FGFシグナル伝達に応答する頭蓋外胚葉の能力は、耳療法誘導の2段階モデル​​を示唆しています

脊椎動物の頭蓋顔面感覚器官は、発達の初期に外胚葉のプラコードに由来します。すべての頭蓋顔面のプラコードは、前神経板に隣接する一般的な外胚葉ドメインから発生することが示唆されており、最近、そのような「プラコーダル」ドメインをマークする多くの遺伝子が特定されています。ただし、このプラコーダル前ドメインの機能的重要性はまだ不明です。本研究では、FGFシグナル伝達が、前脈前ドメインから採取した外胚葉のすべてではなく、一部の、しかしすべてではなく一部のマーカーを直接誘導するのに必要かつ十分であることを示しています。対照的に、このドメインの外側からの腸胚葉は、FGFに応答して耳を伸ばすマーカーを発現する能力がありません。ナイーブ外胚葉をプラコーダル前ドメインに移植すると、FGFシグナル伝達に対応するための能力の獲得とともに、8時間以内にプラコーダル前マーカーのアップレギュレーションを引き起こします。これは、外胚葉が最初にプラコーダル領域の同一性を最初に獲得し、その後、局所誘導シグナルの影響下で特定の頭蓋顔面のプラコードに分化する頭蓋顔面プラコード誘導の2段階モデル​​を示唆しています。

Vertebrate craniofacial sensory organs derive from ectodermal placodes early in development. It has been suggested that all craniofacial placodes arise from a common ectodermal domain adjacent to the anterior neural plate, and a number of genes have been recently identified that mark such a 'pre-placodal' domain. However, the functional significance of this pre-placodal domain is still unclear. In the present study, we show that Fgf signaling is necessary and sufficient to directly induce some, but not all, markers of the otic placode in ectoderm taken from the pre-placodal domain. By contrast, ectoderm from outside this domain is not competent to express otic markers in response to Fgfs. Grafting naïve ectoderm into the pre-placodal domain causes upregulation of pre-placodal markers within 8 hours, together with the acquisition of competence to respond to Fgf signaling. This suggests a two-step model of craniofacial placode induction in which ectoderm first acquires pre-placodal region identity, and subsequently differentiates into particular craniofacial placodes under the influence of local inducing signals.