Keimschichtbiologie

Keimschicht, eine von drei primären Zellschichten, die in den frühesten Stadien der Embryonalentwicklung gebildet wurden und aus dem Endoderm (innere Schicht), dem Ektoderm (äußere Schicht) und dem Mesoderm (mittlere Schicht) bestehen. Die Keimschichten bilden sich während des Gastrulationsprozesses, wenn sich die hohle Zellkugel, aus der die Blastula besteht, in spezialisiertere Zellen zu differenzieren beginnt, die über den sich entwickelnden Embryo geschichtet werden. Die Keimschichten repräsentieren einige der ersten linienspezifischen (multipotenten) Stammzellen (z. B. Zellen, die dazu bestimmt sind, zu bestimmten Gewebetypen wie Muskeln oder Blut beizutragen) bei der Embryonalentwicklung. Daher führt jede Keimschicht schließlich zu bestimmten Gewebetypen im Körper.

Das Endoderm wird so genannt, weil es die innerste der drei Keimschichten ist. Vom Endoderm abgeleitete Zellen bilden schließlich viele der inneren Auskleidungen des Körpers, einschließlich der Auskleidung des größten Teils des Magen-Darm-Trakts, der Lunge, der Leber, der Bauchspeicheldrüse und anderer Drüsen, die sich in den Magen-Darm-Trakt öffnen, und bestimmter anderer Organe, wie z als oberer Urogenitaltrakt und weibliche Vagina. Aus Endodermzellen entstehen bestimmte Organe, darunter der Dickdarm, der Magen, der Darm, die Lunge, die Leber und die Bauchspeicheldrüse. Das Ektoderm hingegen bildet schließlich bestimmte „äußere Auskleidungen“ des Körpers, einschließlich der Epidermis (äußerste Hautschicht) und der Haare. Das Ektoderm ist auch der Vorläufer der Brustdrüsen und des zentralen und peripheren Nervensystems.

Aus dem Mesoderm stammende Zellen, die zwischen Endoderm und Ektoderm liegen, bilden alle anderen Gewebe des Körpers, einschließlich der Dermis der Haut, des Herzens, des Muskelsystems, des Urogenitalsystems, der Knochen und des Knochenmarks (und damit das Blut). Das Mesoderm ist die Keimschicht, die evolutionär höhere Lebensformen (dh solche mit bilateraler Symmetrie) von niedrigeren Lebensformen (dh solche mit radialer Körpersymmetrie) unterscheidet. Das Mesoderm ermöglicht es höher entwickelten Organismen, eine innere Körperhöhle zu haben, die Organe beherbergt und schützt, sie in Flüssigkeiten badet und sie mit Bindegewebe unterstützt.

Da sich die Keimschichten in eine Vielzahl von Organen und Geweben differenzieren können, sind sie für die Untersuchung der menschlichen Entwicklung und die Stammzellforschung von besonderem Interesse. Eine pluripotente Stammzelle kann eine der drei Keimschichten werden. Die multipotenten Stammzellen, die dann die Keimschichten bilden, führen zu bestimmten Gewebelinien (z. B. einer bestimmten Hautschicht oder sogar einer Linie innerhalb einer Hautschicht). Die Untersuchung von Stammzellen und Zelldifferenzierung hat es Wissenschaftlern ermöglicht, bestimmte Zelltypen zuverlässig aus menschlichen embryonalen Stammzellen sowie aus induzierten pluripotenten Stammzellen (genetisch umprogrammierte adulte Zellen) herzustellen, was das Wissen über die Embryonalentwicklung gefördert und die Entwicklung von Stammzellen erleichtert hat neuartige zellbasierte Therapien.