background image

Prof. Dr. Malak A. Al-yawer   


background image

At the end of this lecture, the medical student 
will be able to 

Define  Embryology 

State the Significance of Embryology  

Discuss organ formation  

State the significance of cell-signaling  

Name the differences between paracrine and 

juxtacrine factors  

State the mechanism of action of paracrine and 

juxtacrine factors  

Define GDFs , state their groups and significance  in 

embryonic development  

State the significance of neurotransmitters for 

embryological development  
 
 
 


background image

Definition of Embryology  

Literally, 

embryology

 means 

the study of embryos; however, 

the term generally refers to 

prenatal development of 

embryos and fetuses.  

Developmental anatomy 

      

 

is the field of embryology 

concerned with the changes that 

cells, tissues, organs, and the body 

as a whole undergo from a germ cell 

of each parent to the resulting adult 

     Prenatal development is more rapid 

than postnatal development and 

results in more striking changes.  

 
 

   
 


background image

SIGNIFICANCE OF EMBRYOLOGY  

 

Bridges the gap between prenatal development 

and obstetrics, perinatal medicine, pediatrics, and 

clinical anatomy.  

Develops knowledge concerning the beginnings of 

human life and the changes occurring during 

prenatal development.  

Is of practical value in helping to understand the 

causes of variations in human structure.  

Illuminates gross anatomy and explains how 

normal and abnormal relations develop.  
 


background image

Induction and Organ Formation 

 

Organs are formed by interactions between cells 

and tissues. Most often, one group of cells or 

tissues causes another set of cells or tissues to 

change their fate, a process called 

Induction

In each such interaction, one cell type or tissue is 

the 

inducer

 that produces a signal, and one is the 

responder

 to that signal 

Competence

:  IS the capacity to respond to such a 

signal. It requires activation of the responding 

tissue by a competence factor 

  


background image

Induction- Epithelial mesenchymal 
interactions 

Epithelial cells are joined 
together in tubes or sheets, 
whereas mesenchymal cells 
are fibroblastic in appearance 
and dispersed in extracellular 
matrices  

Although an initial signal by 
the inducer to the responder 
initiates the inductive event, 
cross talk between the two 
tissues or cell types is 
essential for differentiation 
to continue (arrows in this 
figure ).   

 


background image

Examples of epithelial -
mesenchymal interactions  

gut endoderm and 
surrounding 
mesenchyme to produce 
gut-derived organs, 
including the liver and 
pancreas; 


background image

Examples of epithelial -
mesenchymal interactions  

limb mesenchyme with 
overlying ectoderm 
(epithelium) to produce 
limb outgrowth and 
differentiation 


background image

endoderm of the ureteric bud and 

mesenchyme from the metanephric 

blastema to produce nephrons in the 

kidney.  


background image

Inductive interactions can also 
occur between two epithelial 
tissues 

such as induction of the lens by epithelium of the optic 
cup.  

 


background image

Cell Signaling

  

Cell-to-cell signaling is essential for 

1.

 induction,  

2.

conference of competency to respond,  

3.

cross-talk between inducing and responding cells.  


background image

Signal transduction pathways  

include a signaling molecule 

(the ligand) and a receptor.  

The receptor usually spans the 

cell membrane and is activated 

by binding with its specific 

ligand. 

 Activation usually involves the 

capacity to phosphorylate other 

proteins, most often as a kinase.  

This activation establishes a 

cascade of enzyme activity 

among proteins that ultimately 

activates a transcription factor 

for initiation of gene expression. 


background image

 
 

 

 

( 1 ) paracrine interactions

,  

whereby proteins synthesized by one cell 
diffuse over short distances to interact 
with other cells.  

The diffusable  proteins responsible for 
paracrine signaling are called paracrine 
factors or growth and differentiation 
factors (GDFs).  

Paracrine factors act by: signal 
transduction pathways either by
 
activating a pathway directly or by 
blocking the activity of an inhibitor of a 
pathway (inhibiting an inhibitor),

  

 

 

2 )  juxtacrine interactions

,

  

does not involve diffusable factors. 

Juxtacrine factors may include 
products of the extracellular matrix, 
ligands bound to a cell's surface, and 
direct cell-to-cell communications  

is mediated through signal 
transduction pathways as well  
 

Lines of communication are established by: 


background image

paracrine signaling factors(GDFs) 

include 

1.

the fibroblast growth factor (FGF)  

2.

WNT  

3.

hedgehog 

4.

transforming growth factor-β   

 


background image

FGFs 
 

Originally named because they stimulate the growth 
of fibroblasts in culture 

there are now approximately two dozen FGF genes that 
have been identified 

FGFs are particularly important for 

1.

 angiogenesis,  

2.

axon growth, and  

3.

mesoderm differentiation. 


background image

Hedgehog Proteins 

The hedgehog gene was named because it coded for a 
pattern of bristles on the leg of Drosophila that resembled 
the shape of a hedgehog. 

In mammals, there are three hedgehog genes, Desert, 
Indian, and sonic hedgehog.  

Sonic hedgehog is involved in a number of developmental 
events including  

1.

limb patterning,  

2.

neural tube induction and patterning,  

3.

somite differentiation,  

4.

gut regionalization, and others.  


background image

WNT Proteins 
 

There are at least 15 different WNT genes that are 
related to the segment polarity gene, wingless in 
Drosophilia.  

WNT proteins are involved in  

1.

regulating limb patterning,  

2.

midbrain development, and  

3.

some aspects of somite and urogenital differentiation 
among other actions. 


background image

The TGF-β Superfamily  
 

It  has more than 30 members and includes  

1.

the transforming growth factor-βs, are important for 
extracellular matrix formation and epithelial branching 
that occurs in lung, kidney, and salivary gland 
development.  

2.

the bone morphogenetic proteins, (BMP family )induces 
bone formation and is involved in regulating cell 
division, cell death (apoptosis), and cell migration among 
other functions. 

3.

the activin family, 

4.

 the Müllerian inhibiting factor (MIF, anti-Müllerian 
hormone), and others.  


background image

Other paracrine signaling 
molecules  
neurotransmitters  

They are not just transmitters for neurons but also 
provide important signals for embryological 
development such as Serotonin and norepinephrine 

  serving as ligands and binding to receptors to 
produce specific cellular responses  
 
 
 


background image

Serotonin (5HT)  
 

Regulates a variety of cellular functions including cell 
proliferation and migration  

Is important for establishing laterality , gastrulation , 
heart development and other processes during early 
stages of differentiation  


background image

Norepinephrine  

Acts through receptors and appears to play a role in 
apoptosis (programmed cell death) in the interdigital 
spaces and in other cell types   


background image

Thank you  

Next Lecture: 
Gametogenesis 


background image

Key words of Gametogenesis 

primordial germ cells 

Oogenesis , Oogonia, oocytes 

Primordial follicle  

Unilaminar primary follicle  

Multilaminar primary follicle  

Secondary ( vesicular , antral )follicle 

tertiary follicle (preovulatory follicle ) 

Ovulation, corpus luteum, corpus albicans 

Spermatogenesis: spermatocytosis , spermiogenesis 

spermatogonia, primary spermatocytes, 2ndary 
spermatocytes, spermatids    




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 16 عضواً و 225 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل