Oral morphogenesis in the Mexican axolotl: developmental origin of tooth germs in evolutionary contexts

Abstract

U většiny obratlovců se ústa vyvíjejí pomocí ektodermálního stomodea, které posteriorně kontaktuje faryngeální entoderm a tvoří s ním orofaryngeální membránu. Tato ekto-/ entodermální membrána se postupně ztenčuje, až dojde k jejímu protržení, což způsobí otevření stomodeální dutiny do faryngu. Zuby jsou chápány jakožto orgány vznikající ve stomodeální části úst, kde ektodermální epitel produkuje sklovinu zubu a mezenchym neurální lišty tvoří dentin a zubní pulpu. V této práci byla studována dynamika ektodermu a entodermu během vývoje úst a zubů u axolotla mexického. Transplantací orálního ektodermu z GFP-transgenních embryí a injikací fluorescenční značky DiI do entodermu příjemce bylo možné sledovat osud obou zárodečných vrstev během embryonálního vývoje. Tímto přístupem bylo zjištěno, že se ústa u axolotla vyvíjejí odlišným způsobem, a to pomocí ektodermálního stomodeálního límce. Zuby pak vznikají jak v ektodermální oblasti stomodeálního límce, tak i v posteriornějších entodermálních místech. Navíc, některé zubní zárodky jsou generovány přímo na ekto-/ entodermální hranici. Tvorba zubů tedy nezávisí na rozložení epitelů různého zárodečného původu, ale spíše na konkrétních definovaných místech v rámci orofaryngu. Evoluční původ zubů by tedy neměl být odvozován z dentikul, které hypoteticky...

Mouth in the majority of vertebrates develops throughout an ectodermal stomodeum which posteriorly contacts the foregut endoderm, together forming an oropharyngeal membrane. This ecto-/ endodermal membrane gradually thins and become eventually perforated, which causes opening of the stomodeal cavity into the pharynx. Teeth are then understood as organs arising within the stomodeal part of the mouth, where the ectodermal epithelium produces tooth enamel and neural crest mesenchymal cells form dentine and tooth pulp. This project was meant to study the dynamics of the ectoderm and endoderm during the formation of mouth and teeth in the Mexican axolotl. By utilizing transplantations of the oral ectoderm from GFP-transgenic embryos and injections of fluorescent tracer DiI into the endoderm, it was possible to follow the fate of both germ-layers during the course of embryonic development into details. By using this approach it was demonstrated that the mouth in the axolotl develops in a different way, i.e. via the stomodeal collar. Teeth were found to arise within the stomodeal collar ectoderm as well as in the more posteriorly situated endodermal areas. Moreover, some tooth germs were generated also directly at the ecto-/ endodermal boundary. Thus, the formation of teeth does not seem to primarily...