Published October 11, 2019 | Version v1
Publication Open

Understanding the Cellular and Molecular Mechanisms That Control Early Cell Fate Decisions During Appendicular Skeletogenesis

  • 1. Universidad Nacional Autónoma de México
  • 2. Secretaria de Salud
  • 3. Instituto Nacional de Rehabilitación

Description

The formation of the vertebrate skeleton is orchestrated in time and space by a number of gene regulatory networks that specify and position all skeletal tissues. During embryonic development, bones have two distinct origins: bone tissue differentiates directly from mesenchymal progenitors, whereas most long bones arise from cartilaginous templates through a process known as endochondral ossification. Before endochondral bone development takes place, chondrocytes form a cartilage analgen that will be sequentially segmented to form joints; thus, in the cartilage template, either the cartilage maturation programme or the joint formation programme is activated. Once the cartilage differentiation programme starts, the growth plate begins to form. In contrast, when the joint formation programme is activated, a capsule begins to form that contains special articular cartilage and synovium to generate a functional joint. In this review, we will discuss the mechanisms controlling the earliest molecular events that regulate cell fate during skeletogenesis in long bones. We will explore the initial processes that lead to the recruitment of mesenchymal stem/progenitor cells, the commitment of chondrocyte lineages, and the formation of skeletal elements during morphogenesis. Thereafter, we will review the process of joint specification and joint morphogenesis. We will discuss the links between transcription factor activity, cell-cell interactions, cell-extracellular matrix interactions, growth factor signalling, and other molecular interactions that control mesenchymal stem/progenitor cell fate during embryonic skeletogenesis.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تنظيم تكوين الهيكل العظمي للفقاريات في الزمان والمكان من خلال عدد من الشبكات التنظيمية للجينات التي تحدد وتضع جميع الأنسجة الهيكلية. خلال التطور الجنيني، يكون للعظام أصلان متميزان: الأنسجة العظمية تختلف مباشرة عن الأسلاف الوسيطة، في حين أن معظم العظام الطويلة تنشأ من قوالب غضروفية من خلال عملية تعرف باسم التعظم داخل الغضروف. قبل حدوث نمو العظم الغضروفي، تشكل الخلايا الغضروفية أنالجين الغضروف الذي سيتم تقسيمه بالتسلسل لتشكيل المفاصل ؛ وبالتالي، في قالب الغضروف، يتم تنشيط برنامج نضج الغضروف أو برنامج تكوين المفصل. بمجرد بدء برنامج تمايز الغضروف، تبدأ صفيحة النمو في التكون. على النقيض من ذلك، عندما يتم تنشيط برنامج تكوين المفصل، تبدأ المحفظة في التكون التي تحتوي على غضروف مفصلي خاص وزليلي لتوليد مفصل وظيفي. في هذه المراجعة، سنناقش الآليات التي تتحكم في الأحداث الجزيئية المبكرة التي تنظم مصير الخلية أثناء تكوين الهيكل العظمي في العظام الطويلة. سنستكشف العمليات الأولية التي تؤدي إلى تجنيد الخلايا الجذعية/السلف الوسيطة، والتزام سلالات الخلايا الغضروفية، وتشكيل العناصر الهيكلية أثناء التشكل. بعد ذلك، سنراجع عملية المواصفات المشتركة وتشكيل المفاصل. سنناقش الروابط بين نشاط عامل النسخ، وتفاعلات الخلايا الخلوية، وتفاعلات المصفوفة الخلوية خارج الخلية، وإشارات عامل النمو، والتفاعلات الجزيئية الأخرى التي تتحكم في مصير الخلايا الجذعية/السلف الوسيطة أثناء تكوين الهيكل العظمي الجنيني.

Translated Description (French)

La formation du squelette vertébré est orchestrée dans le temps et dans l'espace par un certain nombre de réseaux de régulation génique qui spécifient et positionnent tous les tissus squelettiques. Au cours du développement embryonnaire, les os ont deux origines distinctes : le tissu osseux se différencie directement des progéniteurs mésenchymateux, tandis que la plupart des os longs proviennent de modèles cartilagineux par un processus connu sous le nom d'ossification endochondrale. Avant que le développement osseux endochondral n'ait lieu, les chondrocytes forment un analgène cartilagineux qui sera segmenté séquentiellement pour former des articulations ; ainsi, dans le modèle cartilagineux, soit le programme de maturation du cartilage, soit le programme de formation des articulations est activé. Une fois que le programme de différenciation du cartilage commence, la plaque de croissance commence à se former. En revanche, lorsque le programme de formation articulaire est activé, une capsule commence à se former qui contient du cartilage articulaire spécial et de la synoviale pour générer une articulation fonctionnelle. Dans cette revue, nous discuterons des mécanismes contrôlant les premiers événements moléculaires qui régulent le destin cellulaire au cours de la squeletogenèse dans les os longs. Nous explorerons les processus initiaux qui conduisent au recrutement des cellules souches/progénitrices mésenchymateuses, à l'engagement des lignées chondrocytaires et à la formation d'éléments squelettiques au cours de la morphogenèse. Par la suite, nous passerons en revue le processus de spécification et de morphogenèse articulaires. Nous discuterons des liens entre l'activité du facteur de transcription, les interactions cellule-cellule, les interactions cellule-matrice extracellulaire, la signalisation du facteur de croissance et d'autres interactions moléculaires qui contrôlent le devenir des cellules souches/progénitrices mésenchymateuses au cours de la squeletogenèse embryonnaire.

Translated Description (Spanish)

La formación del esqueleto de los vertebrados está orquestada en el tiempo y el espacio por una serie de redes reguladoras de genes que especifican y posicionan todos los tejidos esqueléticos. Durante el desarrollo embrionario, los huesos tienen dos orígenes distintos: el tejido óseo se diferencia directamente de los progenitores mesenquimatosos, mientras que la mayoría de los huesos largos surgen de las plantillas cartilaginosas a través de un proceso conocido como osificación endocondral. Antes de que tenga lugar el desarrollo óseo endocondral, los condrocitos forman un analgeno de cartílago que se segmentará secuencialmente para formar articulaciones; por lo tanto, en la plantilla de cartílago, se activa el programa de maduración del cartílago o el programa de formación de articulaciones. Una vez que comienza el programa de diferenciación del cartílago, la placa de crecimiento comienza a formarse. Por el contrario, cuando se activa el programa de formación articular, comienza a formarse una cápsula que contiene cartílago articular especial y sinovio para generar una articulación funcional. En esta revisión, discutiremos los mecanismos que controlan los primeros eventos moleculares que regulan el destino celular durante la esqueletogénesis en huesos largos. Exploraremos los procesos iniciales que conducen al reclutamiento de células madre/progenitoras mesenquimales, el compromiso de los linajes de condrocitos y la formación de elementos esqueléticos durante la morfogénesis. Posteriormente, revisaremos el proceso de especificación articular y morfogénesis articular. Discutiremos los vínculos entre la actividad del factor de transcripción, las interacciones célula-célula, las interacciones célula-matriz extracelular, la señalización del factor de crecimiento y otras interacciones moleculares que controlan el destino de las células madre/progenitoras mesenquimales durante la esqueletogénesis embrionaria.

Files

pdf.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:724185b7f398451b98fcfd058062455c
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فهم الآليات الخلوية والجزيئية التي تتحكم في قرارات مصير الخلايا المبكرة أثناء تكوين الهيكل العظمي الزائدي
Translated title (French)
Comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires qui contrôlent les décisions précoces du destin cellulaire pendant la squeletogenèse appendiculaire
Translated title (Spanish)
Comprender los mecanismos celulares y moleculares que controlan las decisiones tempranas del destino celular durante la esqueletogénesis apendicular

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2980187314
DOI
10.3389/fgene.2019.00977

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1238323808
  • https://openalex.org/W1574722884
  • https://openalex.org/W1580278808
  • https://openalex.org/W1601043516
  • https://openalex.org/W1608008717
  • https://openalex.org/W1842077267
  • https://openalex.org/W1876941627
  • https://openalex.org/W1885522736
  • https://openalex.org/W1902976989
  • https://openalex.org/W1904331578
  • https://openalex.org/W1940493615
  • https://openalex.org/W1963463566
  • https://openalex.org/W1964752771
  • https://openalex.org/W1966930626
  • https://openalex.org/W1973994630
  • https://openalex.org/W1974921930
  • https://openalex.org/W1979395943
  • https://openalex.org/W1980011657
  • https://openalex.org/W1981284961
  • https://openalex.org/W1981792027
  • https://openalex.org/W1983323087
  • https://openalex.org/W1983888310
  • https://openalex.org/W1988494335
  • https://openalex.org/W1988554495
  • https://openalex.org/W1990787421
  • https://openalex.org/W1991424506
  • https://openalex.org/W1993000387
  • https://openalex.org/W1995499476
  • https://openalex.org/W1995717845
  • https://openalex.org/W1996274683
  • https://openalex.org/W1996413501
  • https://openalex.org/W2000291668
  • https://openalex.org/W2002391499
  • https://openalex.org/W2002622148
  • https://openalex.org/W2011576192
  • https://openalex.org/W2012078505
  • https://openalex.org/W2013575881
  • https://openalex.org/W2014362480
  • https://openalex.org/W2014680491
  • https://openalex.org/W2015050458
  • https://openalex.org/W2016791091
  • https://openalex.org/W2017800800
  • https://openalex.org/W2018634292
  • https://openalex.org/W2021283509
  • https://openalex.org/W2023060332
  • https://openalex.org/W2026081091
  • https://openalex.org/W2027527429
  • https://openalex.org/W2030245679
  • https://openalex.org/W2030789263
  • https://openalex.org/W2032554521
  • https://openalex.org/W2035653490
  • https://openalex.org/W2036575527
  • https://openalex.org/W2037499635
  • https://openalex.org/W2037723379
  • https://openalex.org/W2039285533
  • https://openalex.org/W2042264623
  • https://openalex.org/W2042932723
  • https://openalex.org/W2044069347
  • https://openalex.org/W2044413297
  • https://openalex.org/W2045668134
  • https://openalex.org/W2045984333
  • https://openalex.org/W2047303131
  • https://openalex.org/W2049751449
  • https://openalex.org/W2053518618
  • https://openalex.org/W2055655375
  • https://openalex.org/W2056752656
  • https://openalex.org/W2070560929
  • https://openalex.org/W2073676252
  • https://openalex.org/W2073858150
  • https://openalex.org/W2075428362
  • https://openalex.org/W2076958216
  • https://openalex.org/W2077802746
  • https://openalex.org/W2078016003
  • https://openalex.org/W2078113353
  • https://openalex.org/W2081213518
  • https://openalex.org/W2081509786
  • https://openalex.org/W2082289133
  • https://openalex.org/W2082745248
  • https://openalex.org/W2083698768
  • https://openalex.org/W2084356362
  • https://openalex.org/W2085321659
  • https://openalex.org/W2085462195
  • https://openalex.org/W2085530184
  • https://openalex.org/W2086718174
  • https://openalex.org/W2087393103
  • https://openalex.org/W2090778914
  • https://openalex.org/W2092937035
  • https://openalex.org/W2094165314
  • https://openalex.org/W2094998020
  • https://openalex.org/W2095548276
  • https://openalex.org/W2096201475
  • https://openalex.org/W2097156505
  • https://openalex.org/W2098145001
  • https://openalex.org/W2098326006
  • https://openalex.org/W2099002558
  • https://openalex.org/W2100039503
  • https://openalex.org/W2101471525
  • https://openalex.org/W2102616071
  • https://openalex.org/W2103385297
  • https://openalex.org/W2103558364
  • https://openalex.org/W2105011159
  • https://openalex.org/W2107552781
  • https://openalex.org/W2110873651
  • https://openalex.org/W2111129020
  • https://openalex.org/W2115366701
  • https://openalex.org/W2123504252
  • https://openalex.org/W2124870028
  • https://openalex.org/W2128853335
  • https://openalex.org/W2133526415
  • https://openalex.org/W2138094668
  • https://openalex.org/W2140034839
  • https://openalex.org/W2150134228
  • https://openalex.org/W2150319418
  • https://openalex.org/W2150557864
  • https://openalex.org/W2151544055
  • https://openalex.org/W2153792495
  • https://openalex.org/W2154041910
  • https://openalex.org/W2154330374
  • https://openalex.org/W2156726032
  • https://openalex.org/W2159263213
  • https://openalex.org/W2161736514
  • https://openalex.org/W2162490035
  • https://openalex.org/W2163047938
  • https://openalex.org/W2165213969
  • https://openalex.org/W2166222073
  • https://openalex.org/W2166428507
  • https://openalex.org/W2166705426
  • https://openalex.org/W2166749740
  • https://openalex.org/W2300586499
  • https://openalex.org/W2403437288
  • https://openalex.org/W2409191740
  • https://openalex.org/W2409820086
  • https://openalex.org/W2553772989
  • https://openalex.org/W2573812177
  • https://openalex.org/W2719903628
  • https://openalex.org/W2755664841
  • https://openalex.org/W2770569110
  • https://openalex.org/W2782258974
  • https://openalex.org/W2793990588
  • https://openalex.org/W2885716010
  • https://openalex.org/W2891521436
  • https://openalex.org/W2898732256
  • https://openalex.org/W2903819089
  • https://openalex.org/W2904980008
  • https://openalex.org/W2916816819
  • https://openalex.org/W2917446880
  • https://openalex.org/W4246928882