Summary
In an earlier paper (Hauser, 1969) it was suggested that the subcommissural organ (SCO) in the roof of the diencephalon might control normal straight regeneration after amputation of the tail tip inXenopus larvae, by means of Reissner's fibre (RF) its secretory product in the central canal of the spinal cord. This hypothesis has been experimentally tested, with results that appear to confirm it, as follows:
-
1.
Elective destruction of the SCO caused characteristically disturbed tail regeneration, while other brain lesions did not affect normal tail regeneration.
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2.
RF degenerated within 24 hrs in the caudal neural tube after it had been severed at the base of the tail. In most cases the separated parts of the neural tube resumed contact within less than 4 days in such a way as to allow RF re-entry into the central canal of the caudal piece, but occasionally reconstitution of RF was prevented by complete or partial obstruction of the central canal. Histological examination revealed that whether or not the tail regenerated normally depended entirely upon the reconstitution of RF, and not on the restoration of central canal continuity as such.
The implications of these results, and of similar results recently obtained by Rühle (1971), for the understanding of SCO function are discussed.
Zusammenfassung
Die vom Verfasser 1969 vorgebrachte Hypothese, daß das Subcommissuralorgan (SCO) im Zwischenhirndach über sein Sekret, den Reissnerschen Faden (RF) im Zentralkanal des Rückenmarks, das normale geradlinige Auswachsen des regenerierenden Xenopusschwanzes mitbestimmt, wird experimentell überprüft. Die Hypothese scheint uns durch folgende Befunde bestätigt:
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1.
Allein die Ausschaltung des SCO führt zu atypischer Schwanzregeneration, während diese durch andere Gehirnläsionen nicht beeinträchtigt wird.
-
2.
Der RF degeneriert innerhalb von 24 Std im caudalen Abschnitt des in der Schwanz basis einfach durchtrennten Rückenmarks. Die getrennten Rückenmarkabschnitte treten in den meisten Fällen in weniger als vier Tagen wieder so in Kontakt, daß der RF erneut in den caudalen Zentralkanal vordringen kann. Hin und wieder aber wird er durch totale oder partielle Blockierung des Zentralkanals daran gehindert. Aufgrund histologischer Befunde kann glaubhaft gemacht werden, daß es allein auf das Nachwachsen des RF und nicht auf die Wiederherstellung der Zentralkanal-Kontinuität ankommt, ob normale Schwanzregeneration möglich wird oder nicht.
Die Bedeutung dieser und ähnlicher, kürzlich von Rühle (1971) publizierten Befunde für das Verständnis der funktionellen Bedeutung des SCO wird diskutiert.
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Literature
Altner, H.: Sekretionsvorgänge im Wirbeltiergehirn. Naturwissenschaften52, 197–204 (1965).
Fährmann, W.: Der Reissnersche Faden nach Durchschneidung des Rückenmarks beiSalmo irideus Gibbons. Z. Zellforsch.58, 820–836 (1963).
—: Experimentelle Untersuchungen am Reissnerschen Faden beiTriturus alpestris Laur. Z. mikr.-anat. Forsch.71, 339–346 (1964).
—: Sekretorische Aktivität des Flexural und Subcommissuralorgans bei frühen Entwick-lungsstadien vonTriturus alpestris Laur. Experientia (Basel)21, 475–476 (1965).
Hadorn, E.: Über einen Einfluß des embryonalen und frühlarvalen Gehirns auf die Gestalt der Rumpf-Schwanzregion beiTriton. Rev. suisse Zool.54, 369–399 (1947).
Hauser, R.: Autonome Regenerationsleistungen des larvalen Schwanzes vonXenopus laevis und ihre Abhängigkeit vom Zentralnervensystem. Wilhelm Roux' Arch. Entwickl.-Mech. Org.156, 404–448 (1965).
—: Abhängigkeit der normalen Schwanzregeneration bei Xenopuslarven von einem diencephalen Faktor im Zentralkanal. Wilhelm Roux' Archiv163, 221–247 (1969).
—, Lehmann, F. E.: Abhängigkeit der normogenetischen Regeneration der Schwanzspitze beiXenopus laevis Daud. von einem neurogenen Faktor im Liquor eerebrospinalis. Rev. suisse Zool.73, 503–511 (1966).
Hofer, H.: Neuere Ergebnisse zur Kenntnis des Subcommissuralorgans, des Reissnerschen Fadens und der Massa caudalis. Zool. Anz., Suppl.27, 430–440 (1964).
Holtzer, H.: The development of mesodermal axial structures in regeneration and embryogenesis. In: Regeneration in vertebrates, ed. C. S. Thornton, p. 15–33. Chicago: Chicago University Press 1959.
Mautner, W.: Studien an der Epiphysis cerebri und am Subcommissuralorgan der Frösche. Z. Zellforsch.67, 234–270 (1965).
Nieuwkoop, P. D., Faber, J.: Normal table ofXenopus laevis, 2nd ed. Amsterdam: North-Holland Publ. Co. 1967.
Oksche, A.: Vergleichende Untersuchungen über die sekretorische Aktivität des Subkommissuralorgans und den Gliacharakter seiner Zellen. Z. Zellforsch.54, 549–612 (1961).
Olsson, R.: Structure and development of Reissner's fibre in the caudal end ofAmphioxus and some lower vertebrates. Acta zool. (Stockh.)36, 167–198 (1955).
—: An experimental breakage of Reissner's fibre in the central canal of the pike (Esox lucius). Z. Zellforsch.46, 12–17 (1957).
Romer, A. S.: Vergleichende Anatomie der Wirbeltiere. Transl. by H. Frick. Hamburg-Berlin: Paul Parey 1966.
Rühle, H.-J.: Anomalien im Wachstum der Achsenorgane nach experimenteller Ausschaltung des Komplexes Subcommissuralorgan-Reissnerscher Faden. Untersuchungen am Rippen-molch (Pleurodeles waltli Michah. 1830). Acta zool. (Stockh.)52, 23–68 (1971).
Sterba, G.: Morphologie und Funktion des Subcommissuralorgans. In: Zirkumventrikuläre Organe und Liquor, Bericht über Symposium in Schloss Reinhardsbrunn, ed. G. Sterba, p. 17–32. Jena: VEB Gustav Fischer 1969.
Weichert, C. K.: Principles of Chordate anatomy, 2nd ed. New York-Toronto-London: McGraw-Hill Book Co. 1959.
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Some of the experiments were done during a stay at the Strangeways Research Laboratory (Cambridge, GB) supported by the “Stiftung für biologisch-medizinische Stipendien” of the Swiss Academy of Medical Sciences.
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Hauser, R. Morphogenetic action of the subcommissural organ on tail regeneration inXenopus larvae. W. Roux' Archiv f. Entwicklungsmechanik 169, 170–184 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00649890
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00649890