Jobb-bal aszimmetria Dr. Nagy Nándor Semmelweis Egyetem Testtengelyek fejlődése, primer csilló, primitív csomó Semmelweis Egyetem

Handed asymmetry, as opposed to mirror (or mirror-image) symmetry, is the term that denotes anatomic differences on the left and right sides of the body. - While the body is outwardly symmetrical, most internal organs are asymmetrical with respect to the left and right sides. -heart is on the left side -the right lung has more lobes than the left -the stomach and spleen lie to the left -liver has a single right lobe.

situs inversus viscerum totalis (-rare human disorder, (1:10.000) -the handedness of all of the viscera is reversed. No functional impairments.

Kartagener’s syndrome (1:30.000): 1. Chronic bronchiectasis Medical considerations of LR asymmetry : -situs inversus (1:10.000, a complete mirrorimage of asymmetrically positioned organs) -heterotaxia (situs ambigus) (where each organ makes an independent decision as to its situs),-severe complications right or left isomerism completely symmetrical organs; polysplenia. Kartagener-szindróma: -légúti hámsejtek csillói, -spermiumok mozgásképtelenek – dynein defektus -idült légúti infekciók -meddőség -situs inversus -dextrocardia, Kartagener’s syndrome (1:30.000): 1. Chronic bronchiectasis 2. Chronic sinusitis 3. Situs inversus Kartagener syndrome patients have mutations in DYNEIN genes:--immotile cilia

A Bardet-Biedl syndroma polycystás vese photoreceptor degeneráció anosmia hallásvesztés situs inversus vesefejlődési hibák kognitív funkciók károsodása számfeletti vagy összenőtt ujjak arcfejlődési rendellenességek egyéb: elhízás, szívfejlődési hibák … photoreceptor degeneráció (RP) polydaktylia és syndaktylia

BLASTOCYSTA POLARITÁSA Spermium behatolási pont

Gastrulation : Specification of the axes: Anterior and posterior How is handed asymmetry initiated in the embryo? Gastrulation : Specification of the axes: Anterior and posterior Dorsal and ventral Left and right Generation of the three germ layers Ectoderm, mesoderm, and endoderm

Formation of the primitive streak also defines for the first time all major body axes. 1: cranial-caudal (or head-tail) axis, 2: dorsal-ventral (or back-belly) axis, 3: medial-lateral axis 4: left-right axis.

Anterior-posterior patterning in the embryo Lim-1 mutant embryos (headless mice) devbio8e-fig-11-25-0.jpg

head induction requires the inhibition of both BMP and Wnt signals (Glinka et al. 1997).

Jobb-bal aszimmetria molekuláris szabályozása Primitív gödör Node Signals: SHH – Sonic Hedgehog – Bal oldalon a NODAL-t aktiválja Activin – jobb oldalon (gátolja a SHH növekedési faktor aktivitását) Reverse Asymmetry = situs inversus devbio8e-fig-11-26-1.jpg

The cells on the surface of the primitive node have cilia that beat Situs formation devbio8e-fig-11-48-1.jpg The cells on the surface of the primitive node have cilia that beat 

How does fluid flow influence molecular asymmetry? anterior posterior R L Morphogen sweeping -beating of cilia arround the primitive node -directional current

Situs formation : nodal flow model of left-right development devbio8e-fig-11-48-2.jpg Mobile cilia

Két-cillium hypotézis

Situs inversus és a csillók Az embryo-csomó kb. 200 sejtjén monocilium van. A középső területen motilis 9+0 csillók, köröző mozgás, jobbról-balra tartó folyadékáramlás. Szélen primer csillók, a sejtekben Ca-szint emelkedés. A balra tartó áramlás szükséges a normális situs létrejöttéhez. In vitro kísérlet: folyadékáram megfordítása → situs inversus Kétféle magyarázat: morphogen koncentrációgrádiens széli primer csillók mechanoreceptorok, megdőlésük Ca-csatornát nyit ki (polycystin-2 kimutatható!). Inversin (NPHP2, egy csillófehérje) hiányában situs inversus jön létre, ugyanakkor vesecysták is a kéreg-velő határon (2. típusú nephrophthisis). vesehámsejtek