Anterior naar posterior as

Anterior naar posterior patronen in de ledemaatknop worden bepaald door de zone van polariserende activiteit (ZPA). Het is een klein gebied van mesoderm dat zich bevindt aan de achterste rand van de apicale ectodermale richel (AER) waar de ledematenknop de lichaamswand ontmoet. De ZPA produceert een eiwit dat een concentratiegradiënt heeft van posterior naar anterior, zoals voorspeld door het diffuse morfogene model dat Wolpert voorstelde: hoe dichter de cellen van de ledemaatknop zich bij het molecuul bevinden, hoe ulnarischer de structuur die gevormd zal worden.

Dit wordt bevestigd door een aantal dierstudies. Transplantatie van de ZPA naar de andere kant van de ledemaatknop produceert een spiegellid - duplicatie langs de radioulnar as. Ook het inbrengen van een niet-doorlatende barrière halverwege de ledemaatknop voorkomt de differentiatie van voorste structuren. In retinoïnezuur (RA) gedrenkte bolletjes kunnen het effect van de ZPA op een dosis-afhankelijke manier nabootsen.

Men denkt dat het eiwitproduct van het gen sonische egel (Shh) nauw betrokken is bij AP-patronen. Toepassing van exogeen Shh genproduct op de voorste ledemaatknop resulteert in duplicatie, wat het effect van de ZPA nabootst. Van RA is bekend dat het Shh activiteit te induceren. Shh kan het gen BMP-2 downstream activeren, dat op zijn beurt de expressie van Hox-genen en AP-patronen kan bepalen. BMP-2 heeft ook een effect op het morfogeen FGF-4 van de apicale ectodermale richel (AER), en vergemakkelijkt zo de interactie tussen de processen die proximo-distale en antero-posterieure patronen veroorzaken.

De AER speelt een rol in de instandhouding van de ZPA. Het verwijderen van de AER vermindert Shh expressie terwijl het toevoegen van FGF de expressie verhoogt.

Afwijkingen in het AP patroon resulteren in longitudinale differentiatiestoornissen zoals syndactylie en polydactylie.

Ref: Wolpert L. J Theor Biol (1969); 25(1): 1-47.