Entwicklung
Die WDs entwickeln sich aus dem intermediären Mesoderm in kraniokaudaler Abfolge. Sie erstrecken sich vom Ductus pronephricus in der Nähe der zukünftigen Vorderbeinknospen und entwickeln sich kaudal zur Kloake. Das WDs stimuliert das Wachstum von mesonephrischen Tubuli des mesonephrischen Mesenchyms, die sich bei Männern und Frauen auf die Epithelzellen der Gonaden erstrecken. Die WDs bilden vier bis sechs Paare kranialer mesonephrischer Tubuli, die primär kaudal sind und nicht mit dem WDs verschmelzen. Die Ureterknospe stammt posterior aus dem WDs und führt durch Wechselwirkung mit dem metanephrischen Mesenchym zu den Pronephros, Mesonephros und Metanephros der Nierenprimordien. Die Pronephros und Mesonephros degenerieren nach ihrer Entwicklung bei Frauen, aber bei Männern werden die mesonephrischen Tubuli zum Vorläufer von Nebenhodengängen und efferenten Kanälen.
Viele Gene und Wachstumsfaktoren sind entscheidend für die richtige Bildung des WDs. Pax2 und Pax8 sind dafür bekannt, die WD-Bildung zu induzieren, und Lim1 ist für die WD-Erweiterung notwendig. Pax2, Pax8, Emx2 und Lim1 werden im kondensierten Nephritstrang exprimiert und sind für die Tubulogenese und die WD-Entwicklung notwendig. WT-1 und SIX1 exprimieren auch in der nephrogenen Mesenchymkondensation, und es wurde gezeigt, dass Nagetiere ohne WT-1- oder SIX-1-Expression keine kaudale MTS aufweisen. Mäuse mit einem Null-Emx2 haben eine regelmäßige WD-Bildung, bis die Gänge degenerieren, was dazu führt, dass sich die Nieren und der Fortpflanzungstrakt nicht mehr bilden. Mäuse mit einer Null-Gata3-Mutation weisen ebenfalls Defekte bei der WD-Initiierung auf. FGF8, das vom intermediären Mesoderm signalisiert wird, ist ebenfalls essentiell, und wenn es nicht exprimiert wird, kommt es zum Nichtvorhandensein der kranialen Mesonephros und mesonephrischen Tubuli (MTs). Während der mesonephrischen Entwicklung exprimiert das Mesenchym FGFR1, während das Epithel FGFR2 exprimiert, wodurch das WD und das mesonephrische Mesenchym erhalten bleiben. FGFR2 soll den kaudalen Teil des WD durch Steuerung der Zellproliferation aufrechterhalten. Das Fehlen von Forkhead-Transkriptionsfaktoren, FOXC1 und FOXC2 und SHH führt zu einer überzähligen MT-Bildung, was darauf hindeutet, dass diese Gene eine unterdrückende Wirkung auf die MT-Entwicklung haben. Die Signalisierung von Retinsäure ist auch für die WD-Entwicklung von entscheidender Bedeutung, da Mutationen der Verbindung Null in den Retinoidsäurerezeptoren α und γ eine Agenese oder Dysplasie des Nebenhodens, des Samenleiters und der Samenbläschen verursachen können.
Das Epithel des WDs exprimiert auch WNT9b, und WNT7b wird ab E9.5 signalisiert. Das Fehlen der WNT9b-Expression korreliert mit dem Fehlen von MTs und Epididymis bei der Geburt, und β-Catenin-abhängige kanonische WNT-Signalisierung induziert die MT-Bildung in WNT9b-Nullmäusen. Während der Bildung der metanephrischen Niere beeinflusst die WNT9B-Dämpfung die Polarität der Epithelzellen und erhöht den Durchmesser der Tubuli.
Stabilisierung und Dehnung des WDs
Bei Männern dient der Mesonephros als Vorläufer des männlichen Fortpflanzungstrakts, während sich der Mesonephros bei Frauen zurückbildet. Nach der Gonaden-Geschlechtsdifferenzierung produziert der Hoden Testosteron, und lokal erzeugte, nicht systemische Androgene sind für die WD-Stabilisierung erforderlich. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass Androgene, die durch den systemischen Kreislauf transportiert werden, ausreichen, um eine WD-Regression zu verhindern. Androgene wirken auf den Androgenrezeptor (AR), und Wachstumsfaktoren wie FGF und Epidermal Growth Factor (EGF) vermitteln Androgenfunktionen in der Prostata und WD.
Nachdem sich die WD stabilisiert hat, dehnt sich die WD aus, was von der Expression von Androgenen und der Wachstumsfaktorsignalisierung abhängt. Inhba ist ein parakriner Faktor, der die Wicklung des Epithels im vorderen WD steuert, und Pkd1 scheint an der Signaltransduktion von Wachstumsfaktoren und der Dynamik des Zytoskeletts beteiligt zu sein.
Differenzierung der Regionen des WDs
Forscher zeigen, dass die Expression einiger Homöobox-Gene in bestimmten Regionen für die Differenzierung von WD in Nebenhoden, Samenleiter und Samenbläschen entscheidend ist. Die mit Drosophila Abdominal B verbundenen Homeobox-Gene sind wichtig, um Gewebegrenzen zwischen diesen anatomischen Strukturen bei Mäusen zu unterscheiden. In male mice, the epididymis expresses Hoxa9, Hoxa10, Hoxd10, and Hoxd9 while the vas deferens express Hoxa9, Hoxd9, Hoxa10, Hoxd10, and Hoxa11. Hoxa13 and Hoxd13 also express via the caudal part of the WD and seminal vesicles. Hoxa10 mutations can cause WD anterior homeotic transformation, whereby the distal epididymis and proximal vas deferens display morphological qualities of more anterior segments. Research has demonstrated Hoxa11 mutations to cause a homeotic transformation of the vas deferens to an epididymis-like phenotype. Hoxd13-Mutationen könnten zu einer Verringerung der Größe und Spaltung der Samenbläschen führen.