ゼブラフィッシュオーガナイザーの特徴：初期段階での微小外科分析

胚皮の形成中の芽球の前縁でのわずかな肥厚である胚シールドの外観は、ゼブラフィッシュ胚における背腹極の最初の兆候の1つです。シールドは、両生類の背側唇に起因するものと同様の魚胚のパターン化に役割を果たすことが提案されています。最近の研究では、形成胚シールドの領域の多くの細胞をマッピングし、神経および中胚葉前駆細胞が混ざっていることがわかりました（Shih、J。and Fraser、S.E。（1995）Development 121、2755-2765）、両生類背唇で見られる中胚葉前駆細胞のコヒーレント領域とは対照的です。ここでは、胚シールドの運命と誘導性の可能性を調べて、両生類に見られるものとは異なる胚パターンのモードを混乱させるかどうかを判断します。両生類および鳥類の実験的発生学で一般的に使用される微小外科技術を使用して、胚シールドの領域を接ぎ木または削除しました。ホモトピックグラフト実験により、胚シールド領域内の細胞の運命が確認され、hatch化した腺、頭部中胚葉、角膜、胸膜中胚葉、内胚葉、神経軸の腹側の腹側の子孫が示されました。異所性移植実験により、胚シールドが2番目の胚軸を組織できることが実証されました。しかし、両生類の研究に基づく私たちの期待に反して、移植片は異所性神経軸に広く貢献しています。生殖環形成の開始時の胚シールド領域の微小外科的削除は、神経発達にほとんど影響を与えません。角膜細胞が完全に存在しない状態で、よく形成されたよくパターン化された神経軸を持つ胚が発生します。これらの結果は、胚性シールドが異所性軸の形成に十分であることを示していますが、生殖環の形成後の神経誘導と胚のパターン化のためのシールド領域の必要性に関する疑問も提起します。

The appearance of the embryonic shield, a slight thickening at the leading edge of the blastoderm during the formation of the germ ring, is one of the first signs of dorsoventral polarity in the zebrafish embryo. It has been proposed that the shield plays a role in fish embryo patterning similar to that attributed to the amphibian dorsal lip. In a recent study, we fate mapped many of the cells in the region of the forming embryonic shield, and found that neural and mesodermal progenitors are intermingled (Shih, J. and Fraser, S.E. (1995) Development 121, 2755-2765), in contrast to the coherent region of mesodermal progenitors found at the amphibian dorsal lip. Here, we examine the fate and the inductive potential of the embryonic shield to determine if the intermingling reflects a different mode of embryonic patterning than that found in amphibians. Using the microsurgical techniques commonly used in amphibian and avian experimental embryology, we either grafted or deleted the region of the embryonic shield. Homotopic grafting experiments confirmed the fates of cells within the embryonic shield region, showing descendants in the hatching gland, head mesoderm, notochord, somitic mesoderm, endoderm and ventral aspect of the neuraxis. Heterotopic grafting experiments demonstrated that the embryonic shield can organize a second embryonic axis; however, contrary to our expectations based on amphibian research, the graft contributes extensively to the ectopic neuraxis. Microsurgical deletion of the embryonic shield region at the onset of germ ring formation has little effect on neural development: embryos with a well-formed and well-patterned neuraxis develop in the complete absence of notochord cells. While these results show that the embryonic shield is sufficient for ectopic axis formation, they also raise questions concerning the necessity of the shield region for neural induction and embryonic patterning after the formation of the germ ring.