ตามโปรแกรม ( อะพอพโทซิส ) เชื่อกันว่าทุกขั้นตอนหลังจากการกำหนดคุณสมบัติอาจทำหน้าที่เป็นกลไกการคัดเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์สืบพันธุ์มีคุณภาพสูงสุด[ 1 ]กลไกการคัดเลือกอาจมีความสำคัญในการกำจัด PGC ที่มีเครื่องหมายเอพิเจเนติกส์ ที่ผิดปกติ และในการทำเช่นนั้นจะช่วยรักษาสายพันธุ์สืบพันธุ์ไว้ ได้ [ 1 ]

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ในแมลงหวี่กระบวนการอพยพทั้งหมดคาดว่าจะใช้เวลา 10 ชั่วโมง[ 4 ]เริ่มต้นด้วยการก่อตัวของ PGCs จากนิวเคลียส ที่แบ่งตัว จนถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเกิดขึ้นที่ขั้วด้านหลังของตัวอ่อน[ 5 ]การแบ่งตัวของนิวเคลียสจะหยุดลงเมื่อมีเยื่อหุ้มเซลล์[ 3 ] กระบวนการ ถอดรหัสของ PGCs ก็เชื่อกันว่าจะถูกยับยั้งอย่างแข็งขันเมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว[ 3 ]

ใน Drosophila การอพยพของ PGC เริ่มต้นด้วยการเคลื่อนที่แบบพาสซีฟไปตาม ด้าน หลังของตัวอ่อนในระหว่างการเกิดแกสตรูเลชัน [ 4 ] ตามด้วยการเคลื่อนที่แบบพาสซีฟเพิ่มเติม เนื่องจากการยุบตัวของ ส่วนต้นของลำไส้ กลาง ด้านหลัง ซึ่งนำไปสู่ ​​PGC ที่อยู่ตรงกลางของตัวอ่อน ล้อมรอบด้วยเซลล์เยื่อบุผิวที่พับกลับเข้าหากัน[ 4 ]จากนั้นจะมีการแยกออกเป็นสองกลุ่ม คือกลุ่มซ้ายและขวาตามลำดับ ขณะที่พวกมันเคลื่อนที่อย่างแข็งขัน ไปตาม ด้านข้างของเยื่อบุผิวเพื่อออกจากลำไส้ โดยได้รับการอำนวยความสะดวกจากการส่งสัญญาณของปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์ (FGF) และกลไกการผลักดันโดยใช้เอนไซม์ ที่เข้ารหัส โดยยีน Wunen [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ]ตามด้วยการเคลื่อนที่อย่างแข็งขันไปทางด้านหลังตามด้านฐานของตัวอ่อน[ 4 ]ผ่านการอพยพแบบมีทิศทาง ซึ่งต้องใช้ยีนหลายตัวในการทำงาน หนึ่งในนั้นคือยีน Columbus (clb) ซึ่งเข้ารหัสสำหรับ Drosophila HMG CoA reductaseเซลล์สืบพันธุ์จะเคลื่อนที่ไปยังเซลล์ต้นกำเนิดอวัยวะสืบพันธุ์ ของร่างกาย และรวมเข้าด้วยกัน[ 3 ] [ 6 ]จากนั้นเซลล์ทั้งสองชนิดที่รวมกันนี้จะอพยพไปด้านหน้า ด้วยกัน จนกระทั่งรวมตัวกันเป็นอวัยวะ สืบพันธุ์ของตัวอ่อน ณ ตำแหน่งในอนาคตของอวัยวะสืบพันธุ์ที่เจริญเต็มที่[ 4 ]

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมในสัตว์มีกระดูกสันหลัง

ใน การพัฒนา ของสัตว์มีกระดูกสันหลังตำแหน่งที่เซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมถูกกำหนดและเส้นทางการอพยพที่ตามมาจะแตกต่างกันไปในแต่ละชนิด[ 1 ]

ไก่

เซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม ของไก่จะถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกในบริเวณเพลลูซิดา (ชั้นอีพิบลาสต์หนาหนึ่งเซลล์ที่อยู่เหนือช่องว่างใต้เซลล์สืบพันธุ์) [ 1 ] [ 7 ]หลังจากการก่อตัวของร่องดั้งเดิม เซลล์สืบพันธุ์จะถูกนำไปยังบริเวณเสี้ยวพระจันทร์ของเซลล์สืบพันธุ์[ 1 ]แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตต้นแบบส่วนใหญ่ที่การอพยพของเซลล์สืบพันธุ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านเยื่อบุลำไส้ เซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมของไก่จะอพยพผ่านเยื่อบุหลอดเลือดของตัวอ่อน[ 3 ]เมื่อพวกมันออกจากหลอดเลือดฝอยแล้ว ขั้นตอนสุดท้ายของการอพยพคือไปตามเยื่อแขวนลำไส้ด้านหลังไปยังอวัยวะสืบพันธุ์ที่กำลังพัฒนา[ 1 ]

หนู

ในหนู PGC จะถูกกำหนดในเอพิบลาสต์ส่วนต้นและต่อมาจะอพยพผ่านร่องดั้งเดิมไปยังเอนโดเดิร์ม[ 3 ]จากนั้น PGC จะฝังตัวอยู่ภายในเยื่อบุผิวของลำไส้ส่วนท้าย และจากนั้นจะอพยพไปยังเมโซเดิร์มผ่านทางเยื่อแขวนลำไส้ด้านหลัง[ 1 ] [ 3 ]จากนั้นจะมีการอพยพแบบทวิภาคีของ PGC ไปยังสันรังไข่ ที่กำลังพัฒนา ซึ่งมีรูปแบบคล้ายคลึงกับที่พบในแมลงหวี่[ 1 ]

ปลาซีบราฟิช

เซลล์สืบพันธุ์ ของปลาซีบร้าถูกกำหนดที่ตำแหน่งต่างกันสี่ตำแหน่งภายในตัวอ่อนระยะแรกผ่านการถ่ายทอดเชื้อพลาสม์ (ส่วนผสมของ RNA และโปรตีนที่มักเกี่ยวข้องกับไมโทคอนเดรีย) [ 8 ] [ 3 ]จากนั้นเซลล์สืบพันธุ์จากสี่ตำแหน่งนี้จะเคลื่อนที่ไปทางด้านหลังหลังจากการควบคุมโปรตีน G rgs14a ซึ่งควบคุมE-cadherinลด ลง [ 1 ]การควบคุมที่ลดลงจะส่งผลให้การยึดเกาะระหว่างเซลล์ลดลง ซึ่งทำให้เซลล์สืบพันธุ์สามารถแยกออกจากกันและเริ่มกระบวนการเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของเซลล์สืบพันธุ์จะดำเนินต่อไปยังโซไมต์ 1-3 ที่ กำลังพัฒนา [ 9 ]การเคลื่อนไหวนี้ได้รับการประสานงานโดยการแสดงออกของสารเคมีดึงดูดSDF1A (stromal derived factor 1a) [ 3 ]การเคลื่อนที่ครั้งสุดท้ายไปยังอวัยวะสืบพันธุ์ที่กำลังพัฒนาเกิดขึ้น 13 ชั่วโมงหลังการปฏิสนธิ หลังจากนั้นเซลล์สืบพันธุ์จะรวมตัวกับเซลล์ต้นกำเนิดอวัยวะสืบพันธุ์โซมาติก[ 3 ]กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 24 ชั่วโมง[ 3 ]

การนอกใจของ PGCs

PGC ถูกอธิบายว่าเป็นเซลล์เฉพาะในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาตัวอ่อนซึ่งมีหน้าที่ในการไปถึงอวัยวะสืบพันธุ์ที่กำลังพัฒนา[ 3 ] [ 9 ]อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการอพยพนั้น พฤติกรรมของเซลล์จะมีความหลากหลายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ตั้งแต่ระยะเริ่มต้นจนถึงระยะตั้งรกราก[ 3 ]เมื่อสิ้นสุดการอพยพของ PGC ประมาณ 5% ของเซลล์ที่อพยพจะยังคงอยู่นอกอวัยวะสืบพันธุ์และต่อมาจะเกิดภาวะอะพอพโทซิส[ 10 ]

เส้นทางอะพอพโทซิสในช่วงระยะการอพยพเกิดขึ้นผ่านทางเส้นทางภายใน อย่างไรก็ตาม การกำจัด PGC อาจไม่ประสบความสำเร็จและส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเนื้องอกที่เรียกว่าเทอราโตมา ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ ชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดทั้งสามชั้น[ 1 ] [ 11 ] การกลายพันธุ์ในยีน มะเร็ง Pten, CyclinD1, Dmrt1 และ Dnd1 ในหนูส่งผลให้เกิดเทอราโตมาในอัณฑะ และตัวแปรต่างๆ เกี่ยวข้องกับเนื้องอกชนิดเดียวกันในมนุษย์[ 1 ]การก่อตัวของเนื้องอก ( เนื้องอก ) จากโกโนไซต์ ของทารกในครรภ์ บ่งชี้ว่าพวกมันไม่สามารถรักษาการหยุดการเจริญเติบโตและความต้านทานต่อการแยกตัวต่อไปได้[ 1 ]

ถึงกระนั้น ต้นกำเนิดของเทอราโตมาเหล่านี้ก็อาจแตกต่างจาก PGC ที่ล้มเหลวในการอพยพ[ 12 ]เนื้องอกเซลล์สืบพันธุ์นอกอวัยวะสืบพันธุ์ (GCTs) พัฒนาขึ้นเนื่องจากรอยโรคตามแนวกึ่งกลางของร่างกาย ก่อนที่ PGCs จะเคลื่อนที่ผ่านลำไส้ส่วนท้ายและเยื่อแขวนลำไส้ส่วนกลางไปยังอวัยวะสืบพันธุ์[ 3 ]ดังนั้น GCTs ของมนุษย์จึงมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน ระยะแรก และเซลล์สืบพันธุ์และแตกต่างจากเนื้องอกส่วนใหญ่ตรงที่มักไม่มีการกลายพันธุ์ของเซลล์ร่างกายแต่เกิดจากการควบคุมศักยภาพในการพัฒนาที่ไม่ประสบความสำเร็จ ส่งผลให้เกิดการตั้งโปรแกรมใหม่[ 3 ]

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Primordial_germ_cell_migration&oldid=1363394049 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิม (PGC)คือกระบวนการกระจายตัวของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมไปทั่วตัวอ่อนในระหว่างการเจริญเติบโตของตัวอ่อน

กระบวนการ

เซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมเป็นหนึ่งในสายพันธุ์แรกๆ ที่ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการพัฒนา [ 1 ] และเป็นสารตั้งต้นของเซลล์ สืบพันธุ์ [ 2 ] เชื่อกันว่ากระบวนการเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้มากกว่ากลไกเฉพาะภายในนั้น เนื่องจาก แรงดึงดูด...

การทำงาน

หนึ่งในหน้าที่ของการอพยพของ PGC คือการช่วยให้พวกมันไปถึงอวัยวะสืบพันธุ์ ซึ่งพวกมันจะไปสร้าง สเปิร์ม หรือ โอโอไซต์ [ 1 ] อย่างไรก็ตาม เชื่อกันว่าหน้าที่เพิ่มเติมของการอพยพนี้คือการควบคุมคุณภาพของ PGC [ 1 ] การอพยพเกิดขึ้นในช่วงต้นของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ แต่...

การเคลื่อนย้ายของเซลล์สืบพันธุ์ดั้งเดิมในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ใน แมลงหวี่ กระบวนการอพยพทั้งหมดคาดว่าจะใช้เวลา 10 ชั่วโมง [ 4 ] เริ่มต้นด้วยการก่อตัวของ PGCs จาก นิวเคลียส ที่แบ่งตัว จนถูกล้อมรอบด้วย เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเกิดขึ้นที่ขั้วด้านหลังของตัวอ่อน [ 5 ] การแบ่งตัวของนิวเคลียสจะหยุดลงเมื่อมีเยื่อหุ้มเซลล์ [ 3 ]...