Morphogenese des Säuger-Gesichts

Das Gesicht ist einer der am kompliziertest geformten Teile des Körpers. Während der Embryogenese entwickelt sich das Gesicht aus den Gesichtsanlagen, die die zukünftige Mund und Nasenöffnungen umgeben. Räumlich begrenzte Fusion zwischen Maxilla und Frontalnasalem sowie lateralen Nasenfortsatz führt zur Entstehung des primären Gaumens, der den vorderen Teil von Mund- und Nasenhöhle trennt. Der sekundäre Gaumen entwickelt sich dann durch Auswachsen, Aufrichten und Fusion der Gaumenfortsätze auf der Innenseite der Maxilla. Fehler in diesem komplexen morphogenetischen Programm führen zu Gesichtsfehlbildungen wie den Mund/Kiefer/Gaumenspalten, die beim Menschen zu den häufigsten Fehlbildungen bei Neugeborenen gehören. Im Rahmen unseres Forschungsprogramms haben wir Maus- und Hühnerembryonen als Modelsysteme verwendet, um die molekularen Mechanismen der Gesichtsentwicklung zu untersuchen. Wir haben Interaktionen zwischen verschiedenen Geweben während der Entwicklung der Nasenregion charakterisiert. Wir konnten zeigen, dass den Olfaktorischen Plakoden eine wichtige Funktion für die Entwicklung des Nasenskeletts zukommt, und dass Signale von der Nasenplakode die Expression von Signalmolekülen im umliegenden Ektoderm kontrollieren, die dann wiederum auf das darunter liegende Mesenchym wirken. Die Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF) Familie von Signalmolekülen spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation zahlreicher Aspekte der Embryogenese und ist auch im erwachsenen Organismus von Bedeutung. Wir weisen nach, dass mehrere Gene dieser Familie während der frühen Gesichtentwicklung exprimiert werden und wir haben die Gesichtsentwicklung von Mausembryonen charakterisiert, denen FGF8 in der Gesichtsregion fehlt. Diese Embryonen weisen schwerste Gesichtsfehlbildungen auf, einschließlich einer medialen Gesichtsspalte sowie Defekte in der Entwicklung des olfaktorischen Epithels. An Hand eines Kandidatenansatzes weisen wir nach, dass die Expression von Pax3, Erm, Tbx2 und Pea3 im Gesichtsmesenchym durch FGF reguliert wird. Im Rahmen eines systematischen Screens für FGF induzierbare Gene haben wir weitere FGF regulierte Gene identifiziert, darunter Gene die bisher nicht mit FGF-Signaling in Zusammenhang gebracht worden waren, sowie Gene, die überhaupt noch nicht charakterisert sind. Die Untersuchung der Funktion dieser Gene wird in den nächsten Jahren ein Schwerpunkt des Labors sein.