初期の非テレオスト魚の胚における骨髄咽頭前の袋

脊椎動物の咽頭は、頭と顔のメタメラ組織にとって非常に重要な重要な胚構造です。咽頭は、主に、通常、口腔後（下顎、舌骨、枝型）ドメインで発生するペアの咽頭ポーチの漸進的な形成に基づいて構築されます。しかし、非糸状魚の初期の胚では、頭蓋内胚葉の口腔前領域でも咽頭ポーチのような外出物を特定しました。この口頭腸（POG）は、原始的な腸の腔の早期のポーチによって形成され、その後、典型的な（口腔後の）咽頭ポーチの連続形成が続きます。ここでは、Bichirおよびチョウザメの胚における選択されたコア咽頭調節ネットワーク遺伝子の発現パターンを分析することにより、POGの咽頭の性質をテストしました。私たちの比較は、初期のPOGと口腔後の咽頭袋の間で、SHH、PAX9、TBX1、EYA1、61、Ripply3、またはFGF8を含む一般に共有された発現パターンを明らかにしました。したがって、POGは、咽頭ポーチのような形態形成と咽頭ポーチを使用して遺伝子発現プロファイルを共有し、前顎咽頭ポーチと見なすことができます。さらに、軟骨前咽頭ポーチは、脊椎動物胚の前脊椎板の初期形成に組み込まれている先祖の咽頭メタメリック組織から受け継がれているプレシオモルフィック脊椎動物の特性を表していることを示唆しています。

The vertebrate pharynx is a key embryonic structure with crucial importance for the metameric organization of the head and face. The pharynx is primarily built upon progressive formation of paired pharyngeal pouches that typically develop in post-oral (mandibular, hyoid and branchial) domains. However, in the early embryos of non-teleost fishes, we have previously identified pharyngeal pouch-like outpocketings also in the pre-oral domain of the cranial endoderm. This pre-oral gut (POG) forms by early pouching of the primitive gut cavity, followed by the sequential formation of typical (post-oral) pharyngeal pouches. Here, we tested the pharyngeal nature of the POG by analysing expression patterns of selected core pharyngeal regulatory network genes in bichir and sturgeon embryos. Our comparison revealed generally shared expression patterns, including Shh, Pax9, Tbx1, Eya1, Six1, Ripply3 or Fgf8, between early POG and post-oral pharyngeal pouches. POG thus shares pharyngeal pouch-like morphogenesis and a gene expression profile with pharyngeal pouches and can be regarded as a pre-mandibular pharyngeal pouch. We further suggest that pre-mandibular pharyngeal pouches represent a plesiomorphic vertebrate trait inherited from our ancestor's pharyngeal metameric organization, which is incorporated in the early formation of the pre-chordal plate of vertebrate embryos.