שיעור 7 SCMC, IVF, PGD והשרשה

תוכן העניינים:

1. פתיחה: מה מחפשים בשיעור הזה?
2. Subcortical Maternal Complex - SCMC
3. FLOPED ו־Floped null
4. Maternal Effect Genes
5. TLE6 ותפקיד הקומפלקס
6. מיקום הכרומוזומים וחלוקה לשני תאים שווים
7. מודל חלוקת ה־RNA בביצית
8. עכברים לעומת בני אדם בהתפתחות המוקדמת
9. In Vitro Fertilization - IVF
10. PGD ו־PGS
11. שיטות דגימה ב־PGD
12. שיטות בדיקה גנטית
13. השרשה: Apposition, Adhesion, Invasion
14. Human Endometrium
15. המחזור החודשי והמחזור השחלתי
16. Decidualization
17. חלון ההשרשה ואקטיבציית הבלסטוציסט
18. Blastocyst Adhesion
19. Blastocyst Invasion באדם
20. השרשה בעכברים
21. Decidualization בעכבר
22. Pre-gastrulation
23. עכבר לעומת אדם לאחר השרשה
24. צירי הגוף
25. רצף האירועים המרכזי
26. משפטי מפתח

פתיחה: מה מחפשים בשיעור הזה?

בשיעור הקודם עקבנו אחרי שבירת סימטריה בשלבים המוקדמים: זיגוטה, שני תאים, ארבעה תאים, שמונה תאים, רמות שונות של Cdx2, ובהמשך יצירת ICM ו־Trophectoderm.

שאלת הפתיחה היא איך זיגוטה שנראית לכאורה הומוגנית, יכולה לתת (לאחר החלוקה הראשונה) שני בלסטומרים עם פוטנציאל שונה.

ההסבר מתחיל בקומפלקס אימהי שנמצא בביצית עוד לפני שהגנום העוברי פעיל: Subcortical Maternal Complex, או בקיצור SCMC.

Subcortical Maternal Complex - SCMC

מתחת לממברנה של הביצית נמצאים פילמנטים של F-actin. האקטין הוא חלק מרכזי מהציטוסקלטון, והוא עוזר לשמור על צורת התא ועל ארגון הממברנה.

צמוד לאזור התת־ממברנלי הזה נמצא קומפלקס חלבוני בשם Subcortical Maternal Complex. הוא כולל מספר חלבונים, בהם:

בצביעה ל־FLOPED, רואים שהחלבון נמצא באזור התת־קורטיקלי של הביצית או הזיגוטה, סמוך לממברנה. לפני ההפריה, הביצית נמצאת ב־Metaphase II arrest: יש Polar body אחד, והכרומוזומים של הביצית מסודרים קרוב לממברנה.

לאחר ההפריה והחלוקה הראשונה מתקבלים שני תאים. גם אז FLOPED נמצא מתחת לממברנה, וכמעט לא מופיע באזור המגע בין שני הבלסטומרים.

FLOPED ו־Floped null

מהו null?

Null mutation היא מוטציה שגורמת לחלבון להיות חסר או לא פעיל. לכן Floped null הוא עובר או בעל חיים בלי פעילות תקינה של FLOPED.

בעוברי wild type, החלוקה הראשונה מתרחשת לאורך ציר ה־animal-vegetal, ומתקבלים שני בלסטומרים דומים בגודלם. בהמשך, העוברים מגיעים לשלב המורולה.

במוטנט Floped null החלוקה הראשונה עדיין מתרחשת, אבל שני הבלסטומרים שמתקבלים שונים בגודלם. בהמשך, ההתפתחות נעצרת - בעיקר סביב שלב שני התאים.

המסקנה הישירה היא ש־FLOPED חיוני לשלבים הראשונים של ההתפתחות העוברית, במיוחד סביב החלוקה הראשונה והמעבר שאחריה.

FLOPED הוא אחד מחלבוני ה־SCMC. כשהוא חסר, החלוקה הראשונה יוצרת לרוב שני בלסטומרים בגדלים שונים, וההתפתחות נעצרת מוקדם.

Maternal Effect Genes

Maternal effect gene הוא גן שהתוצר שלו מגיע מהאם דרך הביצית, והוא דרוש להתפתחות העוברית המוקדמת.

בשלבים הראשונים, הגנום של העובר עדיין כבוי. העובר תלוי ב־RNA ובחלבונים שהביצית הכינה ואגרה מראש.

אם נקבה הטרוזיגוטית ל־Floped (Floped/+ באיור למעלה) מייצרת ביציות, היא עדיין יכולה להעביר להן מספיק תוצר אימהי. לכן גם צאצא שמבחינה גנטית מוטנט ל־Floped (Floped/Floped) יכול להיוולד, כל עוד הביצית שקיבלה אותו הכילה תוצר אימהי תקין.

הבעיה מופיעה בדור הבא: נקבה הומוזיגוטית למוטציה יכולה להיוולד (Floped/Floped), אבל הביציות שלה לא יספקו את החלבון הדרוש. העוברים שיתפתחו מביציות כאלה ייעצרו בשלבים הראשונים.

העיקרון:

1. הביצית גדלה עוד לפני ההפריה.
2. בזמן הגדילה היא מייצרת RNA וחלבונים, כולל חלבוני SCMC.
3. לאחר ההבשלה המיוטית, פעילות הגנום בביצית מושתקת.
4. עד Zygotic genome activation (ZGA), ההתפתחות נשענת על התוצרים שהביצית הביאה.

בעכבר, ZGA מתרחש סביב שלב שני התאים. לכן חלבונים שפועלים לפני כן חייבים להגיע מהביצית.

TLE6 ותפקיד הקומפלקס

צביעות לחלבוני SCMC מראות שהם נמצאים סמוך לממברנה בשלבים המוקדמים. בניסוי שבו בודקים קרבה בין TLE6 לבין FLOPED, מתקבלת פלואורסצנציה רק כששני החלבונים צמודים זה לזה. כך אפשר להראות שהם נמצאים יחד בקומפלקס.

הקומפלקס קיים בביצית, בזיגוטה ובשלבי cleavage מוקדמים. אחרי המורולה הוא כבר כמעט לא נראה, ולכן תפקידו רלוונטי בעיקר לשלבים הראשונים.

Tle6 null

כשפוגעים ב־TLE6 מתקבל פנוטיפ דומה לזה של Floped null: החלוקה הראשונה מתרחשת, אבל שני הבלסטומרים שונים בגודלם, והמשך ההתפתחות נפגע.

ממשיכים לשלב המורולה (E2.5) והבלסטוציסט (E3.5).

ניתן לראות שהאקטין יושב יפה מתחת לממברנה.

בצביעה לחלבוני הקומפלקס רואים שב־Tle6 null החלבונים האחרים עדיין קיימים, אבל הם מפוזרים בתא במקום להתרכז יחד כקומפלקס מסודר.

לכן TLE6 חשוב לארגון הקומפלקס. בלי TLE6, החלבונים נמצאים, אבל ה־SCMC מאבד את הארגון שלו כיחידה פעילה.

מיקום הכרומוזומים וחלוקה לשני תאים שווים

כדי למדוד אם החלוקה הראשונה סימטרית, משווים בין גודל שני הבלסטומרים שנוצרו. יחס קרוב ל־1 אומר ששני התאים דומים בגודלם.

בניסוי הוגדרה חלוקה א-סימטרית כשההבדל בגודל הבלסטומרים גדול מ־10%. זה סף שרירותי, אבל הוא מאפשר להשוות בין wild type לבין מוטנטים.

במוטנטים של חלבוני SCMC יש שיעור גבוה של חלוקות א-סימטריות. לכן תפקיד מרכזי של הקומפלקס הוא לייצר חלוקה ראשונה לשני תאים דומים בגודלם.

המסקנה: תפקיד ה־SCMC הוא לייצר שני תאים זהים בגודלם.

האם זה חשוב? כנראה שכן, מפני שראינו שאם הם לא זהים בגודלם התהליך לא ממשיך.

בתמונה למעלה נראית זיגוטה.

כדי לקבל שני תאים שווים, הכרומוזומים צריכים להימצא קרוב למרכז התא לפני החלוקה. בזיגוטה תקינה, אחרי איחוי שני הגרעינים, הכרומוזומים מתארגנים במרכז. במוטנטים ל־SCMC רואים סטייה: הכרומוזומים רחוקים יותר ממרכז הזיגוטה.

המדידה נעשית כך:

1. מגדירים את נקודת האמצע של הזיגוטה
2. מודדים את המרחק של הכרומוזומים מנקודת האמצע
3. משווים בין wild type לבין מוטנטים

ב־wild type הכרומוזומים קרובים יותר למרכז. במוטנטים של TLE6, FLOPED או MATER יש סטייה גדולה יותר. הסטייה הזאת מסבירה איך מתקבלים שני בלסטומרים בגדלים שונים.

מודל חלוקת ה־RNA בביצית

הטנסקריפט האדום נמצא רק בגרעין - RNA. בגלל שהוא רק בגרעין - non coding RNA. הסגול נמצא רק בצד אחד של התא. הירוק בצד אנימלים ליד הממברנה.

המודל שמוצג כאן מנסה להסביר איך ביצית שנראית הומוגנית יכולה ליצור שני תאים שונים לאחר החלוקה הראשונה.

הנקודה הבטוחה במודל היא זו: בביצית יכולים להיות טרנסקריפטים שממוקמים באזורים שונים. כלומר, ה־RNA בביצית מפוזר באופן לא אחיד.

באיור מופיעים כמה טרנסקריפטים לדוגמה:

במצב תקין, ה־SCMC מסייע למקם את הכרומוזומים במרכז ולכוון את מישור החלוקה לאורך הציר animal-vegetal. כך מתקבלים שני תאים דומים בגודלם.

אם יש טרנסקריפט חיוני שצריך להגיע לשני התאים בכמות דומה (למשל הנקודות הירוקות בחלק השמאלי של האיור), חלוקה סימטרית מאפשרת לפזר אותו בצורה מאוזנת. כל תא מקבל מינון מתאים ויכול להמשיך להתחלק.

כש־SCMC פגוע, מישור החלוקה זז מהמרכז, ומתקבלים שני תאים בגדלים שונים. במצב כזה גם טרנסקריפטים מסוימים יכולים להתחלק בצורה לא מאוזנת (למשל הנקודות הירוקות, שכעת נמצאות רק בצאצא השמאלי).

המודל מפריד בין שני סוגי טרנסקריפטים:

כך אפשר לחבר בין שני דברים שנראו בשיעור הקודם:

פיזור לא הומוגני של RNA בביצית
  ↓
חלוקה ראשונה בכיוון מסוים
  ↓
שני בלסטומרים עם רמות שונות של טרנסקריפטים מסוימים
  ↓
הבדלים מוקדמים, למשל ברמות LincGET
  ↓
Carm1 / H3R26me / Sox2 / Nanog
  ↓
רמות שונות של Cdx2
  ↓
First cell fate decision

זה מודל של הטיה פרובביליסטית. הוא לא מתאר נעילה מוחלטת של גורל התא, אלא דרך להתחיל הבדל קטן שמערכת רגולטיבית יכולה בהמשך להגביר או לתקן.

עכברים לעומת בני אדם בהתפתחות המוקדמת

העקרונות דומים בעכבר ובאדם, אבל יש הבדלים בזמנים ובאנטומיה.

הבדלים כאלה חשובים כשמשווים ניסויים בעכברים להתפתחות אדם. הם משנים את הזמנים ואת המבנה, אבל העיקרון הכללי של התפתחות רגולטיבית נשמר.

In Vitro Fertilization - IVF

בתמונה למשלה משמאל רואים IVF סטנדרטי, ומימין ICSI.

IVF הוא תהליך שבו מוציאים ביציות מהשחלה לאחר טיפול הורמונלי, מפגישים אותן עם תאי זרע מחוץ לגוף, ומאפשרים התחלה של התפתחות עוברית בתרבית.

יש שתי גישות עיקריות:

ב־ICSI מחקים באופן מכני את השלב שבו הזרע נכנס לתוך הביצית. אם יש מעט מאוד תאי זרע תקינים, אפשר לבחור תא שנראה חי ותנועתי ולהזריק אותו.

PGD ו־PGS

PGD - Preimplantation Genetic Diagnosis הוא אבחון גנטי של עוברים לפני השרשה. הוא מתבצע כחלק מתהליך IVF, משום שצריך לקבל עוברים מחוץ לגוף כדי לבדוק אותם.

PGD מתאים כשידועה מוטציה מסוימת במשפחה. לדוגמה, אם ידוע שההורים נשאים או שיש במשפחה מחלה עם מוטציה מוכרת, אפשר לבדוק כל עובר לפני ההחזרה לרחם.

PGS - Preimplantation Genetic Screening הוא סקר רחב יותר שמכוון לבעיות כרומוזומליות, למשל aneuploidy. זה רלוונטי במיוחד כשיש הפלות חוזרות או חשד להפרעות במספר הכרומוזומים.

ההבדל העיקרי:

שיטות דגימה ב־PGD

דגימה בשלב Cleavage

בשלב cleavage אפשר להחזיק את העובר בעזרת ואקום, ליצור חור קטן ב־Zona Pellucida, ולשלוף בלסטומר אחד או שניים.

העובר יכול להמשיך להתפתח משום שבשלבי cleavage המערכת עדיין רגולטיבית. עם זאת, הוצאת תא מהעובר היא מניפולציה, ולכן חשוב לזכור שגם אם מתקבל בלסטוציסט תקין לכאורה, לא תמיד אפשר לדעת מה יהיו ההשפעות ארוכות הטווח.

דגימה בשלב בלסטוציסט

בשלב הבלסטוציסט ניתן לקחת כמה תאים מה־Trophectoderm. היתרון הוא שמקבלים יותר DNA לבדיקה, והפגיעה בעובר קטנה יותר ביחס להוצאה של חלק גדול מתאי ה־cleavage.

דגימת Polar Bodies

אפשר לבדוק גם את הגופיפים הפולריים של הביצית. היתרון הוא שמתחילים לבדוק עוד לפני ההפריה או ממש סמוך לה. ניתן לבדוק את ה־Polar body הראשון ולעיתים גם את השני.

סיכום שיטות הדגימה

שלב התפתחותי	ביצית לפני/סביב הפריה	עובר בשלב Cleavage	בלסטוציסט יום 5–7
טכניקה	דגימת הגופיפים הפולריים	דגימת בלסטומרים מן העובר	דגימת תאי TE מן הבלסטוציסט
דגימה	הגופיפים הפולריים הראשון והשני	1 או 2 בלסטומרים	5–10 תאי TE
יתרון מרכזי	מתחילים בדיקה מוקדם מאוד	שיטה ותיקה ומבוססת	יותר DNA לבדיקה ואפשרות טובה יותר לזהות מוזאיציזם

שיטות בדיקה גנטית

לאחר שלוקחים תא או מספר תאים, אפשר לבצע כמה סוגי בדיקות:

ב־FISH אפשר לזהות למשל טריזומיות, משום שרואים מספר עותקים לא תקין של כרומוזום מסוים.

הנקודה המעשית היא שהבדיקה הגנטית קובעת איזה עובר יוחזר לרחם או יוקפא להמשך שימוש.

השרשה: Apposition, Adhesion, Invasion

השרשה (implantation) מתחילה אחרי שהבלסטוציסט בוקע מה־Zona Pellucida ומגיע לרחם.

שלושת השלבים המרכזיים:

השרשה מוצלחת דורשת שני תנאים בו־זמנית:

1. בלסטוציסט קומפטנטי - עובר שמסוגל להידבק ולפלוש
2. רחם רצפטיבי - רירית רחם שנמצאת בחלון הזמן המתאים לקליטה

השלבים האלה מבוססים על תקשורת מולקולרית בין הבלסטוציסט לבין הרחם.

Human Endometrium

ה־endometrium הוא רירית הרחם. מבחוץ נמצאת שכבת שריר בשם myometrium, ומתחתיה רירית הרחם.

ברירית הרחם מבחינים בין שני אזורים:

חלל הרחם מצופה ב־luminal epithelium, שכבת אפיתל חד־שכבתית שמפרידה בין הלומן לבין הרירית. בתוך הרירית יש גם stromal cells, כלי דם ובלוטות הפרשה שנפתחות אל חלל הרחם.

במהלך הווסת ה־functionalis נושר. ה־basalis נשאר, ומתוכו הרירית נבנית מחדש במחזור הבא.

המחזור החודשי והמחזור השחלתי

יש שני מחזורים שמתרחשים במקביל ומסונכרנים דרך הורמוני המין:

1. Uterine cycle - השינויים ברירית הרחם
2. Ovarian cycle - התפתחות הזקיק בשחלה, ביוץ ויצירת corpus luteum

Uterine Cycle

Ovarian Cycle

עוד לפני הלידה, תאי המין הנקביים נכנסים למיוזה ונעצרים ב־Prophase I arrest. סביב כל ביצית נמצאים תאי granulosa, ונוצר זקיק ראשוני.

בבגרות המינית, בהשפעת הורמונים מהציר היפותלמוס-היפופיזה־שחלה, זקיקים מתחילים להתפתח:

Primordial follicle
  ↓
Primary follicle
  ↓
Secondary follicle
  ↓
Tertiary / mature follicle
  ↓
LH surge
  ↓
Ovulation
  ↓
Corpus luteum

FSH ו־LH מגיעים מההיפופיזה. תאי הגרנולוזה מפרישים אסטרוגן, והזקיק הדומיננטי ממשיך עד ביוץ. אחרי הביוץ, הזקיק הופך ל־corpus luteum, שמפריש בעיקר פרוגסטרון.

האסטרוגן תומך בבנייה מחדש של רירית הרחם. הפרוגסטרון תומך ב־decidualization ובהכנת הרירית לקליטת העובר.

Decidualization

Decidualization הוא תהליך תלוי פרוגסטרון שבו תאי הסטרומה של רירית הרחם משתנים ומתאימים את הרירית לתמיכה בהיריון.

במהלך התהליך תאי הסטרומה עוברים שינוי צורה: מתאים מאורכים דמויי פיברובלסטים לתאים עגולים יותר, עם תכונות שמתאימות לקליטה ולתמיכה בעובר.

באדם, decidualization מתרחשת באופן ספונטני במחזור החודשי, גם בלי נוכחות עובר. אם אין השרשה, רמות הפרוגסטרון יורדות, והרירית שהוכנה נושרת בווסת.

בעכבר, decidualization תלויה גם בהדבקה של העובר לרחם. adhesion של העובר הוא חלק מהאות שמפעיל את התהליך.

חלון ההשרשה ואקטיבציית הבלסטוציסט

בעכבר ובאדם יש הבדלים אנטומיים והורמונליים, אבל העיקרון דומה: השרשה מתרחשת רק כשהבלסטוציסט מוכן והרחם רצפטיבי.

יש שלב pre-receptive, שבו נוכחות עובר לבדה לא מספיקה להשרשה. בהמשך מופיע חלון receptive, שבו רמות פרוגסטרון גבוהות יחד עם פיק נוסף של אסטרוגן מאפשרים השרשה.

הפיק של האסטרוגן מפעיל את הבלסטוציסט. האקטיבציה הזאת מאפשרת לבלסטוציסט להתחיל אינטראקציה פעילה עם האפיתל של הרחם.

השרשה דורשת שילוב:

Progesterone → decidualization / הכנת הרירית
Estrogen peak → blastocyst activation
Blastocyst activation + receptive uterus → implantation window

Blastocyst Adhesion

לפני ההדבקה, בלוטות ברירית הרחם מפרישות מוקוס. המוקוס מגן על הרירית, אבל גם מקשה על הבלסטוציסט להיצמד ישירות לאפיתל.

בזמן האקטיבציה יש ירידה ב־Mucin-1, מרכיב חשוב במוקוס. כך הבלסטוציסט יכול ליצור מגע קרוב יותר עם תאי האפיתל.

בשלב ה־apposition וה־adhesion משתתפות מולקולות הדבקה:

השלב הזה מוביל מהתמקמות רופפת יחסית להדבקה חזקה יותר של הבלסטוציסט לרירית הרחם.

Blastocyst Invasion באדם

באזור שבו הבלסטוציסט נצמד, האפיתל של הרחם משתנה. תאי האפיתל נעשים שטוחים יותר, וה־Adherens junctions נחלשים. כך נוצר מעבר שמאפשר לתאי העובר להיכנס לתוך הסטרומה.

בתמונה:

בשלב הפלישה, תאי ה־Trophectoderm בצד הפולרי מתחילים להתחלק ולהתמיין. נוצרים שני סוגים חשובים של טרופובלסטים:

ה־Syncytiotrophoblasts הם התאים הפולשניים יותר. הם שולחים protrusions, נכנסים בין תאי האפיתל, ומגיעים לממברנה הבזלית.

כדי שהעובר ייכנס לסטרומה צריך לפרק שני מחסומים:

1. קשרים בין תאי האפיתל, בעיקר Adherens junctions
2. הממברנה הבזלית שמתחת לאפיתל

פירוק הממברנה הבזלית ו־Entosis

Entosis הוא תהליך שבו תאי הטרופובלסט בולעים תאי אפיתל חיים. זה שונה מפאגוציטוזה רגילה של תא שכבר עבר אפופטוזיס.

כך תאי האפיתל מפונים מהדרך, והעובר יכול להיכנס לסטרומה.

השליה מתפתחת כהמשך ישיר של הטרופובלסטים. יש לה רכיבים עובריים שמקורם בטרופובלסט, ורכיבים אימהיים שמקורם ברקמת הרחם ובסטרומה שעברה decidualization.

השרשה בעכברים

בעכבר, הרחם דו־קרני, וההיריון כולל כמה עוברים לאורך הקרניים. כל עובר עובר השרשה באזור משלו.

האספקה הדמית מגדירה שני צדדים ברחם:

העובר מתמקם בצד ה־anti-mesometrial, כלומר רחוק יותר מכלי הדם הגדולים.

במהלך ההשרשה בעכבר מתרחשת luminal closure: חלל הרחם נסגר סביב העובר ונוצר מעין חלל (chamber) שבו העובר נמצא. משם מתחילה הפלישה אל תוך הסטרומה.

בעכברים, הצד שעובר הדבקה ראשונית לרירית הוא בעיקר ה־mural trophectoderm. עם זאת, השליה נוצרת בהמשך מהאזור הפולרי של ה־Trophectoderm.

גם בעכבר מתוארים protrusion, intrusion ו־entosis. תאי הטרופובלסט מסייעים בפינוי תאי האפיתל ובהכנסת העובר לסטרומה.

השליה נוצרת באזור ה־polar trophectoderm, גם אם שלב ההדבקה הראשונית בעכבר מתרחש בצד אחר של הבלסטוציסט.

Decidualization בעכבר

בעכבר, decidualization מופעלת בעקבות adhesion של העובר לרחם, יחד עם הרקע ההורמונלי המתאים. כשמשרים את התהליך באופן ניסויי, רואים גדילה משמעותית של אזור הסטרומה.

הסטרומה סביב העובר מתעבה ומתארגנת מחדש. זה חלק מרכזי מהיכולת של הרחם לקלוט את העובר ולבנות בהמשך את התמיכה הדרושה להתפתחותו.

Pre-gastrulation

בזמן ההשרשה ואחריה, העובר מתחיל להתארגן לקראת גסטרולציה. אפשר לחלק את הרצף לשלושה שלבים:

יצירת חללים באפיבלסט וב־Extraembryonic Ectoderm

תאי ה־Epiblast עוברים פולריזציה. ברגע שיש להם צד אפיקלי וצד בזלי, מתחיל להיווצר חלל פנימי.

במקביל, תאי ה־polar trophectoderm מתחלקים ויוצרים אוכלוסייה שנקראת extraembryonic ectoderm. גם התאים האלה עוברים פולריזציה ויוצרים חלל.

בהמשך שני החללים מתחברים, ונוצר מבנה מאורך יותר בעובר העכבר: egg cylinder.

Primitive Endoderm, Parietal Endoderm ו־Visceral Endoderm

ה־Primitive endoderm מתחיל להתפצל לשתי אוכלוסיות:

בנוסף נוצר ectoplacental cone, שמקורו גם הוא ב־polar trophectoderm, והוא משתתף בהמשך בהתפתחות השליה.

עכבר לעומת אדם לאחר השרשה

העקרונות המולקולריים דומים, אבל המבנה האנטומי שונה.

בעכבר, האפיבלסט וה־extraembryonic ectoderm יוצרים מבנה דמוי כוס או גליל - egg cylinder.

באדם, האפיבלסט יוצר מבנה שטוח יותר, דיסק של תאים. בשלב הזה נוצר גם amniotic cavity, וה־amnion שמקורו בתאי האפיבלסט. מתחת לאפיבלסט נמצא ה־hypoblast, המקביל בהקשר הזה ל־visceral endoderm.

ההבדל הוא בעיקר במבנה המרחבי. התהליכים המרכזיים - פולריזציה, יצירת חללים, ארגון אפיבלסט ורקמות חוץ־עובריות - נשארים דומים ברמת העיקרון.

צירי הגוף

לקראת גסטרולציה מתחילים להשתמש בשלושה צירי גוף מרכזיים:

המשך ההתפתחות, כולל גסטרולציה ואורגנוגנזה, יעסוק בשאלה איך הצירים הללו נוצרים ואיך הם מכוונים את התפתחות הגוף.

רצף האירועים המרכזי

Oocyte
  ↓
Maternal RNA and proteins stored in the egg
  ↓
SCMC located under the membrane near cortical actin
  ↓
Fertilization
  ↓
Pronuclear fusion and chromosome positioning near the center
  ↓
First cleavage along animal-vegetal axis
  ↓
Two blastomeres of similar size
  ↓
Balanced distribution of essential maternal transcripts
  ↓
ZGA and early probabilistic differences between blastomeres
  ↓
Cleavage → morula → blastocyst
  ↓
Hatching from zona pellucida
  ↓
Implantation window
  ↓
Apposition → adhesion → invasion
  ↓
Decidualization and trophoblast differentiation
  ↓
Pre-gastrulation organization
  ↓
Epiblast, extraembryonic ectoderm, visceral/parietal endoderm
  ↓
Embryo prepared for gastrulation

משפטי מפתח

• SCMC הוא קומפלקס אימהי שנמצא מתחת לממברנה בביצית ובשלבי cleavage מוקדמים.
• FLOPED, TLE6, MATER ו־FILIA הם חלק מהקומפלקס שהוצג בשיעור.
• TLE6 שומר על ארגון הקומפלקס; ב־Tle6 null החלבונים קיימים אך מפוזרים.
• תפקיד מרכזי של SCMC הוא למקם את הכרומוזומים בצורה שמאפשרת חלוקה ראשונה לשני תאים דומים בגודלם.
• Maternal effect genes פועלים דרך RNA וחלבונים שהאם הכניסה לביצית עוד לפני שהגנום העוברי פעיל.
• פיזור לא הומוגני של RNA בביצית יכול ליצור הטיות מוקדמות בין בלסטומרים.
• המודל שהוצג מסביר שבירת סימטריה כהטיה פרובביליסטית, לא כקביעה מוחלטת של גורל התא.
• בעכבר ZGA מתרחש סביב שני תאים; באדם סביב ארבעה תאים.
• IVF סטנדרטי מפגיש ביצית ותאי זרע בצלחת; ICSI מחדיר תא זרע יחיד לתוך הביצית.
• PGD מחפש מוטציה ידועה; PGS מחפש בעיקר הפרעות כרומוזומליות רחבות.
• השרשה דורשת בלסטוציסט קומפטנטי ורחם רצפטיבי באותו חלון זמן.
• Decidualization מכינה את הסטרומה לקליטת העובר ולתמיכה בשליה.
• באדם decidualization מתרחשת גם בלי עובר; בעכבר היא תלויה בהדבקה של העובר.
• בהשרשה, הטרופובלסטים פולשים דרך אפיתל הרחם אל הסטרומה.
• Syncytiotrophoblasts נוצרים מאיחוי תאי טרופובלסט, והם משתתפים בפלישה לרירית.
• לפני גסטרולציה, האפיבלסט וה־extraembryonic ectoderm עוברים פולריזציה ויוצרים חללים.
• בעכבר מתקבל egg cylinder; באדם מתקבל דיסק אפיבלסטי עם amniotic cavity.
• הצירים המרכזיים להמשך ההתפתחות הם anterior-posterior, left-right ו־dorsal-ventral.