Genoarquitectura comparada del mesencéfalo alar en el ratón y el pollo

Abstract

Objetivo general: Caracterizar genoarquitectonicamente de modo comparado la placa alar mesencefálica del ratón y el pollo durante el desarrollo y la vida postnatal temprana. Materiales y métodos: Se utilizaron ratones de la cepa Swiss Albino. Se analizaron embriones de E10.5, E11.5, E12.5, E14.5, E16.5 y E18.5, así como algunos estadios postnatales y el adulto (P0, P10-14, P25 y P56). En el estudio de aves se utilizaron embriones de pollo (HH30-HH45) y algunos estadios postnatales (P1, P2, P6). Para llevar a cabo el análisis pretendido se realizaron hibridaciones in situ con múltiples sondas de RNAm en embriones in toto, o en secciones de vibratomo y de criostato. El material procesado fue escaneado utilizando el software Image Scope. Finalmente los datos fueron seleccionados para su interpretación y análisis. Resultados: Como resultado del análisis genoartiquectónico se caracterizó molecularmente los límites rostral y caudal del mesencéfalo de ratón y pollo durante el desarrollo y algunos estadios postnatales. Además de los ya conocidos marcadores Pax6, Tcf7l2 y Fgf8, otros factores de transcripción tales como Lim1, Lhx2, Foxp1, Tcfap2B, Dbx1, Esrrb y FoxB1 resultaron útiles para identificar estos límites. Además estos datos genoarquitectónicos han contribuido a clarificar los límites entre los dominios alares anteroposteriores y los subdominios dorsoventrales de m1 y m2 (mesomeros 1 and 2). Se ha llevado a cabo un detallado estudio genoarquitectónico comparado de los colículos superior e inferior (torus semicircular) del pollo y el ratón, lo cual ha permitido confirmar y en su caso postular homologías de sus componentes estructurales (capas, núcleos, poblaciones neuronales) entre ambas especies. Otras regiones comprendidas en este estudio son el gris tectal y el área preístmica. Conclusiones: Los datos obtenidos en este estudio permiten disponer de marcadores adicionales para localizar con precisión los límites del mesencéfalo, así como también identificar las regiones y subregiones alares que componen los mesómeros 1 y 2. Los abundantes datos moleculares obtenidos contribuirán a futuros estudios de los dominios alares mesencefálicos, cuya finalidad sea comprender los fenómenos causales de su proceso de laminación o especificación celular diferencial. Finalmente, se aporta la definición de un nuevo territorio histogenético radial intercalado entre los colículos superior e inferior, el área intercollicular. Por otra parte el detallado análisis genoarquitectónico comparado del colículo inferior/torus semicircular entre pollo y ratón ha permitido postular posibles homologías entre ambas especies. SUMMARY

General aim: Characterize comparatively the genoarchitectonic structure of the mesencephalic alar plate of the mouse and chick during development and early postnatal life. Methods: The study used mice wild Albino Swiss strain. We analyzed embryos at E10.5, E11.5, E12.5, E14.5, E16.5 and E18.5; as well as selected postnatal stages and the adult (P0, P10-14, P25 y P56). To carry out the intended analysis multiple in situ hybridizations with mARN probes were performed on whole embryos, in vibratome sections and cryostat sections. In selected cases an immunohistochemical reaction served as counterstaining of the hybridization. The processed material was scanned using Image Scope software. Finally, specific data were selected for further interpretation and analysis. Results: Using our genoarchitectonic approach we characterized molecularly the rostral and caudal midbrain limits during all stages of development and some postnatal stages. Besides the known relevant markers Pax6, TCF7L2 and Fgf8, other patterns of transcription factors such as Lim1, Lhx2, Foxp1, Tcfap2b, Dbx1, FoxB1 and Esrrb were useful to identify these limits. Furthermore, these genoarchitectonic data helped to clarify the boundaries between the various anteroposterior alar domains and their respective dorsoventral subdomains across m1 and m2 (mesomeres 1 and 2). Finally, the analysis allowed obtaining data on the selective expression of genes in the different strata that make up the layers of the superior and inferior colliculi. Other studied regions were the tectal gray, the intercollicular area and the preisthmic area. Conclusions: The data obtained in this study identified additional markers that accurately locate the boundaries of the midbrain, and served to identify genoarchitectonically distinct regions that make up the alar plate of mesomere 1. The novel intercollicular area was identified as a full radial histogenetic zone. Finally, abundant molecular data were generated that will contribute to future causal developmental studies of the superior and inferior colliculi, as regards the process of layering or cell specification. Moreover, detailed postulates of homology were proposed between the structural components of the mammalian inferior colliculus and the avian torus semicircularis.