La ségrégation des lignages somitiques

Abstract

De nombreux lignages mésodermiques chez les vertébrés ont leur origine dans les somites. Ces structures métamériques sphériques prennent naissance dans le mésoderme paraxial, de part et d’autre des organes axiaux. Les somites sont à l’origine des muscles striés, du derme dorsal et du squelette axial. Dans les somites, les cellules ne sont pas engagées et leur différenciation est contrôlée par des signaux produits dans leur environnement immédiat : la notochorde et le tube neural sont impliqués dans l’induction du sclérotome et la lame latérale dans le développement des muscles hypaxiaux. On connaît certaines des molécules inductrices (Sonic Hedgehog, BMP4, les protéines Wnt…). Diverses approches, microchirurgicale chez l’embryon de poulet ou par invalidation génique chez la souris, ont permis de caractériser la ségrégation des différents lignages somitiques. Certains facteurs induisent un destin cellulaire particulier (par exemple la notochorde induit le sclérotome), d’autres permettent la survie de certains lignages (Sonic Hedgehog et la différenciation du sclérotome), d’autres enfin ont un rôle répresseur de la différenciation (BMP4 et le lignage musculaire).

Many mesodermal lineages of the vertebrate body originate from transient mesodermal structures called the somites. These metameric units appear as epithelial spheres arising from the paraxial mesoderm on both sides of the axial organs. The somites give rise to the striated muscles, the dorsal dermis, and the axial skeleton. Surgical manipulations on newly formed somites in the chick embryo have shown that they are essentially composed of uncommitted cells, thus suggesting that their differentiation is controlled by signals produced by their local environment. For example the notochord and the neural tube have been implicated in sclerotome induction whereas the lateral plate plays a role in the hypaxial muscle determination. Molecular players such as Sonic Hedgehog, BMP4 or the products of the Wnt genes have now been identified. Their role in the segregation of the different somitic lineage is being characterized using microsurgery approaches in the chick embryo or genetic analysis of null mutants in the mouse. These factors affecting cell fate determination within the somite have three different kinds of effects: an induction of particular cell fate (notochord and sclerotome induction), a permissive or survival effect (Sonic Hedgehog and the sclerotome differentiation) or a repressive effect on differentiation (BMP4 and the muscle lineage). [References: 48]