腺体的组装:后腺体分化与融合
脊椎动物产降钙素细胞起源于后鳃体,后鳃体是除胎盘哺乳动物外所有脊椎动物中特定的器官,是加入胚胎甲状腺小芽内侧的一过性结构。E10时小鼠第四咽窝初现形态,原始前肠向外伸展,表达胰岛细胞转录因子1(ISLl)和蛋白基因产物(PGP)9.5[12-13]。随后第四咽窝尾部发育,E11.5时可见第四咽鳃导管折断形成UBB始基,即HES1、ISL1、PGP 9.5和NKX2-1/TTF1同时标记由柱状上皮连接的卵圆形小囊和管腔[12, 14]。E11.5时UBB原基迁移,E13时表现为与甲状腺原基中线连接的固体细胞团块。E14.5时UBB细胞在甲状腺实质中分裂,1天后其残余物仅甲状腺中可见。C细胞分化需经历一系列蛋白质表达的过程,E12.5时表达基础的螺旋-环-螺旋转录因子Mash1;E14.5时表达神经元标志物TuJ1、CGRP和生长抑素;1天后,Mash1表达停止,可在滤泡细胞中检测到产降钙素细胞。甲状腺形态生成的末期,ISL1表达下降而产降钙素细胞的数量逐渐增多[12- 13]。
人类后鳃体发育与小鼠相似。E24时后鳃体原基腹侧第四咽窝内容物外翻。此阶段中,同处第四咽窝的甲状旁腺Ⅳ原基背侧外翻。某些学者将偶现的第五咽窝归因于内胚层来源的后鳃体,可能因后鳃体原基表现为一不完全咽窝,才会这样理解。E35时,腹侧外展形成与咽部相连呈长颈烧瓶样形状;几天后,后鳃体原基切断与咽喉的联系并开始移动;E40时,移至甲状腺中后侧。连接层分隔两小芽,呈现不同的组织学结构,外侧小芽由致密细胞团块组成,内侧小芽由相互连接的薄层上皮组成。最后,E55时,后鳃体与甲状腺侧叶合并。
一系列内外因子参与控制UBB的发育与融合。细胞自主机制中NKX2-1/TTF1在UBB细胞生存中起到不可或缺的作用[14]。NKX2-1/TTF1的作用具剂量敏感性。在NKX2-1/ TTF1+/- 小鼠中确实出现UBB和甲状腺盲端的异常融合。UBB细胞与甲状腺实质不完全融合,侧叶尾部有少量残存[14]。UBB细胞融合需要HES1基因,在E11.5时表达一种转录抑制物。缺少HES1时,虽生成UBB,但表现为发育不良,并且与发育中的甲状腺内侧的融合延迟3d。咽部间质表达的信号影响包括甲状腺和UBB在内的内胚层器官的形态生成。咽部间质细胞起源于颅内神经嵴细胞,早期位于咽弓和咽窝处。因此改变参与颅内神经嵴存活、迁移或分化的基因可损伤UBB和(或)其与甲状腺的融合。(https://www.daowen.com)
报告表明,携带Hoxa3旁系同源变异基因的小鼠缺少UBB,影响胚胎沿主轴发育及部分结构的形态生成。Hoxa3存在于咽部、发育中的甲状腺、间质及第四咽弓中神经嵴来源的细胞[15]。无Hoxa3的小鼠中神经嵴细胞迁移不受破坏,C细胞正常分化,但数量大幅减少;后鳃体与甲状腺小芽大多融合失败,仅保留富含降钙素生成细胞(恒定的后鳃体)的双侧小泡。甲状腺畸形[15]包括:完全/部分发育不良、滤泡细胞数量不足、峡部缺失。携带大量包括Hoxa3和其旁系同源Hoxb3和Hoxd3多种联合变异的小鼠畸形更为严重。学者普遍认为,甲状腺器官异常继发于后鳃体缺失。
缺少中胚层来源的依附性Tbx1信号,甲状腺呈发育不良的单组织团块[5]。值得注意的是,在部分DiGeorge综合征患者中检测到甲状腺功能减退,很可能伴Tbx1基因单倍剂量不足。Tbx1信号由FGF8执行,围绕甲状腺在间质中表达。