骨长发育中相互依赖的组织生长和图灵图案
摘要：长骨的发育需要细胞信号传导、增殖和分化程序的复杂空间组织。目前尚未解决这种空间组织如何在生长的长骨区域上形成的问题。基于已报道的生化相互作用，我们开发了一个对核心信号因子IHH、PTCH1和PTHrP进行调节的模型，并包括了两种细胞类型：增殖/休息软骨细胞和（亚）成熟软骨细胞。我们表明，报道的IHH-PTCH1相互作用导致了Schnakenberg类型的图灵动力学，而包含PTHrP对于在耦合图案和组织动态时实现稳健的图案化是重要的。该模型重现了相关的时空基因表达模式，以及一些相关的突变表型。总之，我们提出一个基于配体-受体的图灵机制可能在长骨发育过程中控制图案的出现，PTHrP作为敏感的图灵系统与生长和分化组织动态耦合时传递图案的重要介质。我们先前已经显示，基于配体-受体的图灵机制也可以由BMP-受体和GDNF-受体的相互作用产生，并且这些机制可以在肢体中的数字形成以及肺部和肾脏中的分支形态发生过程中重现野生型和突变图案。因此，受体-配体相互作用可能是在自然界中产生图灵图案的一种普遍机制。
作者：Simon Tanaka, Dagmar Iber
论文ID：1309.0226
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2015-06-17