研究肢体发育和脊椎动物肢体的进化的见识和启示

肯塔基大学研究人员最近发表的一篇新论文发表在《eLife》杂志上，为研究肢体发育和脊椎动物肢体的进化提供了新的见识和启示。

英国艺术与科学学院的生物学博士Sruthi Purushothaman是该研究的主要作者，他研究了前肢如何在轴olo(一种来自墨西哥的sal)中发育。这项研究提供了新的信息，表明sal与青蛙，鸡和小鼠相比如何显着地发展出肢体。

大多数四足动物(称为四足动物)会响应两个主要的细胞信号传导中心而将前肢发育为胚胎。这些中心称为“极化活动区”(位于所谓的四肢芽间充质)和“根尖外胚层脊”(位于上覆外胚层的四肢尖端)。这两个中心都释放出信号分子，这些信号分子作用于肢芽细胞，以控制肢体成形时的生长和模式。极化活性区产生一个在科学界通常称为“声波刺猬”或Shh的分子。顶皮外dermal产生另一组信号，称为成纤维细胞生长因子或Fgfs。

Purushothaman说：“这两个中心/信号分子之间的串扰是促使肢芽长出的原因。”

虽然较早的研究表明sal胚胎没有顶皮外(这表明这些两栖动物的肢体可能与其他四足动物的肢体不同)，但当代研究却像其他四足动物一样，对sal和鸡和老鼠进行了治疗。

Purushothaman说：“肢体发育的综合模型是基于对鸡和老鼠不能再生其四肢的经典研究。”“我们问这个模型是否可以扩展到不仅缺乏形态信号中心而且还具有再生失去的肢体能力的ability。”

Purushothaman等人的新实验。结果表明，除了缺乏根尖外胚层脊外，a还没有产生通常在该组织中发现的Fgfs。相反，Fgfs仅在肢芽间质中发现。研究小组还发现，Fgfs在sal肢发育过程中的作用与以前在其他四足动物胚胎中报道的作用不同。但是，在腋生肢芽中Shh活性的模式和功能与先前在小鸡和小鼠中观察到的相似。

Purushothaman说：“我们发现，在肢体发育过程中，所有根尖外胚层特异的Fgfs都意外地存在于肢体间质中，这与先前的肢体再生研究相吻合。”“在功能抑制方面，我们发现这些Fgf对肢芽的生长并不重要，尽管它们在再生过程中的作用尚待功能测试。”

新发现表明，并非所有肢体都以相同的方式发育，这为进化生物学家提出了有关肢体进化的问题。未来的研究会检查其他能够再生组织的动物(例如其他两栖动物和肺鱼)的肢体发育，这将有助于回答这些问题。

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