Investigating the role of notochord segmentation in spine morphogenesis

研究脊索分割在脊柱形态发生中的作用

• 批准号: 9977919
• 负责人: Susan E Wopat
• 金额: $ 3.27万
• 依托单位: DUKE UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2018-08-01 至 2021-05-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9977919
• 关键词: Address; Affect; Bilateral; Biological Models; Cell Differentiation process; Cells; Characteristics; Cues; Data; Defect; Diagnostic; Embryo; Epithelial; Epithelium; Future; Genes; Goals; Human; Image; Intervertebral disc structure; Lateral; Lead; Light; Mesoderm; Modeling; Molecular; Morphogenesis; Mus; Mutation; Osteoblasts; Paraxial Mesoderm; Pathway interactions; Pattern; Pharmacology; Physical condensation; Process; Regulation; Role; Sampling; Sclerotome; Segmentation Clock Pathway; Signal Transduction; Somites; Structure; Surface; Testing; Tissues; Vertebral column; Visualization; Work; Zebrafish; base; differential expression; genetic manipulation; imaging capabilities; malformation; notch protein; notochord; novel; recruit; somitogenesis; spine bone structure; tool; transcriptomics; vertebra body

Abstract:  The  spine  is  a  segmented  axial  structure  comprised  of  alternating  vertebral  bodies  (centra)  and  intervertebral discs (IVDs). The current model of spine patterning hinges upon segmentation of the embryonic  paraxial  mesoderm  (PM)  and  its  subsequent  re-­segmentation  and  condensation  around  the  notochord  to  produce the characteristic alternating pattern of centra and IVDs. While mutations in segmentation genes  are  known  to  cause  spine  defects,  whether  this  machinery  primarily  affects  patterning  of  the  PM,  the  notochord, or both remains unknown. Thus, a complete understanding of how PM-­derived cells migrate to  the notochord to produce sharp vertebral segments separated by regular gaps remains unresolved.  Using  a  zebrafish  model,  we  will  follow  a  comprehensive  approach  combining  live  imaging,  transcriptomics  and  genetic  manipulations  to  dissect  the  role  of  the  notochord  in  the  specification  of  vertebral  segments  and  IVDs.  Understanding  the  cellular  and  molecular  mechanisms  acting  in  the  notochord during spine segmentation will provide a more complete understanding of vertebral patterning.

摘要： 脊柱是一个分段的轴向结构，由交替的椎体（椎体）和 目前的脊柱模式取决于胚胎椎间盘的分割， 近轴中胚层（PM）及其随后的再分裂和浓缩在脊索周围， 产生中央和IVD的特征性交替模式。而分割基因的突变 已知会导致脊柱缺陷，无论这种机制是否主要影响PM的模式， 因此，对PM-MSCs来源的细胞如何迁移到脊索， 脊索产生由规则间隙分开的尖锐椎骨节段的问题仍然没有解决。 使用斑马鱼模型，我们将遵循一种综合方法，结合实时成像， 转录组学和遗传操作，以解剖脊索的作用， 脊椎节段和IVD。了解细胞和分子机制， 在脊柱分割期间的脊索将提供对椎骨图案的更完整的理解。