Forgreningsmorfogenese

Forgreningsmorfogenese, eller branching morphogenesis, er en utviklingsprosess der en enkel epitelrør eller epitelknop blir til et forgrenet nettverk av kanaler og lumen. Den er avgjørende for dannelsen av organer som lunger, nyrer, bryst- og spyttkjertler samt bukspyttkjertel og lever. Prosessen foregår primært i fosterlivet, men enkelte organer kan videreforgrenes etter fødselen.

Prosessen involverer tett samspill mellom epitelvev og omkringliggende mesenkym, samt remodellering av ekstracellulær matriks og mekaniske krefter. Forgreningen skjer ved kontrollert vekst, invaginasjon og deling av epitelceller, som danner buds (forgreningspunkter) og videre grenverk. Signalveier fra flere familiegrupper styrer nøyaktig retning og tempo; i lungene spiller FGF-signaler (for eksempel FGF10 som virker via FGFR2b) en sentral rolle i epitelial vekst og retning. Andre viktige veier inkluderer EGF-familien, SHH, BMP, Wnt og Notch, som modulerer mønster og differensiering. I nyrene er det ureteriske buds forgreningsmønster avhengig av GDNF-RET og tilhørende signaler. Kjemiske signaler i samspill med ECM og mekanisk belastning bidrar også til formen.

Organisering av forgreningsmorfogenese varierer mellom organer: lunger viser ofte kombinasjon av domene-, planar og ortogonal forgrening; nyrene gjennomgår iterativ forgrening av ureteriske buds; brystkjertelen oppviser duktal forlengelse og flergrening under pubertet. Feilregulering kan bidra til medfødte misdannelser eller nedsatt organfunksjon, og forståelsen av denne prosessen er viktig for regenerativ medisin og vevsteknologi.