Sulo Toivonen

Morphogenetic Interaction of Presumptive Neural and Mesodermal Cells Mixed in Different Ratios

Cells of the presumptive forebrain region and axial mesoderm of Triturus neurulae were disaggregated and combined in different ratios. The differentiation of the central nervous systen in these explants was dependent on the relative amount of mesodermal cells present: an increase of mesodermal cells resulted in a corresponding increase in the frequency with which caudal structures of the central nervous system developed and a gradual loss of the forebrain formations.

The transmission problem in primary embryonic induction.

Abstract Earlier experimental results with radioactive tracers have indicated an incorporation of labeled material from the inductor tissue in the reacting gastrula ectoderm during induction. To test the possible specificity of this transfer of material, an inductor mixture was used in which the “mesodermalizing” principle was either not labeled or was assumed to be labeled. Differential counts of the induced mesodermal structures in the various experimental series did not show any differences, and the conclusion was drawn that an unspecific “diffusion” of labeled material occurs, at least during prolonged contact between the reactive and the active tissues. Difficulties might therefore be encountered in the employment of radioactive materials in studies related to the transfer of material during primary induction. In the other part of the present study, use was made of fluorescent antisera against a heterogenous inductor tissue to detect and localize transferred antigenic material in the ectoderm. After 3 to 6 hr of contact between the tissues, antigenic granules were obtained in abundance inside the ectodermal cells. The results demonstrate a transfer of large-molecular, antigenic material during the induction process, and show that the inductive information could be transmitted through a similar mechanism. Whether this is in fact the case cannot yet be concluded.

Transfer of the antigenicity of guinea pig bone marrow implants to the graft tissue in explantation experiments

Der Übertritt von Antigenmaterial aus heterogenem Induktor in Ektoderm wurde mit der Ringpräzipitation untersucht. Nach Entfernung des Implantates wurde als Antigen ein Ektodermextrakt verwendet und als Induktor alkoholbehandeltes Knochenmark von Meerschweinchen. Die ins Ektoderm übergetretene Antigenmenge war bei 3 h alten Kulturen grösser als bei 1 h alten.

Quantitative evidence for the two-gradient hypothesis in the primary induction.

Die Einwirkung quantitativer Unterschiede induzierender Agenzien wurde untersucht. HeLa-Zellen, mit und ohne Wärmebehandlung, wurden in zwei verschiedenen Proportionen (4:1 bzw. 1:4) gemischt und als Induktor in Epidermisexplantaten des Molchkeimes benutzt. Das Resultat (Fig.) zeigt, dass der Induktor, der mehr Zellen ohne Wärmebehandlung enthält, mehr mesodermale, aber auch mehr deuterencephale Gebilde induziert. Das Resultat wird mit der Zwei-Gradienten-Hypothese der induzierenden Agenzien erklärt.

ber die Natur der deuterenkephalen Leistung in der embryonalen Induktion

ZusammenfassungJungen Gastrulen oder Epidermisexplantaten von Trituras wurde simultan Leber- und Knochenmarkgewebe des Meerschweinchens implantiert. Es war bekannt, da\ das erstgenannte Gewebe ausschlie\lich kephale, das letztere wiederum hauptsächlich mesodermale Gebilde induzierte. Auf Grund der Resultate wurde eine Schema des die Normogenese steuernden Induktionssystems ausgearbeitet, nach welchem die Regionalität des Keimes von zwei Induktionsfaktoren (N undM) bewirkt würde. Diese Faktoren sollen auf der Dorsalseite des Keimes Wirkungsfelder bilden, die einander teils überschneiden und als Gradienten in verschiedener Richtung schwächer werden.Das genannte, anfänglich als Arbeitshypothese bestimmte Schema wurde später kontrolliert, indem als Induktoren rein archenkephal induzierende, wärmebehandelte HeLa-Zellen sowie nichtvorbehandelte HeLa-Zellen, die sowohlN- wieM-Faktor enthielten, benutzt wurden. Diese Zellen wurden entweder für sich als Induktoren benutzt, oder sie wurden in verschiedenem Verhältnis miteinander vermischt. Die Resultate zeigten, da\ die im Induktor enthaltene unterschiedliche Quantität desM-Faktors das Zentralnervensystem dazu bestimmt, sich zu Deuterenkephalon oder Neuralrohr zu entwickeln, während wiederum bei fehlendemM-Paktor die Leistung rein archenkephal ist.Bei den Versuchen wurden Epidermisexplantate 24 Std lang neuralisiert oder mesodermalisiert und danach disaggregiert. Durch Reaggregation der Zellen zweier auf verschiedene Weise induzierter Blasen konnte ein Explantat zustande gebracht werden, in dem sich Deuterenkephalon und Ohrblasen entwickelten, die keiner der beiden Induktoren allein hervorzurufen vermöchte. Die Resultate wurden so gedeutet, da\ derN- und derM-Faktor primär die Zellen zur Differenzierung in neuraler bzw. mesodermaler Richtung determiniert. Die verschiedene Regionalität des Zentralnervensystems würde später durch die Einwirkung einer Interaktion zwischen den inM- und N-Richtung determinierten Zellen bestimmt, wobei die Natur der Regionalität von einem bestimmten quantitativen Verhältnis derN- undM-Zellen abhängig wäre.Verschiedene Hypothesen, die zur Deutung der Primärinduktion vorgebracht worden sind, werden diskutiert sowie ferner auch die Ergebnisse, in denen der Masseneffekt und die Spätinteraktion zwischen Zellen und Geweben behandelt wird.

Untersuchungen über die Tubulogenese der Niere

Die Entwicklung der embryonalen Mäuseniere ist mit der Zeitraffermethode in vitro untersucht worden, wobei besonderes Gewicht auf die durch die Ureterknopse induzierten Frühveränderungen gelegt wurde. Als erste Anzeichen der beginnenden Differenzierung sind Kondensation des Mesenchyms um den Induktor herum und Abschwächung der Zellmotilität zu beobachten. Die induzierende Einwirkung betrifft eine ca. 200 μ breite Zone im Mesenchym. Später, wenn die Äste des Ureterbäumchens sich weiter voneinander entfernen, spaltet sich die ursprünglich einheitliche Kondensation zu prätubulären Inseln, die jede Endigung der Äste umgeben, und die sich später in situ zu Nierenkanälchen entwickeln. Die Resultate sind mit der Theorie der „selektiven Fixation“ zu erklären versucht worden.