Die Induktion von Kiemenknorpel aus Kopfneuralleistenmaterial durch präsumptiven Kiemendarm in der Gewebekultur und das Bewegungsverhalten der Zellen während ihrer Entwicklung zu Knorpel

Summary

• 1. Cranial neural crest cells and pharyngeal primordia ofTriturus alpestris were cultured together by the hanging drop method at 20 °C.

• 2. In ca. 60% of the cases the foregut induced organotypic cartilage, procartilage and precursor stages. In most cases the cartilage tissues were in direct contact with the pharyngeal endoderm.

• 3. Besides cartilage, mesenchymal ganglionic cells, melanophores, xanthophores and epidermal epithelium developed from the neural crest cells.

• 4. In control cultures without pharynx endoderm no cartilage tissues were formed.

• 5. The locomotory behaviour of the neural crest cells prior to cartilage differentiation was analysed by a series of photographs.

• 6. During the first days in tissue culture neural crest cells behave like fibroblasts and show the phenomenon of contact inhibition.

• 7. As the first sign of their differentiation the presumptive cartilage cells in contact with the pharynx endoderm lose their motility. At a certain distance from the pharynx, however, neural crest cells do not change their locomotory behaviour. No attraction of cells by the endoderm could be observed.

• 8. In the course of further development the area of the presumptive cartilage cells contracts concentrically. The cells in its inner part become roundish, (chondrocytes). The cells in the peripheral part of the anlage become spindle-shaped (perichondrium). The chondrocytes form a hyaline cartilage matrix.

• 9. The rate of development and the quality of cartilage tissue differentiation depend on the density of neural crest cells at the beginning of the culture.

• 10. The results are discussed in relation to the change of affinities during differentiation.

Zusammenfassung

• 1. In der Deckglaskultur wurde Kopfneuralleiste vonTriturus alpestris zusammen mit einem Stück präsumptiven Kiemendarms im hängenden Tropfen gezüchtet.

• 2. In ca. 60% der Fälle induzierte der Vorderdarm organotypische Knorpelspangen, Vorknorpel oder Knorpelvorstufen. Das Knorpelgewebe entstand meist in direktem Kontakt mit dem Vorderdarm.

• 3. Außerdem differenzierten sich aus dem Neuralleistenmaterial Mesenchym, Ganglienzellhaufen, Melano- und Xanthophoren sowie Epidermisepithel.

• 4. In den Kontrollen ohne Vorderdarm trat kein Knorpelsewebe auf.

• 5. Das Bewegungsverhalten der Neuralleistenzellen wurde bis zur Ausbildung von organotypischen Knorpelspangen anhand von Serienaufnahmen verfolgt.

• 6. Die Neuralleistenzellen verhalten sich in den ersten Tagen in der Deckglaskultur wie Mesenchymzellen und gehorchen den Gesetzmäßigkeiten der „contact-inhibition“.

• 7. Als erstes Zeichen für den Beginn der Differenzierung verdichten sich die präsumptiven Knorpelzellen am Bande des Vorderdarmes und stellen ihre Bewegung ein. Etwas weiter entfernt

  om Vorderdarm liegende Zellen zeigen dagegen nach wie vor ungerichtete Wanderungsaktivität. Ein gerichtetes Heranwandern von einzelnen Neuralleistenzellen läßt sich nicht beobachten.

• 8. Anschließend findet einekonzentrische Kontraktion des am Vorderdarm haftenden präsumptiven Knorpelbezirkes statt, die zur Ausbildung der Spangenform führt. Die Zellen im Zentrum runden sich dabei ab, die randständigen Zellen nehmen Spindelform an. Die Anlage wird mehrschichtig. Es beginnt die Ablagerung von Knorpelgrundsubstanz.

• 9. Entwicklungsgeschwindigkeit sowie Grad und Qualität der Differenzierung hängen von der Zelldichte der Neuralleistenzellen zu Beginn der Kultur ab.

• 10. Als Erklärungsmöglichkeit für die Bewegungshemmung nach der Induktion und die konzentrische Kontraktion der Knorpelvorstufe wird eine Veränderung der Zellaffinität angenommen.